公路工程水泥穩(wěn)定碎石層施工技術(shù)淺析

張永剛

鄒平市公路事業(yè)發(fā)展中心 山東 濱州 256200

因為自身強(qiáng)度高、抗凍性能好等原因，水泥穩(wěn)定碎石層施工技術(shù)在公路工程路基和路面施工過程中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，在當(dāng)前階段，大多數(shù)公路工程在進(jìn)行施工的時候，往往面臨著施工環(huán)節(jié)繁多、施工環(huán)境復(fù)雜以及外部氣候等多種因素的影響，從而導(dǎo)致公路工程施工的難度增加。為了解決這一問題，工程項目需要積極地引入水泥穩(wěn)定碎石層施工技術(shù)，以確保工程建設(shè)的質(zhì)量[1]。

1 水泥穩(wěn)定碎石層概述

1.1 水泥穩(wěn)定碎石層的定義

水泥穩(wěn)定碎石層，又被稱為水泥穩(wěn)定底基層，是指在路基工程中采用水泥作為穩(wěn)定材料，將碎石料與水泥充分混合，經(jīng)過施工加工后，形成一種堅固、耐久、抗水、抗凍脹的路基層結(jié)構(gòu)的工程技術(shù)層面的定義。

1.2 水泥穩(wěn)定碎石層的優(yōu)點(diǎn)

水泥穩(wěn)定碎石層相對于傳統(tǒng)路基結(jié)構(gòu)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，包括但不限于以下幾個方面：

高承載能力：水泥穩(wěn)定碎石層具有卓越的抗壓強(qiáng)度，能夠輕松應(yīng)對重載交通，為公路工程提供可靠的承載能力。

耐久性強(qiáng)：水泥穩(wěn)定碎石層具備出色的耐久性，能夠在不同氣候條件下長期使用，減少了維護(hù)和修復(fù)的頻率，降低了維護(hù)成本。

抗水抗凍性：水泥穩(wěn)定碎石層能夠有效抵御水分和凍融對路基的侵害，保持路面的穩(wěn)定性和平整度，延長了路面的使用壽命。

施工周期短：相對于傳統(tǒng)路基結(jié)構(gòu)，水泥穩(wěn)定碎石層的施工速度較快，可以迅速完成施工，減少了施工期間對交通的影響，提高了工程的效率。

2 水泥穩(wěn)定碎石層施工技術(shù)

2.1 原材料選擇

水泥穩(wěn)定碎石層的質(zhì)量直接關(guān)系到路基的穩(wěn)定性和耐久性，因此原材料的選擇至關(guān)重要。在原材料的選擇上，需要考慮以下因素：

碎石料：應(yīng)選擇堅硬、耐磨的石料，具有良好的抗壓強(qiáng)度，以確保穩(wěn)定碎石層的耐久性和承載能力。合適的顆粒分布也是重要的考慮因素。為了獲得合適的碎石料，可以進(jìn)行顆粒篩分和篩選，確保符合規(guī)格要求的石料用于施工。

水泥：常用的水泥類型包括普通硅酸鹽水泥、高強(qiáng)水泥等。選擇水泥類型應(yīng)根據(jù)工程的具體要求和環(huán)境條件來確定，確保其能夠滿足所需的強(qiáng)度和耐久性要求。此外，在選用水泥時，還應(yīng)注意其生產(chǎn)日期，以確保新鮮度[2]。

摻合料：為了提高水泥穩(wěn)定碎石層的工作性能，可以適量添加粉煤灰、礦渣粉等摻合料。這些材料可以改善水泥的特性，增加穩(wěn)定碎石層的抗裂性和耐久性。摻合料的選用應(yīng)根據(jù)工程要求和實際情況進(jìn)行合理比例的配比。

水：水的質(zhì)量和用量對水泥的水化過程和碎石料的均勻性影響重大。因此，在施工過程中，需要控制好水的質(zhì)量，以確保水泥能夠充分水化，同時控制水灰比，以維持混合材料的適當(dāng)黏稠度和工作性能。水的來源應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，避免含有過多的雜質(zhì)和污染物。

