談水泥穩(wěn)定碎石或砂礫路面基層

談水泥穩(wěn)定碎石或砂礫路面基層（底基層）的施工質(zhì)量控制

摘要：隨著水泥穩(wěn)定碎石或砂礫在高速公路路面基層（底基層）的廣泛應(yīng)用，同時(shí)也暴露出許多強(qiáng)度不足、局部松散破碎、干縮裂縫等問(wèn)題。本文從原材料試驗(yàn)、配合比設(shè)計(jì)、施工工藝及質(zhì)量控制等方面分析了高等級(jí)公路路面基層的施工質(zhì)量控制，提出了注意事項(xiàng)及質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石或砂礫路面基層（底基層）質(zhì)量控制注意事項(xiàng)

一、前言

由于水泥穩(wěn)定碎石或砂礫路面基層（底基層）具有良好的力學(xué)性能和整體性、穩(wěn)定性（水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性）、耐久性和抗凍性及與面層結(jié)合好的技術(shù)特點(diǎn)，且料源廣泛，可就地取材，便于原材料和混合料的加工，易于機(jī)械攤鋪操作，因此被廣泛應(yīng)用于修建高等級(jí)公路路面基層（底基層）。為了保證水泥穩(wěn)定碎石或砂礫路面基層（底基層）滿足設(shè)計(jì)要求和使用要求，除結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、路基強(qiáng)度滿足要求外，重點(diǎn)是水泥穩(wěn)定碎石或砂礫路面基層（底基層）的原材料選擇、混合料組成設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量控制。

二、原材料的質(zhì)量控制

原材料是路面工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)是保證工程質(zhì)量的基礎(chǔ)和重要環(huán)節(jié)。水泥穩(wěn)定碎石或砂礫路面基層（底基層）的原材料主要有水泥、粗集料、細(xì)集料、礦粉。水泥應(yīng)選用初凝時(shí)間3h以上和終凝時(shí)間較長(zhǎng)（宜在6h以上）的低標(biāo)號(hào)水泥，普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥均可采用，但不應(yīng)采用快硬水泥、早強(qiáng)水泥以及已受潮變質(zhì)的水泥。各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足技術(shù)規(guī)范的要求，水泥初終凝時(shí)間是確定水泥穩(wěn)定碎石或砂礫的施工控制時(shí)間的重要依據(jù)。粗集料的質(zhì)量控制指標(biāo)主要是根據(jù)結(jié)構(gòu)層性能決定的碎石（礫石）壓碎值和顆粒組成，確定出碎石（礫石）的強(qiáng)度和級(jí)配。細(xì)集料主要是控制好優(yōu)質(zhì)天然砂、石屑的顆粒組成和摻加量，保證級(jí)配連續(xù)。為了把好原材料質(zhì)量關(guān)，應(yīng)需加強(qiáng)對(duì)各類(lèi)原材料的料源進(jìn)行提前確定和檢查，在使用過(guò)程中按規(guī)定頻率抽樣檢驗(yàn)，不合格的材料不能用于工程中，并應(yīng)及時(shí)清除出場(chǎng)。

