水泥稳定砂砾石基层在北引渠首土坝工程中的应用

程旨辉

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)

水泥稳定砂砾石基层在北引渠首土坝工程中的应用

程旨辉

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)

通过北引渠首土坝工程中水泥稳定砂砾石基层的设计应用，对水泥稳定砂砾石基层的作用原理、材料要求以及施工要点进行了阐述。

北引渠首;土坝路面;水泥稳定砂砾石基层;作用原理;材料要求;施工工艺要点

北引渠首土坝工程是尼尔基水利枢纽配套项目黑龙江省引嫩骨干工程(一期)中的一项子工程，土坝级别为2级，坝上公路是拉哈至查哈阳公路的一部分，是连接黑龙江省和内蒙古自治区两省区的主要交通干线。坝上公路按四级公路设计，汽车荷载等级按公路-Ⅱ级，考虑有交通要求坝顶宽度确定为7m，路面采用钢筋混凝土路面，下设5%水泥稳定砂砾石基层。

1 水泥稳定基层作用原理

水泥稳定砂砾石基层是以级配砂砾石做骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积充填骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实。其压实度接近密实度，强度主要靠砂砾石间的嵌挤锁结原理，同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。它的初期强度高，并且强度随龄期而增加很快结成板体，因而具有较高的强度，抗渗度和抗冻性较好。水泥稳定砂砾石水泥用量一般≤6%，7 d的无侧限抗压强度可达2.5～3%MPa，较一般路基材料高。水泥稳定砂砾石成活后遇雨不泥泞，表面坚实，是高级路面的理想基层材料。根据交通部《公路路面基层施工技术规范》规定，水泥稳定砂砾石均属中粒土，由于水稳中含有水泥等胶凝材料因为要求整个施工过程在水泥终凝前完成，并且一次达到质量标准，否则不易修整。因而施工中要求加强施工组织设计和提高机械效率。水稳的施工方法也符合现代化大规模机械化发展的方向。因而水稳在市政工程、高速公路和城乡道路中的应用得到了很快推广。

2 水泥稳定砂砾石材料要求

水泥稳定砂砾石材料主要由粒料和灰浆体积组成。粒料为级配砂砾石，灰浆体积包括水和胶凝材料，胶凝材料由水泥和混合材料组成。

2.1 水泥

普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥均可，但应选用终凝时间3 h以上和终凝时间较长(宜在6 h以上)的水泥。快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不应使用。水泥品牌的选用应考虑其质量稳定性、生产数量、运距等各种因素。水泥每次进场前应有合格证书，应对水泥的凝结时间、标号进行抽检。

2.2 砂砾石

砂砾石要求其压碎值≤35%，其最大粒径≤37.5 mm，砂砾石的颗粒组成应符合JTJ034-2000中第3.2.1-2中的配要求。为了施工方便，宜采用10～37.5 mm的粗集料、5～10 mm的中级料、0～5 mm的细集料3种粒料配合。

2.3 水

通常适合饮用的水(含牲畜饮用水)均可拌制和养护水泥稳定砂砾石，如对水质有疑问，要确定水中是否有对水泥强度发展有重大影响的物质时，需要进行试验。从水源中取水制成的水泥砂浆的抗压强度与蒸馏水制成的水泥砂浆抗压强度比，＜90%者，此水不宜用于水稳施工。

3 施工工艺要点

3.1 依据

水泥砂砾石的施工工艺详见《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)中3.4的内容。

3.2 底基层检测

在摊铺水泥稳定砂砾石基层前一定要对底基层进行全面的监测，包括平面位置、高程、横坡度、密度及表面清洁情况，达不到要求者，采用合理的方法进行处理(尤其厚度不足处)，特别是底基层的松散及起皮材料要彻底清除，决不能留下软弱夹层。开始摊铺基层前在底基层上撒一遍水，保持表面湿润(不留明水)。

底基层质量标准见表1，基层质量标准见表2。

表1 底基层质量标准

表2 基层质量标准

在摊铺水泥稳定砂砾石前，必须在两边培土模，土模宽度比设计宽度宽10～20 cm，土模高同水稳虚铺高一致，土模必须拉线垂直切直，土模要有一定的密实度，一般在80%左右，具体数据以试验段来定。

3.3 基准的选用

1)放样前，主管测量人员和监理要对工段技术员进行控制点、水准点交底，控制测量资料必须是监理认可的资料，并对测量、放样数据进行抽检。

2)选用φ(2～3 mm)的钢丝作为基线。

3)测量人员应紧盯施工现场，经常复核基准线标高。

3.4 水泥稳定砂砾石的拌合和运输

拌合装置宜选用性能好、拌合质量高的设备。应对级配砂砾石集料、水泥剂量、含水量进行控制，其中含水量是水泥稳定级配砂砾石中的一项重要控制指标，必须严格掌握。在炎热的夏季施工，考虑到拌合、运输、摊铺过程中水分的蒸发，可以在拌和时加大水量，水量加大值应由拌合出料时含水量和摊铺碾压含水量进行对比，损失多少补多少。根据以往施工经验，在夏季上午9点以前和下午5点以后，加水量比最佳含水量增加0.5% ～1%，在上午9点到下午5点，加水量比最佳含水量可增加0.8% ～1.5%。在雨季施工期间，由于下雨的影响，砂石料中占有一定水分，因此，在每天拌合前应对砂石料进行含水量测定，加水量应按最佳含水量减去砂石含水量进行控制，在其他季节施工可不考虑增加或少量增加，增加控制在0.5%以内。

［1］交通部公路科学研究所.JTJ034-2000公路路面基层施工技术规范［S］.北京：人民交通出版社，2000.

［2］黑龙江省水利水电勘测设计研究院.尼尔基水利枢纽配套项目黑龙江省引嫩扩建骨干一期工程北引渠首初步设计报告［R］.哈尔滨：黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2009.

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2011-07-19

程旨辉(1977-)，男，黑龙江哈尔滨人，工程师。