市政施工中水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)的研究

尹杰

【摘要】水泥穩(wěn)定碎石基層屬于半剛性基層，有較好的整體性、水穩(wěn)定性、強度、抗凍性等，因此廣泛應(yīng)用于我國各等級路面的修建中。然而，由于基層開裂，使路面出現(xiàn)很多早期破壞現(xiàn)象，影響路面的使用壽命。因此，研究水泥穩(wěn)定碎石基層及其技術(shù)是非常重要的。

【關(guān)鍵詞】水泥穩(wěn)定碎石基層；施工技術(shù)；使用性能

1、引言

在路面結(jié)構(gòu)中，路面基層是主要的承重層，其承重能力的大小、質(zhì)量的好壞與路面的整體結(jié)構(gòu)、強度、使用性能和使用壽命直接相關(guān)。隨著運輸量的增加，基層強度或者剛度較差的部位，在車輪載荷的反復作用下會產(chǎn)生殘余變形，出現(xiàn)剪切破壞或者彎拉破壞，是路面通車沒幾年就出現(xiàn)網(wǎng)裂、沉陷、龜裂等損害。對于瀝青路面，水會從兩側(cè)路肩、路肩與路面的結(jié)合處、路面裂縫、路面與緣石的結(jié)合處等縫隙處滲透到路面的結(jié)構(gòu)層中。在寒冷的半干旱地區(qū)，冬季由于水分的重分布，路基上層和路面底基層都有可能出于潮濕或者過濕狀態(tài)，瀝青面層不是完全封閉的，但卻阻礙了路面結(jié)構(gòu)層中的水分蒸發(fā)作用。經(jīng)研究表明，水分從瀝青路面滲透進去比蒸發(fā)出來要容易的多、快得多?；鶎硬牧虾枯^大會使其強度降低，會使瀝青路面遭到破壞。針對這一問題，本文著力研究水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)，以提高水泥穩(wěn)定碎石基層的質(zhì)量，提高瀝青路面的使用性能和使用壽命。

2、水泥穩(wěn)定碎石基層

2.1簡介水泥穩(wěn)定碎石基層

水泥穩(wěn)定碎石基層材料是由集料、水泥、水等多種成分混合而成的非均勻體系，在設(shè)計時，有時還摻有一定比例的外摻劑、工業(yè)廢渣等，以改善路面的使用性能。水泥穩(wěn)定碎石基層設(shè)在路面面層底。當路基完成后，要鋪筑路面，但因為路基很容易變形（受水軟化，天晴容易起灰塵），所以必須有一層結(jié)構(gòu)能穩(wěn)定路基，而且還能保護路基受水侵蝕，這就產(chǎn)生了路基穩(wěn)定層。一般的高級路面基本都采用水泥穩(wěn)定級配碎礫石作為穩(wěn)定層。路基穩(wěn)定層分兩種，一種是底基層，直接接觸路床的（與土直接接觸），一種是基層，放在底基層之上的。經(jīng)過壓實、封閉處理后就可以鋪筑路面面層了。

水泥穩(wěn)定碎石基層有很多優(yōu)點，例如：修建成本低、整體性好等，但水泥穩(wěn)定碎石基層作為一種脆性材料，對溫度和濕度的變化比較敏感，在施工或載荷的作用下，環(huán)境中溫度和濕度的周期性交替變化會導致水泥穩(wěn)定基層發(fā)生龜裂、網(wǎng)裂等現(xiàn)象。對于水硬性水泥穩(wěn)定碎石基層，水泥的水解所引起的物理和化學反應(yīng)會使基層材料的體積收縮，或產(chǎn)生溫度收縮、干燥收縮，致使基層內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大拉伸應(yīng)力，當基層內(nèi)部的拉伸應(yīng)力大于其自身的抗拉強度時，基層會開裂或宏觀上產(chǎn)生裂紋。雖然微小裂縫對路面基層的影響不是很大，但在重載交通的反復作用下會降低基層等結(jié)構(gòu)層的強度，加劇路面開裂，如果不對此現(xiàn)象采取合理的措施會導致變異加劇，影響其使用性能和使用壽命。對于水硬性水泥穩(wěn)定碎石基層，水泥的水解所引起的物理和化學反應(yīng)會使基層材料的體積收縮，或產(chǎn)生溫度收縮、干燥收縮，致使基層內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大拉伸應(yīng)力，當基層內(nèi)部的拉伸應(yīng)力大于其自身的抗拉強度時，基層會開裂或宏觀上產(chǎn)生裂紋。

