淺談水泥穩(wěn)定碎石底基層施工質量控制

李小雷

【摘 要】水泥穩(wěn)定碎石因具有良好的整體性、水穩(wěn)定性和抗凍性，還具有早期強度高、強度增加快、成本低廉的特點，因此廣泛應用于高速公路的底基層、基層，它是利用水泥的水硬性與級配碎石拌合，按嵌擠原理攤鋪壓實，并經(jīng)進一步硬化而形成的一種半剛性路面結構。由于水穩(wěn)料中含有水泥等膠凝材料，所以要求整個施工過程必須在水泥終凝前完成，并且一次達標，否則不易修整。因此要求施工中加強施工組織和計劃管理，使水穩(wěn)的施工工藝、施工方法不僅滿足工程質量的要求，同時應符合機械化施工的需要。本文以水泥穩(wěn)定碎石底基層施工為例，從材料的選用、配合比的設計、施工工藝等方面闡述了水泥穩(wěn)定碎石施工的各環(huán)節(jié)對質量和進度的影響，提出了相應的控制措施。

【關鍵詞】水穩(wěn)；碎石；基層；質量；控制；措施

1水泥穩(wěn)定碎石底基層混合料組成設計

底基層是道路的主要承重部位，其質量的好壞直接影響路面的強度、使用質量和使用壽命。因此，底基層結構材料必須有足夠的強度和剛度，足夠的水穩(wěn)性和足夠的抗沖刷能力。

水泥穩(wěn)定碎石正式施工前要進行水泥穩(wěn)定碎石混合料組成設計，就是按照設計和規(guī)范對水泥穩(wěn)定碎石用原材料的技術要求，結合當?shù)氐膶嶋H情況，去選擇符合要求的各種規(guī)格的集料和水泥結合料。通過試驗確定各種集料的摻配比例，確定水泥結合料的種類和使用數(shù)量，以及混合料的最大干密度、最佳含水量和強度等。通過材料的組成設計，能保證所設計的混合料的各項技術指標都滿足設計要求，能保證實際使用的材料符合規(guī)定的技術要求，并能通過對集料級配的優(yōu)化，確定最佳的水泥用量，降低施工成本。

1.1材料

1.1.1水泥

水泥穩(wěn)定碎石可用普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山硅酸鹽水泥，但不能選用快硬、早強和受潮變質的水泥。選用水泥初凝時間不得短于3h，終凝時間不短于6h。按照《公路工程水泥混凝土試驗規(guī)程》檢驗所選水泥的各項指標，水泥的主要試驗項目有：安定性試驗；細度、稠度試驗；初凝、終凝時間。

1.1.2水

水為可飲用水

1.1.3集料

水泥穩(wěn)定碎石底基層中的碎石應質地堅硬、耐久、潔凈、有良好的級配，碎石最大粒徑31.5mm。細集料應質地堅硬、耐久、潔凈、有良好的級配。

1.2配合比設計

根據(jù)規(guī)范要求，水泥穩(wěn)定碎石底基層的7天浸水抗壓強度應大于2.0MPa，需通過試驗確定石料的摻配比例。按照集料的摻配比例，配制不同水泥劑量的混合料，并按照水泥穩(wěn)定碎石底基層的設計要求進行組成設計。

若水泥穩(wěn)定碎石底基層配比試驗確定的水泥劑量小于設計的水泥劑量時，應采用設計要求的水泥劑量，若配比試驗確定的水泥劑量等于設計的水泥劑量時，工地實際采用的水泥劑量應比室內試驗確定的劑量多0.5%。若通過配比試驗，采用設計的水泥劑量不能滿足設計抗壓強度時，必須改善集料的級配，再采用設計水泥劑量重新進行試驗，直至滿足設計抗壓強度為止。