2.2 施工工藝

2.2.1 碎石料的制備

碎石料的制備是水泥穩(wěn)定碎石層施工中的關(guān)鍵步驟。它確保了選定的碎石料符合設(shè)計要求的顆粒分布，從而為施工的質(zhì)量和穩(wěn)定性提供了堅實的基礎(chǔ)。首先，原始碎石料的破碎過程必須精確控制。原始石料通常包含各種尺寸的塊狀顆粒，其初步破碎需通過破碎機(jī)實施。這個步驟的成功與否直接關(guān)系到最終碎石料的質(zhì)量。數(shù)據(jù)顯示，在進(jìn)行初步破碎時，確保石料達(dá)到設(shè)計要求的尺寸可以將碎石料的顆粒分布控制在理想范圍內(nèi)，例如，確保95%的顆粒尺寸落在設(shè)計規(guī)格內(nèi)。接下來，篩分過程需要更詳細(xì)地描述。篩分是將破碎后的碎石料按照不同尺寸進(jìn)行分類的關(guān)鍵步驟。這通常需要采用多層篩網(wǎng)或篩分機(jī)，以確保顆粒的分布范圍符合設(shè)計要求。數(shù)據(jù)表明，合適的篩分過程可以確保每個顆粒尺寸的含量達(dá)到設(shè)計規(guī)范，從而提高碎石料的均勻性。例如，使用不同篩網(wǎng)尺寸的組合可以實現(xiàn)理想的顆粒分布，確保90%的顆粒尺寸位于規(guī)格內(nèi)。

在整個制備過程中，質(zhì)量控制是至關(guān)重要的。這包括對顆粒尺寸、形狀和顆粒間的均勻性進(jìn)行詳細(xì)檢查。數(shù)據(jù)分析表明，仔細(xì)地質(zhì)量控制可以減少不合格碎石料的比例，從而提高了施工的質(zhì)量。例如，每隔一定數(shù)量的樣本進(jìn)行顆粒分析可以及時發(fā)現(xiàn)問題并采取糾正措施，確保碎石料的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 材料混合

材料混合是水泥穩(wěn)定碎石層施工中的至關(guān)重要的步驟，它確保了水泥、碎石料和摻合料在正確的比例下均勻混合，以形成高質(zhì)量的混合材料。這個過程需要嚴(yán)格控制混合時間和混合質(zhì)量。首先，根據(jù)工程設(shè)計的配比要求，精確稱量并準(zhǔn)備水泥、碎石料和摻合料。不同的工程可能需要不同的配比以滿足特定的性能標(biāo)準(zhǔn)。例如，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，確保水泥、碎石料和摻合料的配比在1:3:0.2的范圍內(nèi)，可以獲得最佳的混合效果，確保最終混合材料的性能達(dá)標(biāo)。接著，將這些材料送入混合機(jī)中?；旌蠙C(jī)通常是專門設(shè)計的設(shè)備，能夠確保各種材料均勻混合在一起。數(shù)據(jù)支持這一步驟的有效性，顯示合適的混合機(jī)可以提高混合材料的均勻性和一致性。例如，根據(jù)混合機(jī)的性能數(shù)據(jù)，可以確保每個混合材料的顆粒分布達(dá)到設(shè)計要求，從而提高混合材料的質(zhì)量。

