公路施工中水泥穩(wěn)定碎石的應(yīng)用

卜永林 李曉勇 趙永申

摘要：水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)可以在路基上形成一層具有一定剛性和強度的墊層，保證路基的穩(wěn)定性和承載力，因此在公路施工中較為常見。文章對其應(yīng)用原理以及施工關(guān)鍵點進行了分析。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石；工藝原理；施工要點；質(zhì)量控制

中圖分類號：U416?；?；?；?；文獻標識碼：A?；?；?；?；文章編號：1009-2374（2014）18-0039-02

1水泥穩(wěn)定碎石的工藝概述

水泥穩(wěn)定碎石的技術(shù)就是利用碎石作為骨料，添加一定比例的凝膠以及灰漿，一方面與碎石構(gòu)成固化整體，一方面填充碎石孔隙。完成拌合后進行攤鋪和碾壓形成一種混合材料，凝固后形成固體板以此作為基礎(chǔ)材料。這樣的材料具備一定的抗凍性與防滲漏的性能，在降雨量較大的情況下水泥穩(wěn)定碎石材料不好出現(xiàn)破損或者泥濘的情況。水泥穩(wěn)定碎石已經(jīng)成為一種常見的公路路基材料，且在應(yīng)用中獲得了較好的效果。分析其材料以及工作原理如下：

1.1原材料構(gòu)成

水泥穩(wěn)定碎石顧名思義就是水泥與碎石的結(jié)合，目前水泥的種類較多，在水泥穩(wěn)定碎石的應(yīng)用中選擇的多數(shù)是硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥，選擇標準是凝固的時間應(yīng)大于6個小時。選擇水泥時應(yīng)注意不能利用速干類型的水泥材料，這樣的材料容易受潮。在應(yīng)用中水泥穩(wěn)定碎石需要混合材料作為補充，混合料有活性和非活性之分，活性成分包括粉煤灰等；非活性則是活性較低的人工礦物質(zhì)材料。拌合中采用的水通常為飲用水，在拌合中按照一定的比例加入，如果在施工中對水質(zhì)有特殊的要求則需要進行檢驗并處理，以此提高水泥結(jié)合物的強度。通常的做法就是利用實驗來對水泥砂漿的強度進行檢測，以此作為選擇拌合用水的標準。

1.2水泥穩(wěn)定碎石的作用原理

水泥穩(wěn)定碎石的作用機理與混凝土材料相似，不同的是其骨料是碎石，利用凝膠材料使之凝固，初期強度較高隨著時間的延長強度和抗?jié)B性隨之提高，這樣的工藝中使用的水泥數(shù)量較少，僅為3%～6%，施工完成后經(jīng)過一周的養(yǎng)護與固結(jié)，強度可以達到2～4MPa，公路工程中使用該材料作為基礎(chǔ)材料可以提高路基的抗?jié)B性和強度。分析其作用的基本原理包括兩種：（1）鑲嵌和擠壓作用，施工中采用顆粒較大的碎石作為骨料，配合顆粒較小的碎石作為填充，按照相互補充的原理完成配料后，攤鋪中可以利用外力擠壓使得大小骨料相互鑲嵌與擠壓形成相對緊密的整體，此時顆粒之間的摩擦和嵌擠作用可以增加材料的抗壓強度和穩(wěn)定。（2）水泥固化的作用，施工中選擇水泥作為拌合灰漿，其與水可以產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，最終形成復(fù)合性的水化物，這些水化物與碎石結(jié)合可以讓材料更加的穩(wěn)定且增強了強度。

2水泥穩(wěn)定碎石在應(yīng)用的中的性能要求

強度和適應(yīng)性的剛度是水泥穩(wěn)定碎石必須具備的基本性能，因為在公路的基礎(chǔ)中只有較好的強度才能保證公路具備耐壓性能，經(jīng)受住車輛的反復(fù)碾壓，才能使得基礎(chǔ)不會因為過多的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致變形。強度和剛度即是路基的要求也是對水泥穩(wěn)定碎石的基本要求。其中強度保障由碎石材料本身的質(zhì)地決定，也會受到水泥材料的影響，因此在應(yīng)用中應(yīng)對二者進行合理選擇。

