淺談水泥碎石穩(wěn)定層的施工與控制

徐銘

【摘 要】本文從水泥碎石路面穩(wěn)定層的原材料、配合比、施工工藝、質(zhì)量控制等方面，分析影響水泥碎石路面穩(wěn)定層質(zhì)量的因素，提出施工中的需要注意的事項及質(zhì)量控制要點。

【關(guān)鍵詞】穩(wěn)定層；施工技術(shù)；質(zhì)量要點

1. 前言

水泥碎石路面穩(wěn)定層作為半剛性層，其作用為道路的基層或底基層，它必須具有良好的力學(xué)性能。因水泥碎石路面穩(wěn)定層所用材料具有來源廣泛即就地取材；施工方便即就地進行混合料的加工、拌和；易于機械攤鋪操作等特點，故被廣泛應(yīng)用于高等級公路或市政道路的基層。

2. 水泥碎石路面穩(wěn)定層的成因分析

2.1 水泥碎石路面穩(wěn)定層施工技術(shù)是用不同類型混合料（水泥、碎石、黃砂或礦渣粉料）按一定的比例進行拌和而成的具有比較經(jīng)濟的道路基基礎(chǔ)穩(wěn)定層材料。

2.2 強度原理。在水泥碎石路面穩(wěn)定層中，因水泥用量很少，水泥的水化作用能在混合料中得以充分進行，但凝結(jié)速度比在水泥混凝土中較之緩慢，強度也低于級配的混凝土。水泥在與集料摻水拌和后，水泥中的礦物質(zhì)與水分發(fā)生水解和水化反應(yīng)，分解出Ca（OH）2和其它水化物，當(dāng)水泥中的水化物生成后，有的繼續(xù)硬化形成水泥石骨架，有的與同有活性的細集料、礦粉進行反應(yīng)，開成一定的強度。其化學(xué)反應(yīng)主要包括：離子交換及團?；饔谩⒂材磻?yīng)和碳酸化作用。

2.3 影響水泥碎石路面穩(wěn)定層強度的因素。從建筑材料強度性能中可知，集骨料質(zhì)量、水泥用量、施工后的養(yǎng)護是影響水泥碎石組合物強度的重要因素。其控制指標(biāo)主要有無側(cè)限抗壓強度（28d）、彎拉彈性模量（MPa）、水泥用量（集料的%）。

2.3.1 水泥品種與用量對強度的影響。各種類型的水泥都可以用于穩(wěn)定碎石，不同品種的水泥將不同程度地影響水泥碎石路面穩(wěn)定層的強度。對于同一種集骨料，水泥的礦物成分是決定著穩(wěn)定層強度的主要因素。通常情況下，硅酸鹽水泥的穩(wěn)定性效果較好，鋁酸鹽水泥則較差。水泥碎石路面穩(wěn)定層強度在較大程度上取決于水泥的用量，即隨著水泥劑量的增加，穩(wěn)定層的強度將有所增加。當(dāng)然，較多的水泥用量，雖能使強度增長，但經(jīng)濟性較差。因此，有一個經(jīng)濟用量，同時水泥用量過多，體積收縮性也增加，體積的變化會使穩(wěn)定層產(chǎn)生裂縫。所以水泥用量需要在一個合適的范圍，且需要經(jīng)過試驗確定。

2.3.2 含水量對強度的影響。水泥碎石路面穩(wěn)定層混合料的含水量對穩(wěn)定層的強度有很大的影響。含水量少，水泥得不到充分的水化，強度將降低。含水量過少，既不利水泥在混合料中的均勻分布、充分水化，也不能達到材料的最大壓實度要求。水泥正常水化所需要的水量約為水泥重量的20%。

2.2.3 拌和過程及養(yǎng)生條件對強度的影響。水泥、集骨料拌和得越均勻，穩(wěn)定層的強度和穩(wěn)定性越高。拌和不均勻會使水泥劑量少的地方強度不足，水泥劑量多的地方則收縮加大。從集骨料加水拌和到完成壓實的時間內(nèi)，對水泥碎石路面穩(wěn)定層的密實度和最終強度有很大的影響。間隔過長，水泥會部分結(jié)硬，一方面影響到水泥碎石路面穩(wěn)定層的壓實度；另一方面將破壞已結(jié)硬水泥的膠凝作用，使水泥碎石路面基層的強度下降。通常宜在加水拌和后2h內(nèi)完成施工并壓實完畢。穩(wěn)定層的強度隨齡期而增長，早期發(fā)展較快，故早期養(yǎng)護階段應(yīng)使其保持潮濕，養(yǎng)護時間和灑水情況應(yīng)視當(dāng)?shù)貧夂驐l件或符合規(guī)范要求。

3. 水泥碎石路面穩(wěn)定層的施工要點

水泥碎石路面基層施工方法可以概括為“一重點、二環(huán)節(jié)、三區(qū)段、八流程”。即：“配合比”是重點；“拌和場和施工現(xiàn)場”是二個重要環(huán)節(jié)；施工現(xiàn)場的“攤鋪區(qū)、壓實區(qū)和整形區(qū)”三個區(qū)段；“施工準(zhǔn)備→施工放樣→拌和→運輸→攤鋪整平→碾壓→整形封面→灑水養(yǎng)生和交通管制”為八個流程，施工時做到對其進行全面有效的控制。關(guān)鍵措施是配料準(zhǔn)確、拌和均勻、碾壓密實和適時正確地養(yǎng)護。