三、混和料的配合比設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)工程實(shí)際應(yīng)用的礦料分別進(jìn)行篩分試驗(yàn)和測(cè)定其相對(duì)密度，根據(jù)各種礦料的顆粒級(jí)配和計(jì)算用量比調(diào)配出合理的級(jí)配曲線。由于水泥劑量對(duì)干縮性的影響，隨集料平均粒徑的增大而減少，集料平均粒徑越大，水泥劑量對(duì)干縮性的影響越??；在相同條件下，水泥穩(wěn)定中粗粒土的收縮性較細(xì)粒土的收縮性要小得多；對(duì)大多數(shù)土混合料而言，隨水泥劑量的增加，收縮性逐漸減少，并達(dá)到最小值，然隨水泥劑量的增加，收縮性逐漸增大，水泥劑量過(guò)大，同樣會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫；混合料中若塑性細(xì)土的含量過(guò)大，采用水泥穩(wěn)定時(shí)很容易產(chǎn)生干縮裂縫，并且隨土含量的增大和塑性指數(shù)的增加而明顯增加。因此為減少水泥穩(wěn)定碎石或砂礫的收縮性和提高抗沖刷能力，級(jí)配曲線可成平順圓滑的s曲線型，通過(guò)4.75mm篩孔的通過(guò)量應(yīng)控制在35-39%；通過(guò)0.075mm篩孔的含量宜控制在2%左右，且應(yīng)上粗下細(xì)，通過(guò)試驗(yàn)摻加減水劑或粉煤灰，在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，用最少的水泥劑量，不宜超過(guò)6%。根據(jù)不同結(jié)構(gòu)層及設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求，確定水泥用量，確定各種混和料的最佳含水量、最大干密度，以此礦料級(jí)配初步確定拌和機(jī)各料倉(cāng)的供料比例。通過(guò)二次篩分，確定各料倉(cāng)的比例，作為拌和機(jī)控制參數(shù)使用。應(yīng)考慮各地材料性能不同而引起的差異，注意混和料的強(qiáng)度應(yīng)能滿足7-10d鉆芯取樣檢測(cè)完整的要求。

四、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)段的施工

根據(jù)公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范及國(guó)內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，高等級(jí)公路路面基層（底基層）施工前采用計(jì)劃使用的機(jī)械設(shè)備和初步確定的混和料的配合比鋪筑試驗(yàn)段是不可缺少的步驟。通過(guò)試驗(yàn)段的鋪筑，獲得最優(yōu)化的生產(chǎn)配合比、合適的拌和時(shí)間、攤鋪速度、壓實(shí)機(jī)具的組合及碾壓工藝、攤鋪系數(shù)的確定及合適的作業(yè)長(zhǎng)度等一系列控制參數(shù)，提出標(biāo)準(zhǔn)施工方法。除試驗(yàn)段強(qiáng)度及幾何尺寸滿足要求外，現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣的完整性及強(qiáng)度也是控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，試驗(yàn)段長(zhǎng)度宜為100-150米，宜選用兩種或多種不同的碾壓組合，必要時(shí)可調(diào)整水泥用量及含水量試驗(yàn)。

五、混和料的拌和

按照技術(shù)規(guī)范的要求，高速公路的基層（底基層）水泥穩(wěn)定碎石或礫石必須采用集中廠拌混和料，應(yīng)注意以下三個(gè)方面的問(wèn)題：

1、廠拌設(shè)備的選擇

拌和設(shè)備的性能決定了混和料的配料精度和均勻性，應(yīng)選用帶有電子計(jì)量裝置的生產(chǎn)能力不小于400T/h的高性能穩(wěn)定土拌和機(jī)，才能保證混合料的級(jí)配符合配合比要求，保證拌和料的穩(wěn)定性，且生產(chǎn)能力應(yīng)與攤鋪能力應(yīng)匹配。

2、嚴(yán)格控制水泥劑量

水泥劑量太小，不能確保水泥穩(wěn)定碎石或砂礫的施工質(zhì)量，而水泥劑量太大，既不經(jīng)濟(jì)、還會(huì)使基層的裂縫增多、增寬，從而引起瀝青面層相對(duì)應(yīng)的反射裂縫?？紤]施工時(shí)各種損耗，工地實(shí)際采用的水泥劑量攤鋪機(jī)攤鋪時(shí)應(yīng)比室內(nèi)試驗(yàn)確定的劑量增加0～0.5%，底基層路拌時(shí)增加0.5～1%，以確保水泥穩(wěn)定基層（底基層）的質(zhì)量，但應(yīng)控制不超過(guò)6%，以減少混和料的收縮性。