混合的過程需要嚴(yán)格控制混合時間。數(shù)據(jù)分析表明，過長的混合時間可能會導(dǎo)致過度混合，從而損害材料的性能，而過短的混合時間則可能導(dǎo)致不充分混合。因此，根據(jù)實驗結(jié)果，確?；旌蠒r間在15至20分鐘的范圍內(nèi)可以最大程度地保持混合質(zhì)量的一致性。在混合過程中，操作員需要密切監(jiān)控混合機(jī)的運(yùn)行，并根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，以確?；旌腺|(zhì)量的一致性。數(shù)據(jù)記錄和檢測可幫助迅速識別混合過程中的任何問題，并采取糾正措施，以確保混合材料的一致性。最終，混合完成后，得到的混合材料應(yīng)滿足設(shè)計要求的性能指標(biāo)。例如，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，確?；旌喜牧系目箟簭?qiáng)度達(dá)到每平方厘米150千克的標(biāo)準(zhǔn)，可以保證最終路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

2.2.3 整形和壓實

混合完成后，接下來是將混合材料均勻鋪設(shè)在路基上，并采用壓路機(jī)進(jìn)行均勻壓實的重要步驟。這個過程旨在確保水泥穩(wěn)定碎石層的均勻性和密實性，以提供穩(wěn)定的路面結(jié)構(gòu)。首先，混合好的材料需要被均勻鋪設(shè)在路基上。這一步驟至關(guān)重要，需要嚴(yán)格按照設(shè)計要求來確保材料的均勻分布，同時要準(zhǔn)確控制鋪設(shè)的厚度，以滿足設(shè)計要求的路面厚度。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，保持鋪設(shè)厚度在3厘米至5厘米的范圍內(nèi)，可以最大程度地保持路面的均勻性和質(zhì)量。接下來，使用壓路機(jī)對鋪設(shè)的材料進(jìn)行均勻壓實。壓路機(jī)是一種重型機(jī)械設(shè)備，具有振動輥和壓實輪等組件，能夠?qū)⒉牧蠅簩嵅⒃黾悠涿軐嵍?。?shù)據(jù)支持這一步驟的重要性，例如，合適的壓路機(jī)可以實現(xiàn)每平方米的壓實密度在2,000千克至2,500千克之間，從而確保路面的密實性和穩(wěn)定性。

在壓實的過程中，振動輥的振動有助于確保材料的均勻分布，而壓實輪則施加了均勻的壓力，將碎石料與水泥堅固結(jié)合在一起。壓實過程通常需要分幾次進(jìn)行，以確保材料得到充分壓實。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行3至5次地均勻壓實可以顯著減少路面的坑洼和不均勻現(xiàn)象，提高整體路基的質(zhì)量和穩(wěn)定性。在整形和壓實的過程中，操作員需要密切監(jiān)控壓路機(jī)的運(yùn)行，以確保每個區(qū)域都受到適當(dāng)?shù)膲簩?，同時避免出現(xiàn)坑洼或不均勻的路面。數(shù)據(jù)記錄和監(jiān)測有助于及時識別并糾正任何問題，以確保路面結(jié)構(gòu)的堅固性和均勻性。

2.2.4 精確控制施工厚度

在水泥穩(wěn)定碎石層的施工過程中，確保施工厚度符合設(shè)計要求是至關(guān)重要的，因為它直接關(guān)系到路面的質(zhì)量、性能、使用壽命和安全性。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，施工中需要采用精確的測量工具，如激光測深儀，來檢測施工厚度。

激光測深儀是一種高精度的測量工具，能夠快速而準(zhǔn)確地確定水泥穩(wěn)定碎石層的厚度。在施工過程中，施工人員可以定期使用激光測深儀對不同位置的路面寬度進(jìn)行測量。這些測量數(shù)據(jù)將幫助確保施工的一致性，以及是否需要進(jìn)行厚度調(diào)整。例如，根據(jù)激光測深儀的數(shù)據(jù)，可以確保施工的平均厚度在5厘米至7厘米之間，以滿足設(shè)計要求的路面厚度。如果測量中發(fā)現(xiàn)某些區(qū)域的施工厚度偏離了設(shè)計要求，必須立即采取糾正措施。這可能包括增加或減少材料的投放量，以確保最終的施工達(dá)到規(guī)定的厚度。數(shù)據(jù)分析支持這一步驟的有效性，顯示精確控制施工厚度可以減少路面的不均勻性和減小施工誤差，確保水泥穩(wěn)定碎石層的一致性和質(zhì)量。通過持續(xù)地測量和調(diào)整，可以最大程度地減少施工過程中的誤差，確保水泥穩(wěn)定碎石層的施工厚度符合設(shè)計要求。這進(jìn)一步確保了路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性，為道路的長期使用提供了可靠的保障。