4. 水泥碎石路面穩(wěn)定層的施工與質(zhì)量控制

4.1 原材料的質(zhì)量控制。水泥碎石路面穩(wěn)定層的原材料主要有水泥、粗骨料、細骨料（黃砂或礦渣粉）。對各類原材料進行提前確定和檢查，按規(guī)定進行抽樣檢驗，不合格的材料不得用于工程中。正確地選用水泥品種，一般宜選用低強度等級的水泥，不得使用快硬水泥、變質(zhì)水泥。

4.2 控制集骨料質(zhì)量。應(yīng)用人工集配碎石，集骨料的最大粒徑不應(yīng)超過40mm，顆粒組成范圍，可按表1中1號級配，集骨料的最大粒徑不超過30mm時，顆粒組成應(yīng)在表1所列2號級配范圍內(nèi)。 混合料中碎石壓碎值應(yīng)不大于30%，針片狀含量宜不大于15%。

4.3 水。一般生活用水均可作為施工用水，若遇可疑水源，應(yīng)進行化驗。

4.4 試驗段的施工。在大面積的正式施工前根據(jù)初步確定的設(shè)計配合比鋪筑試驗段，通過試驗段的鋪筑，以獲得最優(yōu)生產(chǎn)配合比、合適的拌和時間、攤鋪速度、壓實機具的組合及碾壓工藝、松鋪系數(shù)及合適的作業(yè)長度等施工控制參數(shù)，確定正確的施工方法。試驗段長度宜為100～150米，宜選用兩種或多種不同的碾壓組合，進行現(xiàn)場試驗確認，必要時可調(diào)整水泥用量及含水量試驗。

4.5 混合料的拌和。施工一現(xiàn)場拌和時應(yīng)注意以下三個問題：（1）原材料的準(zhǔn)備和廠拌設(shè)備的選擇，開始拌和前，拌和場備料應(yīng)滿足3～5天的攤鋪用料，以保持材料的均勻性和一致性；（2）嚴(yán)格控制水泥劑量，不得以提高水泥用量的方式提高路面基層強度；（3）重視含水量對施工的影響，根據(jù)氣溫情況及運輸距離及時調(diào)整拌和用水量。

4.6 混合料的出料和運輸。出料時應(yīng)避免混合料離析，運輸車輛宜采用自卸運輸車并根據(jù)運輸距離和天氣情況，考慮是否覆蓋。

4.7 混合料的攤鋪。攤鋪設(shè)備的選型應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程進度、出料等盡量選用攤鋪機攤鋪混合料，應(yīng)選擇攤鋪性能好的全自動找平攤鋪機，盡可能整幅一次攤鋪，以保證攤鋪料不離析、表面平整、橫坡符合要求。攤鋪機應(yīng)按控制線勻速行駛，并盡可能少收料斗。如因故中斷2h時，攤鋪機應(yīng)駛離混合料末端，按橫向接縫處理；嚴(yán)禁薄層貼補；基層分兩次攤鋪時應(yīng)在攤鋪上層前，進行表面拉毛或灑水泥凈漿處理。

4.8 混合料的壓實。用輕型壓路機并配合12T以上壓路機在結(jié)構(gòu)層全寬內(nèi)進行碾壓。碾壓段長度根據(jù)試驗段確定的長度及氣溫情況確定。氣溫高時，水分蒸發(fā)快，縮短碾壓段長度，反之，可適當(dāng)延長碾壓段長度，一般以40～50米為宜，過短則易造成平整度較差。碾壓速度 初、終壓宜為1.5～1.7Km/h，復(fù)壓宜為2.0～2.5Km/h。壓實順序，直線和不設(shè)超高的平曲線段，由兩側(cè)路肩向路中心碾壓，設(shè)超高的平曲線段，由內(nèi)側(cè)路肩向外路肩進行碾壓。碾壓時，輪跡應(yīng)重疊1/2輪寬。

4.9 養(yǎng)生及交通管制。每一段碾壓完成并在壓實度檢測的同時，應(yīng)立即開始養(yǎng)生，養(yǎng)生宜采用保水性能好的材料覆蓋，建議最好采用土工布，不得用濕粘土、塑料薄膜或草質(zhì)編織物覆蓋。覆蓋2小時后，再用灑水車灑水保濕養(yǎng)生。用灑水車灑水養(yǎng)生時，灑水車的噴頭要用噴霧式，不得用高壓式噴管，以免破壞基層結(jié)構(gòu)，每天灑水次數(shù)應(yīng)視氣候而定，整個養(yǎng)生期間（7～28天及下一層施工前）應(yīng)始終保持水穩(wěn)層表面濕潤。養(yǎng)生期并應(yīng)封閉交通，養(yǎng)生期內(nèi)灑水車必須在另外一側(cè)車道上行駛。

4.10 質(zhì)量控制流程如圖1所示。

5. 結(jié)束語

水泥碎石路面基層施工，需要嚴(yán)格按照規(guī)范要求，正確選用水泥品種、控制好原材料的質(zhì)量混合料的級配、拌和、運輸、攤鋪、碾壓、養(yǎng)生等環(huán)節(jié)，做到這些，就能夠確保工程施工質(zhì)量。