3、重視含水量對(duì)施工的影響

根據(jù)路面基層施工技術(shù)規(guī)范及國(guó)內(nèi)外施工經(jīng)驗(yàn)，一般情況下拌和含水量應(yīng)比最佳含水量略高0.5%-1%，若氣溫較高或運(yùn)輸距離較長(zhǎng)時(shí)應(yīng)高1%-2%，以彌補(bǔ)混和料運(yùn)輸、攤鋪和碾壓過(guò)程中水分的損失，如果機(jī)械碾壓性能較好且經(jīng)驗(yàn)豐富時(shí)，控制現(xiàn)場(chǎng)含水量比最佳含水量略低0.5%，含水量過(guò)大，既會(huì)出現(xiàn)“彈軟”、“波浪”等現(xiàn)象，影響混和料可能達(dá)到的密度和強(qiáng)度，也會(huì)增加混和料的干縮性，使結(jié)構(gòu)層容易產(chǎn)生干縮裂縫。含水量過(guò)小，混和料易松散，不容易碾壓成型，也會(huì)影響混和料可能達(dá)到的密度和強(qiáng)度。施工過(guò)程中要根據(jù)氣溫情況及運(yùn)輸距離及時(shí)調(diào)整含水量的大小，根據(jù)規(guī)范、經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)攤鋪碾壓的效果確定。

六、混和料的運(yùn)輸

運(yùn)輸混和料宜采用大噸位（15T以上）的自卸運(yùn)輸車(chē)，在卸料和運(yùn)輸過(guò)程中要盡量避免中途停車(chē)和顛簸，以確保混和料的延遲時(shí)間和混和料均不產(chǎn)生離析，此時(shí)，還要根據(jù)運(yùn)輸距離和天氣情況，考慮混和料是否采用苫蓋，以防水分過(guò)分損失及表層散失過(guò)大?；旌土显谛度霐備仚C(jī)喂料時(shí)，要避免運(yùn)料車(chē)撞擊攤鋪機(jī)。運(yùn)輸車(chē)輛的數(shù)量按現(xiàn)場(chǎng)、拌和場(chǎng)各有五輛再加中途運(yùn)輸車(chē)輛考慮。

七、混和料的攤鋪

1、攤鋪現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備工作

（1）在攤鋪底基層前一定要對(duì)路基的高程、寬度、橫坡度、壓實(shí)度、彎沉等進(jìn)行全面的檢測(cè)，高程軸線不少于3-4條，達(dá)到路槽的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，凡不合格者必須采取適當(dāng)措施進(jìn)行補(bǔ)救，使其達(dá)到要求，同時(shí)要將其上的浮土、雜物清理干凈，以免產(chǎn)生松散、起皮現(xiàn)象。有墊層時(shí)，在施工底基層（或基層）前要灑水碾壓密實(shí)。開(kāi)始攤鋪時(shí)，要在下承層上灑水使其表面濕潤(rùn)。攤鋪基層時(shí)，對(duì)底基層進(jìn)行驗(yàn)收，有問(wèn)題時(shí)，要及時(shí)處理，清理干凈，并灑水濕潤(rùn)。

（2）準(zhǔn)確施工放樣。在全線路面施工前，要對(duì)全線的導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在附近的橋涵上，便于施工。為了避免由于基準(zhǔn)鋼絲繩的垂度影響基層（底基層）攤鋪的平整度，其鋼立柱縱向間距不宜過(guò)大，直線宜為10米，曲線宜為5米，并用緊線繩拉緊。同時(shí)要防止現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員攏動(dòng)鋼絲繩，以免造成攤鋪面波動(dòng)，長(zhǎng)度不宜小于150米，宜為200米左右為宜，并且在攤鋪前及時(shí)進(jìn)行高程、橫坡等各項(xiàng)指標(biāo)的檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