水泥穩(wěn)定碎石底基層混合料配比試驗完成后，還應進行延遲時間對水泥穩(wěn)定碎石的干密度和強度的影響試驗。根據(jù)擬定水泥劑量的混合料的延遲時間與強度的關系曲線和要求達到的強度，確定施工時的容許延遲時間；或根據(jù)施工時的攤鋪速度、碾壓速度、運輸能力和混合料的拌和能力確定施工時可以達到的延遲時間，再根據(jù)混合料的設計抗壓強度，確定擬定水泥劑量的混合料的延遲時間是否滿足要求。否則需要調整擬定的水泥劑量。

混合料的施工容許延遲時間與施工時間的氣溫有很大關系。氣溫越高，混合料的施工容許延遲時間就越短。因此，確定混合料的施工容許延遲時間必須考慮氣溫的影響。當試驗確定的施工容許延遲時間大于2h時，施工中按2h作為容許延遲時間進行施工質量控制。

2施工過程控制

水泥穩(wěn)定碎石底基層施工采用廠拌法集中拌制混合料，用攤鋪機攤鋪混合料。為保證攤鋪寬度滿足底基層的半幅設計寬度，避免設置縱縫；采用“雙機聯(lián)輔”作業(yè)。即在作業(yè)寬度內，用兩臺攤鋪機一前一后聯(lián)合施工，兩臺攤鋪機速度一致，后臺攤鋪機的熨平板一端放在前面已攤鋪的混合料上。

2.1施工工藝

2.1.1準備下承層

按《公路工程質量檢驗評定標準》要求對下承層（路床頂）進行驗收，驗收合格后，方可進行水泥穩(wěn)定碎石底基層施工。

底基層施工前用壓路機對已驗收的路基進行3-4遍碾壓檢驗。在碾壓過程中，如發(fā)現(xiàn)過干、表層松散，應適當撒水。如土過濕，發(fā)現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象，應采取挖開晾曬、換填等措施進行處理。

2.1.2施工放樣及側模支立

⑴恢復中樁

采用全站儀恢復中樁，每10m設一中樁。然后根據(jù)水泥穩(wěn)定碎石底基層的設計寬度，放出底基層的邊線，并用水泥釘做標志。另每100米設一固定樁，標明樁位。

⑵高程測量

水泥穩(wěn)定碎石底基層頂面標高，通過設于底基層兩側邊線外20cm處的鋼釬和攤鋪機熨平板的橫坡來控制，鋼釬的高程采用兩臺水準儀聯(lián)測，確保高程準確無誤。

⑶安放基準線

基準線是和底基層頂面相平行的兩條標高線，且與路基中線互相平行。攤鋪機通過這兩條標高線來控制水泥穩(wěn)定碎石的攤鋪厚度、縱坡和平整度?；鶞示€采用安裝在底基層兩側邊線外20cm處的兩條鋼絲繩，鋼絲繩直徑為3mm。鋼絲繩頂面的標高通過整10m樁號處的鋼釬來控制，鋼絲繩安裝在鋼釬的橫桿上。每根鋼絲繩的長度不大于200m，以減少鋼絲繩自重下垂對攤鋪層標高和平整度的影響。

⑷水泥穩(wěn)定碎石底基層邊線側模采用20厘米寬鋼模，鋼模外用不小于50厘米長的φ8鋼釬固定，鋼釬插入路床盡可能深，以保證鋼模在攤鋪和碾壓時不變形，以保證底基層的平整度。

2.1.3混合料拌和

⑴混合料采用廠拌法集中拌制，其生產能力應滿足連續(xù)作業(yè)的需要。

⑵水泥穩(wěn)定碎石拌和機安裝調試正常后，請技術監(jiān)督部門對電子計量系統(tǒng)進行標定，以保證水泥和集料的準確稱量。

⑶在正式拌制混合料前，測量集料的實際含水量，并根據(jù)實際含水量，將試驗室配合比換算成施工配合比。實際拌和時，混合料的含水量應較最佳含水量大2%～3%，以彌補混合料在運輸和攤鋪過程中的水分損失，保證碾壓時混合料的含水量在最佳含水量和最佳含水量加1%之間。