水泥穩(wěn)定碎石的剛性和強度不是固定不變的，在不同的環(huán)境中其產(chǎn)生的變形情況也就不同，如果長期的嚴寒、長期的高溫、冷熱溫差較大等都會影響水泥穩(wěn)定碎石材料的整體性能。因此在應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)實際的環(huán)境以及載荷情況來設(shè)定材料不同的強度以及剛度。此時應(yīng)保證水泥穩(wěn)定碎石的剛度與層面之間進行配合，如果路基剛度小就會導(dǎo)致瀝青路面在載荷作用下出現(xiàn)拉長從而形成路面的凹陷；如果路基剛度過大則會在地層變化中形成開裂。如：道路處在全年溫差明顯，同時降水豐富的環(huán)境下，對水泥穩(wěn)定碎石基層要求較高，需要其具備抗裂性和抗水性能。此時在選擇骨料以及級配時應(yīng)先對骨料、水泥等進行測試，選擇適應(yīng)的材料和級配比例，并控制水泥性能，以此保證形成的基層可以具備較好的抗開裂以及抗水性。

3水泥穩(wěn)定碎石在公路工程中的施工工藝

3.1準備工作

在施工前應(yīng)按照設(shè)計要求對實際的施工場地進行檢查，目的是對路基的中線以及長度、寬度等進行測量。保證在施工前對各種設(shè)計要求進行對比檢查，使之符合設(shè)計要求。同時施工前應(yīng)進行場地的清理，保證路面干凈沒有雜質(zhì)等，提高碎石水泥混合物與路基接觸質(zhì)量。此時用對基層進行檢驗，驗收中按照規(guī)定的質(zhì)量標準對基層進行強度檢驗。注意放樣定位，保證水泥混合料的攤鋪寬度寬出基層50cm為最佳。在路肩施工同時每隔30m應(yīng)設(shè)置相對應(yīng)的排水溝保證后期排水的效果，并在放樣的過程中控制定位保證準確。

同時還應(yīng)保持路基層的濕度，此時可以采用兩種方式，一種是借助專業(yè)的灑水工具來潤濕路基；一種是在路面增加保濕的模具。雖然將水泥穩(wěn)定混合物在浸水與不浸水的情況下對比發(fā)現(xiàn)，浸水與否對混合物的強度影響不大，但是浸水之后的混合物比沒有浸水的混合物強度要高。同時還應(yīng)注意的是水泥碎石材料必須在施工后進行保養(yǎng)，保養(yǎng)到位以及時間越長則形成的墊層穩(wěn)定性越好。

3.2拌合過程

拌合前應(yīng)對相應(yīng)的設(shè)備進行調(diào)試，并確定相關(guān)配料的比例，然后對配料的皮帶進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，如果有專用的拌合樓則應(yīng)調(diào)整其生產(chǎn)量與攤鋪設(shè)備相適應(yīng)。通常在拌合中還應(yīng)增加0.2%的含水率以此彌補運輸和鋪攤總的水分流失。拌合開始后應(yīng)有專人對骨料進行檢查，分揀骨料中的雜質(zhì)，將過濕成團的細粒料搗碎并進行含水量以及水泥劑量的檢查，保證出料的質(zhì)量。拌合完成后的混合料在進行攤鋪前還應(yīng)進行含水量檢查，保證其滿足攤鋪的要求，并控制卸料以及攤鋪的速度，防止混合料出現(xiàn)離析。

3.3運輸環(huán)節(jié)