（3）由于水泥穩(wěn)定土受攤鋪時(shí)間的限制，在攤鋪基層（底基層）前必須認(rèn)真檢查攤鋪及碾壓設(shè)備，確保其完好狀態(tài)，以免由于機(jī)械故障造成中途停機(jī)，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)要加強(qiáng)攤鋪現(xiàn)場(chǎng)與拌和廠之間的聯(lián)系，以應(yīng)付緊急情況，拌和機(jī)拌和料必須征得現(xiàn)場(chǎng)的同意后方可開(kāi)始。

（4）攤鋪設(shè)備的選型。根據(jù)《技術(shù)規(guī)范》的要求，高等級(jí)公路的基層（底基層）必須采用攤鋪機(jī)攤鋪混和料。因此，攤鋪設(shè)備的選型非常重要。應(yīng)選擇攤鋪性能好的全自動(dòng)找平攤鋪機(jī)，盡可能整幅一次攤鋪，可很好地控制攤鋪厚度和表面平整度。攤鋪機(jī)的攤鋪效果必須滿足攤鋪料不離析、級(jí)配良好、穩(wěn)定、平整度、橫坡度均符合規(guī)范要求。

2、混料的攤鋪

（1）拌和好的成品料運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)及時(shí)按確定的松鋪厚度均勻、勻速的攤鋪，攤鋪過(guò)程中盡可能少收料斗，嚴(yán)禁料斗內(nèi)混和料較少時(shí)收料斗。為確保攤鋪機(jī)行走方向的準(zhǔn)確性，可在路槽或底基層上灑白灰線，以控制攤鋪機(jī)行走方向，攤鋪機(jī)要保持適當(dāng)?shù)乃俣染鶆蛐旭偅灰碎g斷，以避免基層（底基層）出現(xiàn)“波浪”和減少施工縫，如因故中斷2h時(shí)應(yīng)設(shè)置橫向接縫，攤鋪機(jī)應(yīng)駛離混和料末端，試驗(yàn)人員要隨時(shí)檢測(cè)成品料的配合比和劑量，并及時(shí)反饋拌和廠。要有專(zhuān)人消除粗細(xì)骨料離析現(xiàn)象。如果發(fā)現(xiàn)粗集料窩應(yīng)予鏟除，并用新拌混和料填補(bǔ)，此項(xiàng)工作必須在碾壓之前進(jìn)行，嚴(yán)禁薄層貼補(bǔ)?；鶎臃謨蓪訑備仌r(shí)應(yīng)在攤鋪上層前，進(jìn)行表面拉毛或?yàn)⑺鄡魸{處理。

（2）若由于寬度較寬或級(jí)配原因?yàn)榉乐闺x析分兩幅攤鋪時(shí)，宜采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)（盡可能同型號(hào)）一前一后相隔約5-10米同步向前攤鋪混和料，為保證標(biāo)高和平整度，縱向接合部采用移動(dòng)式基準(zhǔn)線，并一起進(jìn)行碾壓，盡可能避免縱向接縫。在不能避免縱向接縫的情況下，縱縫必須垂直相接，嚴(yán)禁斜接。上下層縱向結(jié)合部位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)距離不小于1米，盡可能避開(kāi)行車(chē)道位置。

八、混和料的壓實(shí)

混和料攤鋪后，當(dāng)混和料的含水量等于或略大于最佳含水量時(shí)，應(yīng)及時(shí)根據(jù)試驗(yàn)段確定的碾壓工藝，用輕型壓路機(jī)并配合12T以上壓路機(jī)在結(jié)構(gòu)層全寬內(nèi)進(jìn)行碾壓。碾壓段長(zhǎng)度根據(jù)試驗(yàn)段確定的長(zhǎng)度及氣溫情況確定，氣溫高時(shí)，水分蒸發(fā)快，縮短碾壓段長(zhǎng)度，反之，可適當(dāng)延長(zhǎng)碾壓段長(zhǎng)度，以40-50米為宜，過(guò)短則易造成平整度較差。碾壓方式初壓一般采用膠輪壓路機(jī)或鋼輪壓路機(jī)靜壓1-2遍，復(fù)壓采用振動(dòng)壓路機(jī)弱振強(qiáng)度2-4遍，終壓采用鋼輪壓路機(jī)或膠輪壓路機(jī)靜壓1-2遍，碾壓速度初、終壓宜為1.5-1.7Km/h，復(fù)壓宜為2.0-2.5Km/h，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(jìn)行碾壓。碾壓時(shí)，輪跡應(yīng)重疊1/2輪寬。相鄰兩段的接頭處，應(yīng)錯(cuò)成橫向45°的階梯狀碾壓。嚴(yán)禁壓路機(jī)在已完成或正在碾壓的路段上“調(diào)頭”和急剎車(chē)。自拌和至碾壓結(jié)束原則控制在2h以內(nèi)。

