基层稳定土冬季施工措施

张江明　范泽伟

摘要：在冬季对路面底基层、基层稳定土进行施工，应采取一些低温施工措施，以保证工程质量。

关键词：基层稳定土 冬季 施工

0 引言

按照《建筑工程冬期施工规程》当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃即转入冬期施工，当室外日平均气温连续5d高于5℃时解除冬期施工。在冬期施工前后，应密切注意天气预报和天气变化，以防突然降温，遭受寒流和霜冻的袭击。《公路路面基层施工技术规范》规定路面底基层、基层稳定土的合理施工期为：宜在春末及春末后气温较高季节组织施工。施工期的最低气温应在5℃以上，在有冰冻的地区并应在第一次重冰冻（-3℃—-5℃）到来之前的半个月到一个月完成。对于内蒙古包头地区上述气温的限期指10月上旬，即从10月中旬起施工季节不利于基层稳定土施工。但是一些工程由于特殊原因必须在上述季节以后进行底基层、基层稳定土的施工。例如我们2007度年施工的包头市百满公路工程，由于开工时间晚并且业主要求当年必须通车。使部分施工段落底基层及基层的施工处于10月下旬以后，当时我们采取了一些低温施工措施。跨年度之后检测建筑实体效果不错，结构层强度能够满足设计要求。但是经过试验室的试验及实践证明，尽管采取措施如果施工期最低气温低于-3℃（低于此温，夜间有较重霜冻），应完全停止施工，否则将发生质量事故，我所谈的低温施工措施指最低气温在-3℃以上的气候条件下进行的施工作业：

1 概况

百满公路工程中基层设计为水泥稳定砂砾（水泥：天然砂砾=5：95），设计强度2.5Mpa，水泥使用路用32.5缓凝水泥。底基层设计为二灰稳定砂砾（石灰：粉煤灰：砂砾=8：13：79），设计强度0.8Mpa。在气温正常的9月份施工现场试验室对混合料进行了配合比设计，施工过程中在现场进行随机取样制作的强度试件在气候正常时期7天无侧限抗压强度能够达到并高于设计要求。因为考虑到基层可能将在10月下旬完工，即将处于不利季节，从9月起工地试验室每天多制作一倍的试件，标养的同时进行同条件养护，以利于及时反映实体的真实强度，避免对结构层进行破坏性检测。气温正常时期，同条件养护水稳砂砾试件7天无侧限抗压强度为标养的50—60%，而10月中旬气温开始下降，最低气温在0—5℃之间徘徊，并且夜间出现轻霜冻，同条件养护到期的试件抗压强度也降至标养的45—55%。为保证工程质量，从10月中旬起，我们决定采取一定的低温施工措施。

2 对材料采取的措施

水泥稳定砂砾是高等级道路较普遍采用的基层材料，具有良好的板体性，早期强度高。但较不利于低温施工，因其产生强度的主体是水泥，在成型后的第一、二天的早期强度增长十分关键，后期强度的增长是以早期强度为基础的。如果由于气候的原因，在早期受冻将导致水泥失去胶结作用，从而严重降低结构层强度。因而我们考虑使用其他可替代的基层混合料。