水泥穩(wěn)定碎石的材料在運輸時應(yīng)格外注意，一方面選擇大噸位的攪拌車進行運輸以保持材料的混合質(zhì)量，并保證施工現(xiàn)場的材料用量，提高連續(xù)施工的效率。而小型的攪拌車則體現(xiàn)的是靈活方便的特征，如果場地要求限制也可選擇小型的攪拌車，但是必須注意在使用中控制混合物出現(xiàn)水分蒸發(fā)的情況，可以利用必要的防范措施加以控制。

3.4攤鋪以及整形

在施工中在保證基底濕潤的情況下，隨即進行水泥穩(wěn)定碎石的攤鋪，攤鋪中混合料的含水量必須保證大于最佳的含水量，如果出現(xiàn)異常應(yīng)進行及時的調(diào)整，彌補運輸過程中的水分流失。如果鋪攤后出現(xiàn)骨料集中的情況，應(yīng)采用人工調(diào)整的方式進行處理，保證表面的均勻。攤鋪結(jié)束后可以利用平地機進行統(tǒng)一整理，攤鋪中還應(yīng)控制其鋪設(shè)的寬度滿足設(shè)計要求。

3.5碾壓施工

完成混合料的攤鋪與整形后，即可進行碾壓，直線路段的碾壓應(yīng)從路的邊緣向中心進行碾壓作業(yè)，碾壓軌道應(yīng)與上一個碾壓軌跡重疊1/2，通常采用的是8t的壓路機穩(wěn)壓兩次，碾壓速度為1.5～2km/h，然后用12t壓力機碾壓3～4次，速度略高，為2.5～3km/h，最后進行光面處理，即完成了碾壓的工作。

3.6路基養(yǎng)生

完成碾壓作業(yè)后應(yīng)及時進行養(yǎng)生的處理，主要是利用土工布進行保濕與養(yǎng)生。同時對壓實度進行檢測。兩小時后對路面進行灑水養(yǎng)護，灑水應(yīng)注意角度，防止水流壓力對路面造成沖刷的效果，而影響整個路面的質(zhì)量。根據(jù)天氣的差異可以對灑水量和頻率進行調(diào)整，只要保證表面濕潤即可，養(yǎng)生時間應(yīng)保證大于7天。

4水泥穩(wěn)定碎石基層應(yīng)用的質(zhì)量控制

首先，對含水量的控制，實際含水量應(yīng)接近試驗測試的最佳含水量，壓實度才能保證達到設(shè)計指標，因此在實際施工含水量大于最佳含水量時，因為碾壓的作用使得水分被擠壓而聚集在表面，這樣就會導(dǎo)致底層的材料密實度減弱，在取芯檢查的時候，試件的下部就會出現(xiàn)松散強度降低的情況。如果實際含水量小于最佳含水量則壓實度也會降低，所以控制混合料的水分是施工質(zhì)量控制的第一要務(wù)。其次，是對平整度的控制，攤鋪機作業(yè)完成后現(xiàn)場應(yīng)對平整度進行檢查，對不符合設(shè)計要求的應(yīng)進行人工找平。同時對基層進行及時的檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。在對壓實度控制時，如果發(fā)現(xiàn)不足則應(yīng)進行補充碾壓，避免遺留后患。最后，對養(yǎng)護的控制。碾壓完成后應(yīng)及時地覆蓋并灑水，由專人負責(zé)對現(xiàn)場進行維護，管理現(xiàn)場的交通禁止車輛通行，對被風(fēng)吹起的位置進行及時補蓋。灑水的時候由專業(yè)車輛進行，控制灑水的角度防止破壞路面平整度，保持路面始終濕潤。

5結(jié)語

公路施工中應(yīng)用水泥穩(wěn)定碎石的技術(shù)，可以為路基提高承載能力以及抗裂和抗水的能力，保證路基在使用中保持良好承載能力和工作狀態(tài)。因此在施工中應(yīng)重視對細節(jié)的控制，突出對含水量、骨料質(zhì)量、拌合質(zhì)量等控制，從而保證水泥穩(wěn)定碎石層起到應(yīng)有的作用。

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