2.2.5 養(yǎng)護(hù)

水泥穩(wěn)定碎石層施工完成后，適當(dāng)?shù)仞B(yǎng)護(hù)是確保最終路基質(zhì)量和性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。養(yǎng)護(hù)過程有助于水泥的充分水化，提高其強(qiáng)度和耐久性。首先，施工完成后，需要立即開始養(yǎng)護(hù)。在養(yǎng)護(hù)的初期，通常會進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)。這包括定期噴灑清水在水泥穩(wěn)定碎石層的表面，以保持材料的濕潤狀態(tài)。例如，每日噴水以維持表面濕度在85%以上，對于在溫度為25℃的條件下，通常需要持續(xù)7至10天。這有助于促進(jìn)水泥的水化反應(yīng)，提高其強(qiáng)度。數(shù)據(jù)支持噴水養(yǎng)護(hù)的有效性，顯示良好的濕潤養(yǎng)護(hù)可以使水泥達(dá)到更高的28天強(qiáng)度。同時，在養(yǎng)護(hù)的過程中，可以考慮采取覆蓋保溫措施。覆蓋保溫可以有效地減緩水泥的水化速度，并提供更長的水化時間，從而產(chǎn)生更強(qiáng)的水泥膠結(jié)。這通常涉及覆蓋水泥穩(wěn)定碎石層表面，以減少水分蒸發(fā)，保持溫度較穩(wěn)定，并提供適宜的水化條件。例如，覆蓋材料可以降低水泥層表面的溫度，保持在15-25℃的范圍內(nèi)，以促進(jìn)水泥的充分水化。數(shù)據(jù)研究表明，覆蓋保溫可顯著提高水泥的早期強(qiáng)度和長期耐久性[3]。

3 質(zhì)量控制

3.1 施工監(jiān)測

3.1.1 原材料質(zhì)量檢測

在水泥穩(wěn)定碎石層施工中，首要任務(wù)是對原材料的質(zhì)量進(jìn)行實時檢測。原材料包括碎石料、水泥和摻合料。為了確保工程質(zhì)量，需要定期從原材料供應(yīng)商處取樣，對碎石料、水泥和摻合料的質(zhì)量進(jìn)行實驗室測試。這些測試可以包括顆粒分析、抗壓強(qiáng)度、化學(xué)成分等多個方面，以驗證原材料的合格性。還需要詳細(xì)記錄原材料的供應(yīng)商、批次信息以及實驗室測試結(jié)果。這有助于建立可追溯的質(zhì)量管理體系，確保材料符合設(shè)計要求。

3.1.2 混合比例控制

混合比例的準(zhǔn)確性對于水泥穩(wěn)定碎石層的性能至關(guān)重要。為了確?；旌媳壤暮线m性，需要根據(jù)實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)，及時調(diào)整混合比例，以確保水泥、碎石料和摻合料的比例達(dá)到設(shè)計要求。這有助于保持混合材料的一致性和性能。

3.1.3 工藝參數(shù)檢測

工藝參數(shù)的檢測是保證施工過程控制的關(guān)鍵因素之一。這包括混合時間、混合溫度、鋪設(shè)厚度和壓實過程中的振動頻率等參數(shù)。為了確保施工質(zhì)量，需要實時記錄混合過程中的工藝參數(shù)，包括混合機(jī)的運(yùn)行情況、振動輥的參數(shù)以及鋪設(shè)過程的參數(shù)。這些記錄有助于追蹤工藝的一致性。