⑷為避免料倉中的集料串料，料倉上口之間要用隔板隔開，上料用裝載機的裝料斗的寬度應小于料倉的上口寬度。

⑸拌制混合料時應嚴格控制水泥劑量，為保證混合料拌和均勻，拌和時間應盡量長，一般不小于1分鐘。

⑹混合料出場前，安排試驗人員及時進行檢查，嚴禁不合格混合料出場。

2.1.4混合料運輸

運輸車輛的數(shù)量配置應綜合考慮拌和機的生產能力，攤鋪機的行使速度和運距等因素影響。確保水泥穩(wěn)定碎石拌和樓和攤鋪機的連續(xù)作業(yè)，避免拌和樓間斷作業(yè)對混合料質量的影響和攤鋪機無法正常連續(xù)行使對水泥穩(wěn)定碎石平整度的影響。

2.1.5混合料攤鋪

⑴攤鋪機作業(yè)速度的選擇

攤鋪機的攤鋪速度對施工各工序及攤鋪質量影響極大，正確選擇攤鋪速度可加快施工進度，提高攤鋪質量。如果速度加快，攤鋪機振搗裝置在振搗處的停留時間和振搗次數(shù)減少，從而影響攤鋪層的密實度，造成攤鋪層松散。同時，在拌和能力一定的情況下，攤鋪速度過快，也容易造成供料困難，使攤鋪機無法勻速行使，造成攤鋪機熨平板的工作傾角不停的變化，使攤鋪層表面時高時低。這兩個方面將嚴重影響攤鋪層的標高和平整度。

如果攤鋪速度過慢，拌和設備的生產能力就無法達到最佳水平，影響施工進度造成施工施工成本增加。同時，因攤鋪速度過慢，易使攤鋪層表層出現(xiàn)臺階狀，過早出現(xiàn)波浪、搓板等想象，不宜壓實。根據(jù)拌和機的生產能力，可按下式大致算出攤鋪機的行使速度，攤鋪機在施工中的實際攤鋪速度通過試驗段來確定。

⑵攤鋪厚度的確定和熨平板初始工作角的調整

要確定混合料的攤鋪速度必須確定混合料的松鋪系數(shù)，而松鋪系數(shù)跟混合料經(jīng)攤鋪機振實后的密實度有關。攤鋪機的強力熨平裝置可使混合料攤鋪層的密實度達到88%以上?；旌狭系念A壓實度越高，碾壓對攤鋪層平整度的影響就越小。但實踐表明，預壓實度密度太大，將影響攤鋪機的行進速度，并容易在攤鋪機頂面造成“拉裂裂紋”。所以預壓實度宜為85～89%。根據(jù)攤鋪層的預壓實度即可推算攤鋪層的松鋪系數(shù)1.15～1.25，正式施工過程中采用的松鋪系數(shù)由試驗段確定。松鋪系數(shù)乘以水泥穩(wěn)定碎石的壓實度即為攤鋪厚度。

⑶粗細集料離析處理

在攤鋪機后面應設專人清除粗細集料離析現(xiàn)象，此過程應一直延續(xù)到混合料碾壓結束方可停止。具體方法是設一個3-5人的小組，攜帶一輛裝有新拌混合料的小車，跟在攤鋪機后面，及時消除粗細集料窩和粗細集料帶（鏟除粗細集料補以新拌的均勻混合料，或撒拌均勻的水泥細集料混合料，并與粗集料拌和均勻）。

2.1.6混合料的碾壓

水泥穩(wěn)定碎石混合料的壓實主要是克服顆粒間的內摩擦力，需選用振動壓路機作為主導壓實機械。根據(jù)實踐和研究表明，水泥穩(wěn)定碎石混合料的壓實要經(jīng)歷三個階段：塑性階段、彈塑性階段、彈性階段。對應的壓實過程分別為：初壓、復壓、終壓。

