抗裂型水泥稳定碎石基层施工质量控制

冯 义

(东海县路桥工程有限公司，江苏东海 222300)

0 引言

水泥稳定碎石具有良好的力学性能和板体性，它的水稳性和抗冻性都较石灰稳定土好。水泥稳定碎石的初期强度高，并且强度随龄期而增长。随着我国公路事业的发展和公路技术等级的不断提高，水泥稳定碎石已成为高等级公路基层的常用材料并得到广泛应用。但在施工过程中，如何更好的对水泥稳定碎石加以控制使其发挥最佳性能，还需要进行更好的研究和探讨，以避免其不足之处对路面产生的危害。

本文结合245省道东海段的具体施工应用情况，对采用抗裂型水泥稳定碎石基层施工如何控制材料质量、合理设计水泥稳定基层的配合比、保证施工质量等方面进行探讨，为同类型的工程施工提供参考。

1 原材料质量要求

1.1 水泥

水泥作为结合料的稳定剂，其质量至关重要。施工中应尽量使用水化热较低，稳定性好，抗折强度较大的水泥。

245省道东海段采用连云港中联和马陵山方润P.O42.5级缓凝水泥，主要技术指标见表1。经检验，试验所用水泥符合水泥稳定碎石材料技术要求。

表1 水泥技术指标

1.2 碎石

水泥稳定碎石基层的强度主要依靠碎石本身的强度、石料的嵌挤锁结作用和水泥材料的稳定胶结作用而形成［5］。就碎石而言应满足《公路路面基层施工技术规范》的规定，此外，为了更准确地控制施工中集料合成级配，集料分为4档，且集料最大粒径不大于31.5 mm。经大量的试验总结，同时考虑到施工控制的可行性，碎石的针片状含量小于15%，含泥量控制在2%～3%以内。

本项目采用安峰山碎石，其主要技术指标见表2。

表2 碎石技术指标

2 配合比设计

2.1 集料组成设计

水稳层原材料的性能除了应该达到规范规定的技术标准外，还应具有良好的级配。资料显示，相同水泥剂量下，级配良好的混合料其强度比级配不良的混合料要高得多。

根据研究成果，采用骨架密实型级配，混合料具有较高的强度及抗收缩特性。各种集料按计算所得的掺配比例拌和后的混合料，其颗粒组成应符合表3的级配范围规定。

表3 水泥稳定碎石混合料级配范围要求

为保证配制出的混合料具有较好的抗裂性能以及施工时减少离析的产生，建议配合比设计时级配曲线按正“S”形调整，且4.75 mm，2.36 mm，0.075 mm 的通过量应接近级配范围的下限，0.075 mm筛孔通过率宜在3%左右。

2.2 混合料配比确定

2.2.1 最佳含水量和最大干密度的确定

确定集料级配后，选用水泥掺加量。将各种集料按比例进行拌和，分别作水泥剂量为 3.0%，3.5% ，4.0%，4.5% 的四种试件。分别采用振动击实成型法和重型击实成型法确定各组水泥稳定碎石混合料的最佳含水量和最大干密度，试验结果见表4。

表4 水泥碎石击实结果

2.2.2 7 d无侧限抗压强度试验

将混合料在振动击实试验法确定的最佳含水量与最大干密度下，分别用振动和静压成型圆柱形试件，振动成型试件和静压成型试件的压实度为振动击实试验确定的各种混合料最大干密度的98%，尺寸为15 cm×15 cm。按试验标准方法进行试验，结果见表5。

考虑到现场材料的变异性，并从工程经济性和现场拌和、施工工艺考虑，将下基层水泥碎石的水泥剂量确定为水泥∶级配碎石 =3.9∶100。

3 施工工艺及质量控制

水泥稳定碎石施工工序多，要求施工过程连续性，这就要求施工单位在管理上要加强组织，重视每一道施工工序质量，衔接好影响施工质量的不同环节，提高前场与后场的联系，及时反馈试验检测结果，以便采取相应的技术措施。

