水泥稳定碎石基层施工技术探究及其在道路施工中的应用

王小龙

（山西振兴公路监理有限公司，山西 太原 030006）

为了适应城市经济的高速发展，城市道路的结构在进行不断的改变。在基层中加入水泥稳定碎石（水泥稳定碎石属于半刚性材料），将其作为水泥稳定碎石基层有良好的力学性能、整体性能、稳定性能、耐久抗寒性能和高承载力性能，且碎石来源广泛，使用环保方便，是我国目前道路施工材料中的一种主要材料。但是水泥稳定碎石基层缺乏抗拉扯强度，在强大压力下会出现基层开裂等情况，因此，对水泥稳定碎石基层的各方面特性进行深入了解分析是施工前的必修课之一。

1 水泥稳定碎石的基本作用原理及特性

1.1 水泥稳定碎石基层基本原理

碎石是所有构成材料中的骨料。一般情况下，碎石材料、胶凝材料、灰浆材料共同构成整个系统。骨料在胶凝材料的作用下进行凝结，灰浆材料填补骨料之间的空隙部分，使整个系统稳定、牢固。其强度随着凝结时间增加而增加，在凝结后形成板体，使其具有较好的强度、高承载力及稳定性。

1.2 水泥稳定碎石特性

1.2.1 优点

①初始强度高，凝结速度快。在5~7d内强度能够达到2.0MPa。②结板后稳定性强，在结构层中具有一定量的通透性，结板后水分对其的影响作用有限。③可以根据实际强度需要，调整构成配比，确定最终的强度。④现代化机械施工，操作简单，施工速度快，质量保证。

1.2.2 不足点

①结板后较易出现干缩裂缝。②结板后在高强度压力下，比较容易出现与表面材料剥离、磨耗。③施工时间有限。即必须在材料凝结前完成所有施工步骤，要求整个施工进程紧凑。

2 透水性基层

在道路施工中，透水性基层主要指的是：在基层施工完毕后，现场的孔隙率为15%左右，透水性比较好的基层。道路基层中必须要有透水性基层，其可以在高强度作用下，减少基层的横向裂缝。

一般情况下，道路施工项目使用的水泥稳定碎石基层混合材料中，集料的颗粒组成必须与《公路路面基层施工技术规范》相符（允许少量误差），具体规范情况见表1。

表1 集料颗粒组成规范详细表

从表1我们可以看出，透水性基层在9.5 mm以下的用量急剧减少；按照数据划分，4.75 mm以上用料是粗集料，4.75 mm以下用的是细集料。粗集料中，大粒径的粗集料用量减少，在混合料中，大粒径也从31.5 mm改变为26.5 mm。

3 混合料配合比

混合料的配比针对不同的城市有不同的要求，在要求中会明确表明各种材料及混合料组成设计明细。

3.1 主要材料

3.1.1 水泥

文中研究道路对水泥的要求不是很高，普通的硅酸盐缓凝水泥就能够满足要求。普通的硅酸盐缓凝水泥应该达到以下要求：3 d内抗压强度达到16~20 MPa，不得使用因外界因素影响而变质的水泥；在一定时间内，水泥的强度、安定性必须达到相应指标要求；水泥的初凝时间为≥3.5 h，终凝时间≥6 h。

3.1.2 碎石

对于碎石的基本要求见表1。在道路施工前，必须确认碎石的最大粒径，确定碎石来源不是分化石料。在整个水泥稳定碎石混合料中，碎石的压碎值必须＜30%，针片状含量＜15%，规定数量内检验。

3.1.3 水源

凡饮用水都可以直接使用。不得使用因为外界因素污染的水源及含有其他物质的水源，特别是含有化学物质的水源。

3.2 混合料组成设计

为了满足设计要求，道路配合比设计过程中必须满足以下3个要求：①水泥使用量在满足设计基本强度之后，要尽量减少其使用量。减少水泥的使用量同时，要同步减少细集料、粉料的使用量。②根据具体施工季节气候减少或增加含水量，确保含水量的最大限度不能大于设计要求的5%。含水量在季节、气候的影响下，一般最终确定在0%~2%这个范围内。③对水泥稳定碎石进行标准养护试行。养护7 d后，试件的浸水无侧限抗压强度必须满足R代=3.2~4.0 MPa。

4 水泥稳定碎石基层施工技术

4.1 前提准备条件

对于材料的监理必须从实际出发，对材料提供商的生产基地、生产过程、各项指标是否达标进行严格调查，在各方面都符合规定的前提下，可以采取承包制的方式提供材料，签订质保合同，从材料来源处杜绝不合格材料的流入。对材料进行定期、不定期的抽检，加强材料的质量把关。

施工前，对施工人员进行选拔，检查持证上岗的基本原则，对技术人员进行技术检查及培训，强调施工关键技术点。对施工器材进行日常检验，保证施工顺利进行。

4.2 混合料搅拌

搅拌过程决定了混合料的最终质量，因此必须十分注意。水泥稳定碎石混合料的搅拌可以采用一台或者是多台WDB500型水泥稳定搅拌设备进行搅拌。该搅拌设备通过改良设计能够将水泥计量的精准度提升0.1%。

由于对材料的流入进行了严密的监管，因此，在搅拌过程中只需要按照固定的配给设计进行添加材料即可，整个过程比较简单。值得注意的是，灰计量必须严格控制，整体误差控制在±0.1%内。

4.3 混合料运输、摊铺

混合料的运输都是采用封闭式大吨位自卸车进行运输，该车能够在运输过程中减少混合料中水分的损失。

在对混合料进行摊铺前，必须对底基层进行浸润处理，浸润程度根据实际要求进行。浸润之后，在基准钢丝下进行施工，具体厚度根据道路强度需要设计，一般＞15 cm。摊程采用2台摊铺机进行梯队作业，保证整个过程循序渐进，即保证摊铺厚度、松铺系数、路拱坡度、振动频率一致，摊铺的速度确定在1 m/min左右，摊铺过程中，操作技术人员对混合料进行不断的调整，辅助摊铺。

4.4 碾压

碾压是促成混合料结板的最终程序。整个过程应遵循：先轻后重、先边后中、先低后高、先内后外。碾压过程中，必须对混合料进行充分碾压，在混合料振压不起料、不推移为碾压合格。目前道路施工过程中压路机碾压方式及速度，如表2所示。

表2 压路机型号及其相关数据

针对不同的施工要求及环境选择不同的压路机型号。在碾压的过程中必须注意，第1遍碾压后，应该进行原路倒回，在未进行碾压的一头进行换挡、倒车，倒车位置禁止在同一位置，最好成齿状碾压倒车；碾压过程应该在水泥终凝前完成，并达到道路压实度要求，整个碾压面平整，不出现明显碾痕。

4.5 日常养护及交通管制

对水泥稳定碎石进行养护，是保证最终强度的重要步骤。在基层碾压后，立即进行养生处理，根据气候天气情况确定每日洒水量，保证养生期间基层路面潮湿，养生时间一般＞7 d。

在养生过程中要对交通进行管制，避免基层遭到机械车辆的破坏，可以采取封锁交通的处理方式，除洒水车之外其他车辆禁止通运，在基层强度达到要求后可以采取限制性通运，最终确定基层稳定后开放通运。

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