2.2水泥穩(wěn)定碎石基層早期破壞特點

水泥穩(wěn)定碎石基層的早期破壞主要包括收縮裂縫、施工縫的處理不正確、推移、沉降不均勻等。

（1）裂縫。水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層或水泥穩(wěn)定碎石基層在成型后很容易發(fā)生開裂現(xiàn)象，裂縫一般是規(guī)則的，是沿道路縱向的橫向裂縫，裂縫間距一般為5m～10m，寬約為1mm～3mm。

（2）推移。層與層粘結(jié)不夠牢靠的時候就開放通車，由于重型車輛的載荷較大，其剪切力也過大，會使路面產(chǎn)生推移的早期破壞現(xiàn)象。

（3）不均勻沉降。不均勻沉降多發(fā)生在高填方路段，產(chǎn)生承建的原因有很多種，主要包括：首先，施工過程沒有嚴格按照規(guī)范執(zhí)行，未按分層填筑分層碾壓工藝，致使路面壓實度不夠從而使路面沉降變形；其次，混合料的含水量不符合控制要求，導致基層壓實度不夠，從而產(chǎn)生不均勻沉降；最后，對原始地面處理的不夠徹底也會導致不均勻沉降。例如：淤泥、雜草未清除的不良土壤，其地基壓實度不夠，在動、靜載荷的作用下使路面發(fā)生基層變形。

3、水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)

3.1水泥穩(wěn)定碎石基層很合料的級配類型

（1）懸浮密實結(jié)構(gòu)。懸浮密實結(jié)構(gòu)是按照密實級配原理構(gòu)成的，通常是采用連續(xù)密級配。集料級配嚴格遵循 “松排骨架，緊密填充”的原則，按照粒徑大小顆粒尺寸有規(guī)則地排列在一起，以獲得最大的密度，但各級集料均要被次級集料分隔開，而粗集料測孤立的懸浮在細集料當中。級配強度主要由顆粒間的相互作用、水泥和不同粒徑集料之間的粘合力、內(nèi)摩擦力構(gòu)成的。

（2）骨架密實結(jié)構(gòu)。骨架密實結(jié)構(gòu)中的骨架是粗集料相互嵌擠形成的，骨架被不大于 4.75mm 的混合料填充。據(jù)瀝青路面設(shè)計規(guī)范，水泥穩(wěn)定類的骨架密實型基層集料的最大粒徑小于31.5mm。其中細集料是起著填充骨架的孔隙的作用，粒徑細的細集料粒有助于提高骨架密實級配的穩(wěn)定性。半剛性基層混合料中的粘結(jié)性基體材料是由集料與結(jié)合料中粒徑小于 4.75mm 的顆粒組成，基體材料要填充足夠的粗集料以形成孔隙，并達到要求的壓實度，以保證混合料具有較好的耐久性。并且，為能最大限度的提高混合料整體的抗裂性能，在保證混合料抗壓的前提下，要盡可能的減少細集料的含量。

（3）均勻密實結(jié)構(gòu)。均勻密實結(jié)構(gòu)指無機結(jié)合料穩(wěn)定細粒土類材料所組成的混合料。細粒土指試件中細粒組的質(zhì)量占總質(zhì)量50%以上的土，可按擾動土的兩個塑性指標進行分類。此方法在一定程度上反映了土粒與水相互作用的部分性質(zhì)，對于以土為主要材料的工程是很好的研究方法。

（4）骨架空隙結(jié)構(gòu)。骨架空隙結(jié)構(gòu)是介于骨架密實與懸浮密實結(jié)構(gòu)之間的，常見的該類型有連續(xù)開級配的基層混合料。由于骨架空隙結(jié)構(gòu)中粗集料的比例較高，即使他們可以相互靠攏并形成骨架，但因細集料比較少，不足以填滿粗集料之間的空隙。混合料中粗集料互相接觸，令骨架空隙結(jié)構(gòu)具有較好的透水性。目前骨架空隙結(jié)構(gòu)多用于排水層設(shè)計，具有排水功能好、結(jié)合力差、孔隙多的特點。

3.2施工技術(shù)路線

水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)路線如圖3.1所示：

圖3.1 施工技術(shù)路線

4、結(jié)束語

水泥穩(wěn)定碎石用于瀝青路面基層具有良好的使用性能，但受水泥穩(wěn)定碎石基層材料的影響，在施工過后的一段時間其內(nèi)部會發(fā)生一系列的物理化學變化，隨著使用年限的增長，其剛度和強度也會不斷增強，其穩(wěn)定性會遭到破壞，影響其使用性能，因此選用合理的材料和施工技術(shù)以保證路面的使用年限是很有必要的。

參考文獻

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