表5 水泥碎石7 d无侧限抗压强度试验结果

3.1 拌和与装料

1)开始拌和前，拌和场的备料应能满足5 d～10 d的摊铺用料。

2)拌和机各料仓顶应加设筛网筛除大颗料骨料，各料仓间应加高隔板以防窜料。4号料的窜仓会造成混合料粉尘含量过高，给路面整体的抗裂性能带来不利影响。

3)在拌和楼的控制室由一名控制员对整个拌和场的上料、拌和、卸料进行控制操作，在拌和楼开盘后的第一斗料卸车时，须经专职的质检员对其外观质量进行检查，若发现水量过大或过小，拌和不均匀，应对第一车料予以废弃，再检查第二车，直到拌和均匀，质量稳定可靠为止。

4)试验人员应重点进行水稳碎石混合料的级配组成、水泥用量及含水量的检测。检测频率为每台拌和设备上、下午各一次。

5)在向卡车卸料时，应分5次挪动汽车位置，以减少粗细集料的离析现象。汽车挪动放料示意图见图1。

图1 混合料装车图

3.2 运输

运输车辆在每天开工前，要检查其完好情况，装料前应将车辆内外及轮胎清洗干净。应尽快将拌成的混合料运送到铺筑现场。另外，在运输过程中，要根据运距的长短和天气情况决定是否遮盖。运输车辆要统一进行编号，每辆车离开拌和站时，应有专人负责开具出场料单，有具体时间记录，防止某辆车运输时间过长。

3.3 摊铺

1)摊铺前应将下结构层表面洒水湿润，同时应检查摊铺机各部分运转情况，而且每天坚持重复此项工作。

2)摊铺机后面设专人消除粗细集料离析现象，特别是局部粗集料和含水量超限点应该铲除，并用新拌混合料填补。对于较规则的带状离析应立即查找机械原因并调整消除。施工中主要控制以下几点:a.防治混合料离析;b.摊铺机机械调整到位;c.摊铺速度均匀;d.松铺厚度、高程、横坡指标控制;e.加强上下基层粘结，形成整体。

3.4 碾压

水泥稳定碎石的碾压以振动压路机为主，在以振动法配合比设计的水稳中，碾压方式总结如下:

1)采用振动压路机(静重≥18 t)不起振静压1遍。

2)用22 t振动压路机高频低幅振动碾压不少于2遍，之后低频高幅碾压不少于2遍。

3)用30 t左右胶轮压路机配合光面消除细小裂纹。

3.5 养生

养生对于水泥碎石基层的整体成型有重大的影响，施工应该做到以下几点:

1)每一段碾压完成以后应立即进行质量检查，并开始养生，不得延误;

2)将透水无纺土工布湿润，然后人工覆盖在碾压完成的基层顶面。覆盖2 h后，再用洒水车洒水。在养生期内应保持基层处于湿润状态。土工布受到车辆等损坏后，需要及早发现并进行处理;

3)需要强调的是，抗裂型水稳基层的养生时间，需要更长的时间维持正常养护。尤其是气温低时，要满足强度持续增长的需要，避免表面松散、坑洞等早期强度损坏现象的发生。

4 检测结果

4.1 压实度

设计要求的压实度控制值是98%，各标段基层的压实度平均值均大于规范要求控制值，其标准差、变异系数均小于0.5%，整个基层压实度均匀。

4.2 7 d无侧限抗压强度试验

混合料的7 d无侧限抗压强度是衡量水泥稳定碎石混合料强度性能的基本指标，水稳基层的无侧限抗压强度的平均值均大于其强度特征值，能够满足设计要求，整个基层的整体强度较高且分布较为均匀。

4.3 裂缝调查

基层完工30 d后，对全线各标段基层进行了裂缝检查，结果显示全线37 km基层共出现了12条裂缝，且最小间距超过200 m。

5 结语

通过对245省道抗裂型水稳基层的施工实践，对混合料配合比设计及施工过程的质量控制，结构指标控制良好，245项目的横向裂缝比传统施工裂缝大大减少，横向裂缝仅400 m/道～500 m/道，有的路段甚至更长。裂缝数量已经得到有效的控制。由于抗裂型水稳基层减少裂缝产生，从而增加了路面使用寿命。作为半刚性路面基层，对于沥青路面的推广有很大经济社会意义。

［1］JTJ 034-2000，公路路面基层施工技术规范［S］.

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