初壓為塑性階段。在此階段，經(jīng)過攤鋪機攤鋪的的混合料雖有較高的密實度，但混合料顆粒之間仍有較多和較大的空隙。如選用振動壓實很容易引起混合料的推移，破壞攤鋪層的平整度，并造成表層壓實度很高而深層達不到規(guī)定的壓實度。此階段應采用靜力壓實使攤鋪層混合料穩(wěn)定，為復壓創(chuàng)造條件。

復壓為彈塑性階段。混合料經(jīng)過初壓后，顆粒間已不存在較多和較大的空隙，顆粒處于暫時平衡狀。此時顆粒間互相嵌擠，并達到一定的密實度，要使顆粒之間進一步擠密，需要克服顆粒間的內摩擦力，這就需要較大的壓實力和壓實功。為此，應選用振動壓路機壓實，其振動時的激振力能使被壓實材料產生共振，從而使被壓實材料的內摩擦力急劇減小，剪切強度及抗壓阻力變小，使混合料很容易進一步壓實。碾壓時，壓路機每次重疊1/3-1/2輪寬。碾壓速度根據(jù)攤鋪速度確定，但應控制在1.5-3km/h范圍內。另外振動壓路機的振動頻率和振幅對壓實度和平整度影響較大，根據(jù)實踐證明，對于水泥穩(wěn)定碎石混合料的壓實應選用高頻率低振幅。振動頻率為40-50Hz，振幅應為0.4-0.8mm。

終壓為彈性階段。這一階段混合料顆粒間已達到最大程度的擠密和擠緊，若繼續(xù)振動碾壓，壓實層基本不再吸收壓實功，并容易造成顆粒壓碎。但經(jīng)過初壓和復壓，壓實層表面有淺的表面裂縫和局部留有輪跡。而膠輪壓路機壓實時形成的壓實表面的分力，對壓實材料產生搓揉作用，能有效消除表面裂縫和輪跡。并且膠輪壓路機的輪胎具有彈性，加之輪胎的彈性懸掛與擺動，使各輪胎負荷相同，使被壓實段密度均勻。膠輪壓路機輪胎變形，與被壓表面接觸面積大，在壓實區(qū)域的時間長，可進一步增加壓實深度和密實度，有利于提高壓實層的整體強度。

施工過程中，兩臺攤鋪機的攤鋪層同時碾壓，碾壓從路基低處向高處進行，為保證每個碾壓作業(yè)段接頭處的平整度，碾壓接頭應形成鋸齒形狀，不能在同一斷面壓齊，在碾壓下一作業(yè)段時，壓路機在接頭處錯成斜向45°壓平鋸齒形后再按正常碾壓方法碾壓。壓路機在行走中開啟振動，停車時先關閉振動再停車。在作業(yè)區(qū)段內壓路機不得急剎車，碾壓至端頭時，需先關閉振動使壓路機自動溜車至端部，下一碾壓段時，將溜車段重新碾壓。

碾壓工作段長度的確定。采用廠拌法施工應嚴密組織好流水作業(yè)，碾壓工作段可以看作是流水段，應綜合考慮拌和機的生產能力、自卸車的運輸能力、攤鋪機的作業(yè)速度和壓路機的工作效率，使運輸、攤鋪、碾壓在工作段上形成流水。但必須顧及到從加水拌和到碾壓終了的延遲時間（采用廠拌法時不應超過2-4h），還應考慮混合料從運輸?shù)綌備伜蟮乃萆⑹闆r，保證碾壓時混合料處于略大于（0.5-1）%最佳含水量。由此確定工作段長度一般為30-50m。

2.1.7接縫處理

在水泥穩(wěn)定碎石施工中，每個工作日結束或因故造成施工中斷時間超過容許延遲時間時，應將攤鋪機駛離攤鋪層末端設置橫向施工接縫。橫向施工接縫處理的好壞直接影響到該處底基層的平整度、壓實度和強度。施工接縫處理方法如下：