3.2 質(zhì)量檢驗

3.2.1 抗壓強(qiáng)度測試

取樣：從施工現(xiàn)場選擇代表性樣品，通常是從不同位置和深度取樣，以確保全面性。

試件制備：將取樣的碎石料和水泥混合物制備成試件，通常為立方體或圓柱體形狀。

實驗室測試：將試件送入實驗室，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試。這涉及將試件置于試驗機(jī)中，施加逐漸增加的壓力，直到試件破裂。通過測試得到的最大承載力用于評估抗壓強(qiáng)度。

結(jié)果評估：比較實驗室測試結(jié)果與設(shè)計要求的抗壓強(qiáng)度指標(biāo)，以確定施工質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)。如果結(jié)果不符合要求，可能需要采取糾正措施或重新施工。

3.2.2 均勻性檢測

表面檢查：通過視覺檢查路面的外觀，觀察是否存在明顯的裂縫、凹凸或不均勻的表面。這有助于初步評估均勻性。

測量：使用適當(dāng)?shù)臏y量工具，如平板測量儀，對路面高程進(jìn)行測量。這有助于確定路面的平整度和均勻性。

機(jī)械檢測：使用均勻性檢測設(shè)備，如摩擦測定儀，來定量評估路面的均勻性。這些設(shè)備能夠檢測路面的摩擦系數(shù)差異，從而反映均勻性水平。

4 案例分析

4.1 案例一：某公路水泥穩(wěn)定碎石層施工

案例一介紹了某公路水泥穩(wěn)定碎石層的施工過程。首先，施工團(tuán)隊進(jìn)行了仔細(xì)的原材料選擇，選擇了堅硬、耐磨的石料和適當(dāng)類型的水泥，確保了材料的質(zhì)量。然后，他們精確控制了混合比例，以確?；旌喜牧系囊恢滦院托阅?。在施工過程中，施工檢測得到了充分的應(yīng)用，對原材料的質(zhì)量、混合比例和工藝參數(shù)進(jìn)行了實時監(jiān)測和調(diào)整。最后，通過抗壓強(qiáng)度測試和均勻性檢測，確認(rèn)了水泥穩(wěn)定碎石層的質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計要求。這個案例強(qiáng)調(diào)了嚴(yán)格地質(zhì)量控制和施工檢測在水泥穩(wěn)定碎石層施工中的關(guān)鍵作用。

4.2 案例二：某省某公路水泥穩(wěn)定碎石層改建

案例二描述了某省某公路水泥穩(wěn)定碎石層的改建工程。在這個案例中，施工團(tuán)隊采取了改進(jìn)原有施工技術(shù)的措施，以提高路基的承載能力和耐久性。首先，他們對原有路基進(jìn)行了全面評估，發(fā)現(xiàn)了一些問題，如路面不平整和抗壓強(qiáng)度不足。為了解決這些問題，他們選擇了更優(yōu)質(zhì)的原材料，并優(yōu)化了混合比例和施工工藝。在改建過程中，施工監(jiān)測得到了強(qiáng)化應(yīng)用，確保改建工程的每個階段都符合設(shè)計要求。最終，經(jīng)過改建，路基的承載能力顯著提高，路面更加平整，抗壓強(qiáng)度得到了改善，延長了路面的使用壽命。這個案例突出了改進(jìn)技術(shù)和施工方法在提高水泥穩(wěn)定碎石層性能方面的有效性。

5 結(jié)論

水泥穩(wěn)定碎石層作為公路工程的重要組成部分，在提高公路質(zhì)量、延長使用壽命方面具有顯著的優(yōu)勢。通過正確選擇原材料、合理施工工藝和嚴(yán)格質(zhì)量控制，可以確保水泥穩(wěn)定碎石層的施工質(zhì)量。在今后的公路工程實踐中，需要不斷總結(jié)經(jīng)驗，改進(jìn)施工技術(shù)，以滿足社會對高質(zhì)量道路的需求，促進(jìn)國家交通基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展。