水泥稳定碎石基层的配合比设计和施工控制

田 正 旺

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

·道路·铁路·

水泥稳定碎石基层的配合比设计和施工控制

田 正 旺

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

针对水泥稳定碎石基层施工中存在的问题，探讨了混合料配合比的设计要点，并从混合料拌和、运输、摊铺、碾压、养生等方面，提出了施工的质控措施，以确保水泥稳定碎石基层施工质量。

水泥稳定碎石，基层，混合料，配合比设计

0 引言

近年来，我国基础设施建设，特别是高速公路建设，取得了世界瞩目的成就，对推动国民经济的快速发展起到了基础作用。在我国公路建设中，为适应大交通量和重轴载的特点，主要是以半刚性材料作为路面修筑的基层和底基层。

水泥稳定碎石基层是我国最重要的一种路面基层结构，以水泥为胶结材料，具有强度高、耐冲刷、成本低廉的优点，非常适合现代重型交通的要求。但是很多投入使用后的半刚性基层路面并不是都获得了预期效果，表现为收缩裂缝导致水渗入后出现的唧浆，以及出现的很多结构性破坏现象。

基层是路面最主要的承重层，基层质量对整个路面强度、使用质量和使用寿命都有十分重要的影响。因此，从配合比设计和施工两个方面进行质量控制，确保水稳基层良好的使用性能。

1 水泥稳定碎石基层存在的问题

在传统设计方法下，我国的水稳基层室内成型方式通过重型击实试验进行，而施工中采用的是振动压路机压实的方式。水泥稳定碎石基层的室内成型方式与现场碾压方式并不匹配。试验得出的最大干密度太小，与实际差别较大。

在水稳基层施工中，由于这两者的不匹配，导致施工出现了压实度超百和路面裂缝多的问题。1)压实度超百。在工程验收中，压实度超百是不允许的。这就导致施工单位为通过验收而普遍采用减少碾压遍数的方法来降低路面压实度。2)路面裂缝多。在水稳碎石基层设计中，水泥剂量是影响路面裂缝的一个关键因素。在施工中，实验室中采用的试件成型方式与施工现场的碾压方式不同。同时，施工单位采用减少压实遍数的方式来避免压实度超百，这会使得成型后的路面强度达不到设计要求。为确保设计要求，就采用加大水泥剂量的方式来增加路面强度，这就直接导致了路面裂缝的严重性。

在混合料设计中，室内试验要准确、有效的预测与控制现场施工质量，最大限度的保证室内试件的成型与施工现场的实际碾压相匹配，使两者之间的应用效果具有可比性。因此，采用振动成型法提高基层的抗裂性能是确保基层质量的一种有效途径。

2 混合料配合比设计要点

2.1 原材料

水泥稳定碎石结构层对原材料要求较高。其中，最主要的有碎石和水泥两种材料。

1)碎石。最好是石灰岩碎石，上下基层单个颗粒的最大粒径均不超过31.5 mm(方孔筛)。否则，粒径过大，容易对拌和站、摊铺机损害越大，混合料容易离析。采用4种～6种规格料配制，不得使用0 mm～30 mm或0 mm～20 mm的级配碎石料。压碎值不大于30%，0.075 mm以下颗粒含量不大于5%。有机质含量不超过2%，硫酸盐不应超过0.25%。

2)水泥。水泥作为水稳基层唯一的稳定剂，其质量对确保基层质量十分重要。在选择水泥时，可选用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。当采用散装水泥时，其标号应为32.5或42.5。选择采用的水泥各项指标应符合规范要求，不得使用快硬、早强水泥以及受潮结块变质的水泥。

在材料储备上，各规格材料应整齐堆放，之间设置隔墙。细料应在已硬化的场地上采用罩棚或苫盖措施，防止雨淋。水泥存放场地应有防潮措施，确保其不被污染、雨淋或受潮。场地内无不合格材料，无多余或杂乱无章的堆积物。

2.2 混合料的设计

采用振动成型方法可最大限度模拟半刚性基层路面的实际成型过程。混合料设计主要包括原材料质检、级配设计，水泥剂量和最佳含水量确定等。

1)级配设计。大量的工程实践表明，规范确定的级配范围较宽，在满足强度要求的前提下，采用不同级配混合料的抗裂性能却有着较大的差别。研究表明，在以下水稳碎石混合料级配表中，选择使用接近规范中值及规范下限两种级配时，混合料则具有足够的强度和较好的抗收缩性(见表1)。

表1 水稳碎石混合料级配表

2)确定最佳含水量和最大干密度。按设计要求，应分别按不同的集料比例配料4份～5份。一般是从3%，4%，5%，6%，7%的水泥剂量中，选择3个～5个进行试件制备，从而不同水泥剂量下的最大干密度和最佳含水量通过振动击实和重型击实试验可有效确定。在振动压实试验中，选择采用3个及3个以上不同的水泥剂量来进行混合料制作。

3)无侧限抗压强度试验。按照规定的压实度要求，不同水泥剂量下的试件干密度可分别通过计算得出。使用振动成型法和静压法按采用的最佳含水量和干密度分别进行试件制备。在规定的养护条件下，将制作好的试件保湿养生6 d，再浸水24 h后进行无侧限抗压强度试验。