⑴人工將攤鋪層末端含水量合適的混合料清理整齊，僅靠混合料末端安放方木作為模板，方木的高度與混合料的壓實厚度相同，整平緊靠方木的混合料。

⑵將方木模板支撐到離混合料大約4m的攤鋪機上，將混合料碾壓密實。

⑶在重新開始攤鋪之前，將方木除去，并將下承層表面清掃干凈。

⑷攤鋪機返回已壓實層末端，重新開始攤鋪混合料。

⑸如攤鋪中斷時間超過容許延遲時間后，未按上述方法及時處理橫向接縫，則應將攤鋪機附近及其下面未壓實的混合料鏟除，并將已碾壓密實且高程和平整度符合要求的末端挖成與路中心線垂直向下的斷面，然后再攤鋪新的混合料。

2.1.8養(yǎng)生及交通管制

水泥穩(wěn)定碎石底基層在碾壓完成并經(jīng)壓實度檢查合格后，立即養(yǎng)生，養(yǎng)生采用薄膜覆蓋，養(yǎng)生器不少于7天，養(yǎng)生期內，除灑水車外，應封閉交通。養(yǎng)生期結束后，表面及時清理干凈，并盡快進行下層施工，以防干縮開裂。

2.2施工注意事項

⑴雨季施工時，應注意天氣變化，做好防雨措施，防止已拌和好的混合料遭雨淋。降雨時，已攤鋪的混合料應盡快壓實，如果來不及壓實，應及時清除。

⑵應嚴格控制各工序的作業(yè)時間，保證運輸?shù)缆窌惩ǎ訌娛┕C械的檢查和保養(yǎng)，以減少因運料不及時和機械故障造成施工時間過長帶來的損失。

⑶下雨時，細集料應及時覆蓋，減少因細集料過濕而不能順利的從料倉流出對配料準確性的影響。

⑷為減少底基層裂縫的產生，避免對路面的破壞。在進行配合比設計時應注意以下兩點：

a、增加混合料中粗集料的含量，在保證強度的前提下，盡可能減少水泥用量以減少干縮裂縫。

b、0.075mm以下的細集料應嚴格控制或不用。

⑸在底基層施工完成后，及時進行下一層的施工或采取有效的養(yǎng)護措施。

3結論

水泥穩(wěn)定碎石施工中按照以上所述加強控制，工程質量符合《公路工程質量檢驗評定標準》和設計要求。但在實際施工過程中應在以下方面加強監(jiān)控：

3.1原材料的控制

嚴格控制粒徑小于0.075顆粒的用量以及碎石中的含泥量。因粒徑較小或含泥量過大將延長混合料的延遲時間，使混合料強度降低。

3.2混合料的拌和

混合料拌和時其含水量應較最佳含水量大2%～3%，應考慮：

⑴水泥正常水化時所需水份。

⑵混合料含水量增加時，在振動壓路機作用下，部分水泥漿被提至基層表面，從而使基層表面整體性得到提高，更加平整、密實。

⑶水份蒸發(fā)會損失部分水量。但含水量不宜過大，實際含水量較高時其壓實度很難滿足規(guī)范要求。

3.3混合料攤鋪

充分利用攤鋪機的強力熨平裝置，提高預壓實度，減小松鋪系數(shù)，減少對平整度、厚度、高程的影響。一般預壓實度85%～90%，預壓實度較小則松鋪系數(shù)較大，而攤鋪機的最佳攤鋪厚度不超過28cm，松鋪厚度超過攤鋪機的最佳攤鋪厚度時，容易造成水泥穩(wěn)定碎石表面坑洼不平，厚度、平整度不符合要求。但預壓實度不宜超過90%，預壓實度太大將影響攤鋪機的行進速度，并容易造成在攤鋪頂面造成“拉裂裂紋”。

3.3混合料碾壓

施工中應充分考慮碾壓速度、碾壓方式對水泥穩(wěn)定碎石平整度的影響，壓路機采用高頻底幅方式行走。壓路機在行走中開啟振動，停車時必須先關閉振動，碾壓至端頭時不得急剎車，必須關閉振動后使壓路機自動溜車至端部，下一碾壓段時，將溜車段重新碾壓。