本工程底基层使用的是石灰、粉煤灰稳定砂砾（配合比为石灰：粉煤灰：天然砂砾=8：13：79），设计强度为0.8Mpa，试验室试配强度可达到1.0Mpa左右。二灰砂砾广泛应用于高等级道路工程中，其具有良好的力学性能、板体性、水稳性和抗冻性。石灰粉煤灰稳定粒料初期强度低，但随龄期的增长幅度大，且在低温下的冷缩裂缝小于水泥稳定粒料，因而在工程中我们考虑使用二灰砂砾代替水稳砂砾，并在上述配比的二灰砂砾中掺入2%的路用32.5缓凝水泥，以提高混合料的早期强度。对集料的级配也进行了调整，掺入20%—30%规格0.5—4厘米碎石。为降低混合料的干缩性，集料级配采用骨架密实结构，靠近规范集料颗粒组成范围的中、下限。即配合比为：水泥：石灰：粉煤灰：砂砾（掺入20%—30%的0.5—4碎石）=2：8：13：77。其产生强度的主体为：水泥、石灰、粉煤灰自身；石灰与粉煤灰；水泥与粉煤灰。其中粉煤灰自身产生的强度虽低于水泥和石灰，但粉煤灰中含有大量SiO₂、AL₂O₃等能反应产生凝胶的活性物质，它们在粉煤灰中以比较稳定的形态存在，其与石灰、水泥水化生成的氢氧化钙发生化学作用，生成水化硅酸钙与水化铝酸钙，大部分水化产物开始以凝胶体出现，随着凝期的增长，逐步转化为纤维状晶体，并随着数量的不断增加，晶体相互交叉，形成连锁结构，填充混合物的孔隙，形成较高的强度，使掺加水泥的石灰、粉煤灰稳定砂砾不仅有较高的早期强度，而且后期强度也有较大提高。试验室对上述配合比的试配试件7天无侧限抗压强度为2.4Mpa，显著高于二灰砂砾，虽然略低于水稳基层的7天强度，但考虑到二灰砂砾随龄期的增幅大，一段时间后其强度应超出水稳砂砾。对于低温施工而言，混合料早期主要依靠水泥来提高强度，后期依靠石灰及粉煤灰这样的慢凝材料产生强度。并且石灰自身还有一种特性：强度冬眠效应。指石灰类稳定土受冻后，只要对结构层不扰动，则在低温下施工成型的混合料在气温回升后仍能继续产生强度。

对于混合料的各种原材料的质量要求为：水泥采用水泥稳定土基层技术规范中关于水泥的质量要求；石灰、粉煤灰、天然砂砾及碎石：采用石灰粉煤灰稳定土基层技术规范中关于各种材料的质量要求。如考虑生石灰消解后水份较大低温下容易结块的因素，石灰可用相同钙、镁含量的电石粉代替。由于在低温施工下的二灰砂砾后期强度主要依靠石灰及粉煤灰，故而对所使用的石灰比原要求的提高了一个等级，所进粉煤灰的质量也相对于常温作了提高。在低温施工下，对材料的管理与堆放也必须注意，不同品种、不同规格的材料分别堆放。并作好防冻设施，防止材料低温受冻；对主要材料（水泥、石灰、粉煤灰、天然砂砾、碎石）经常性进行室内试验，及时出具试验报告，坚持作到用数据说话；对混合料标养及同条件试件及时制备，确保及时提供准确数据；及时作好混合料灰剂量、含水量的现场检测，对不符合规范的及时调整。

3 施工措施

3.1 缩短施工时间：拌和站生产时间为早9：00—下午2：00，摊铺方式为摊铺机摊铺，最后混合料成型时间大约在下午3：00之前。地温尚高于4℃。

3.2 当日成型的二灰稳定砂砾基层表面进行塑料布全面积覆盖。并在塑料布之上再覆盖棉被（如考虑费用，则覆盖15—20厘米素土）养护。可使基层温度在一定时期内维持在较高温度。使混合料内水分（混合料的含水量应接近最佳含水量）不致受冻，这样可确保基层压实度及混合料内各组成材料水化胶结，保证混合料的早期强度。覆盖塑料布及覆盖棉被（或覆土）应及时，在气温4℃以上就应完成，防止结构层热量散失。如遇寒流，白日最高气温低于4℃，应停止施工。

3.3 拌和站在混合料中掺加氯盐以降低混合料冰点，掺拌量依据使用说明书。在拌和站易受冻的如水箱开关等部位围碳火防止冻损。

3.4 在整体段落施工完毕后，应对整体段落进行封路，完全禁止通行，直止混合料同条件抗压试件强度能够达到通车条件为止。因低温施工的二灰砂砾在被扰动后，其内部刚刚形成的强度将被破坏，失去气温回升后强度再增长的可能性。

上述工程基层施工完毕的日期是10月30日，在经过一冬后，我们对低温施工的段落进行了多项检测包括弯沉、强度等项目，检测结果证实结构层强度能够满足设计荷载。