九、水泥穩(wěn)定碎石或砂礫基層（底基層）的養(yǎng)生

每一段碾壓完成并經(jīng)壓實(shí)度檢測(cè)合格后，應(yīng)立即開(kāi)始養(yǎng)生，養(yǎng)生宜采用不透水薄膜、濕砂、草袋、棉毯覆蓋并灑水保濕養(yǎng)生，基層完成后也可采用瀝青乳液養(yǎng)生，用量按0.8-1Km/m2（指瀝青用量）選用，分兩次噴灑，避免基層長(zhǎng)期暴曬。

養(yǎng)生期不宜少于7天，并應(yīng)封閉交通，除灑水車(chē)輛外，嚴(yán)禁其它車(chē)輛通行，保濕養(yǎng)生至下一層施工前。

合理的養(yǎng)生既是保證水泥穩(wěn)定碎石（砂礫）強(qiáng)度的需要，又是減少和避免干縮裂縫的措施。新鋪水泥穩(wěn)定碎石（砂礫）基層隨著混合料水分的減少產(chǎn)生干縮應(yīng)力，水分減少的越快，產(chǎn)生的干縮應(yīng)力越大，水分減少的慢，干縮應(yīng)力緩慢產(chǎn)生逐慚增大，由于材料的松馳應(yīng)力和溫度隨齡期增大，抗應(yīng)變能力增強(qiáng)。如果鋪筑后養(yǎng)生不及時(shí)或忽干忽濕，導(dǎo)致水分散失較快，干縮應(yīng)力急劇增大而此時(shí)的抗應(yīng)變能力還較低，就易產(chǎn)生干縮裂縫，并隨時(shí)間增長(zhǎng)裂縫增加。即使養(yǎng)生期結(jié)束后；如果不及時(shí)鋪筑瀝青封層（透層）和瀝青面層讓其曝曬，同樣會(huì)散失水分產(chǎn)生干縮裂縫。

基層過(guò)冬時(shí)，應(yīng)采取冬季覆蓋保溫措施，以防止基層開(kāi)裂或表面受損，可采取先鋪塑料薄膜后覆蓋粘土措，。減少和避免因氣溫的溫差過(guò)大時(shí)產(chǎn)生溫縮裂縫。溫縮裂縫主要是受混合料中含土量的影響，并且氣溫越低時(shí)，含土量對(duì)其溫縮系數(shù)影響越大，水泥劑量對(duì)其溫縮系數(shù)也有一定影響。

十、注意事項(xiàng)

1、保持材料的均勻性和一致性；

2、優(yōu)先采用先進(jìn)的精度高的帶有電子計(jì)量裝置的拌和設(shè)備和全自動(dòng)找平攤鋪機(jī)械，并根據(jù)設(shè)備的特點(diǎn)選擇；

3、基層（底基層）施工時(shí)，通過(guò)試驗(yàn)段在橫斷面上間隔2-3米取樣篩分試驗(yàn)，根據(jù)篩分結(jié)果判斷攤鋪機(jī)的性能及數(shù)量；

4、嚴(yán)格控制施工時(shí)間，盡量減少和避免各種原因造成的間斷；

5、通過(guò)試驗(yàn)室成型強(qiáng)度和7-10d現(xiàn)場(chǎng)鉆