4)确定配合比。在公路工程中，一般按照底基层压实度97%、基层压实度98%的要求，结合不同水泥剂量下试件的干密度及无侧限抗压强度试验结果等数据并进行计算，通过减少水泥用量来优化级配，最后合理确定工程中的标准配合比。

3 施工工艺控制

在施工前，下承层表面应平整、坚实，满足设计的指标要求，具有合适的路拱。对松散和软弱地点进行处治后满足设计要求。在正式施工前，确保下承层表面湿润，并用土培好路肩。

3.1 拌和

采用集中厂拌连续生产的方式进行，见图1。

在拌和前，专人对集料含水量进行检查，确定混合料用水量，考虑气温、风力和空气湿度等因素综合确定具体加水量。

开始拌和后，操作手密切关注混合料颜色、级配，以确保混合料拌和质量，保证出料均匀一致，防止粗细粒料离析。

拌和过程中，应严格落实抽检制度，定时抽取试样，对其级配、含水量及水泥剂量等指标进行检查。对发现的异常情况立即停止拌和，并查找原因，采取有效的处理措施后再继续拌和。

3.2 运输

应采用较大吨位自卸汽车进行运输，车厢应清理干净，不得有积水积聚。

接料时，应采用前、后、中的方式移动装料(见图2)，以减少粗细集料的离析。装料高度不允许超过原车厢板50 cm。

运输途中，为减少水分流失，车厢应有覆盖措施。行驶过程中，车速应控制在30 km/h以内，以减少对下承层的破坏。

3.3 摊铺

运料车进场后，应专人进行指挥其在摊铺机前10 cm～30 cm处停车，挂空挡靠摊铺机推动前进卸料。

两台摊铺机梯队摊铺，两机前后相距10 m～20 m。在摊铺过程中，为确保不发生离析现象，应保持螺旋布料器全范围内混合料的分布均匀。

摊铺机应匀速前进，连续进行摊铺。在摊铺作业中，不得无故停顿和间断。

设专人对摊铺完成的混合料中存在的离析集料进行清除，并用新拌混合料找补，避免出现局部松散，强度不足等现象。

每一施工段应取回水泥稳定级配碎石集料，压制试件，测定无侧限抗压强度，确保每一施工段质量合格。

3.4 碾压

每台摊铺机后面至少配备胶轮压路机(30 t)1台、振动压路机(20 t以上)2台，3台压路机跟进碾压。

碾压顺序一般为：稳压(1遍～2遍，以压实度达到90%为宜)→轻型振动碾压(2遍～3遍)→重型振动碾压(2遍～3遍)→收光(压至无轮迹)。

稳压时，压路机应紧跟摊铺机，一次碾压长度一般为50 m～80 m。胶轮压路机稳压时，驱动轮面向摊铺机。为有效减少混合料出现的推移，压路机应严格按设计路线行进，不得无故突然改变方向。

碾压时，压路机应以慢而均匀的速度碾压，碾压顺序由较低侧向较高侧逐轮碾压，每道碾压与上道碾压重叠不小于1/3轮宽，压完全幅(或半幅)为1遍。

为避免对水稳基层表面的破坏，对于压路机在已完工或正在作业路段上进行的调头或急刹车应严格禁止。

3.5 横向接缝设置

在摊铺作业过程中，如因天气等原因导致不得不中断摊铺的时间达到2 h及以上时，则应设置横向接缝。当今日收工后，在第2天开工时的接头断面处也应设置横向接缝。

3.6 养生

封闭交通，人工覆盖土工布，使用洒水车洒水养生。养生期为7 d，养生结束后，应将覆盖物清除干净。

在整个养生期间，应确保水稳基层表面湿润。洒水车的喷头要用喷雾式，不得用高压式喷管，以免破坏上基层结构。应根据气候条件合理确定每日的洒水次数。

4 结语

水泥稳定碎石基层具有较高的强度，且稳定性好，工程造价也低。同时施工方便快速，在我国得到了广泛应用。通过采用振动成型技术，最大限度的模拟施工现场碾压情况，保证基层的稳定性和抗裂性，确保路面功能的有效发挥。

在水稳基层施工中，把好原材料进料关，是确保工程质量的基础。合理进行配合比设计，最大限度确保试验成型和施工现场成型的一致性。坚持做好施工关键点质量控制，确保施工质量。在公路基层施工进行水稳碎石基层的推广和应用，可有效节约工程成本、缩短项目工期，具有显著的经济效益和社会效益。

[1] 马志远.浅谈水泥稳定碎石基层试验段施工技术要点[J].工程技术(引文版)，2015(3)：5-6.

[2] 钱 进，王 冠.水泥稳定碎石基层施工的质量控制要点[J].华东公路，2001(4)：10-11.

[3] 田昆仑.水泥稳定碎石施工质量控制[Z].京秦高速公路迁西支线工程LM-2标，2011.

The mix proportion design and construction control of cement stabilized macadam base

Tian Zhengwang

(ShanxiJinzhongRoadandBridgeConstructionGroupLimitedCompany,Jinzhong030600,China)

According to the existing problems in cement stabilized macadam base construction,this paper discussed the design key points of mixture mix proportion design,and from the mixture mixing,transportation,paving,rolling,curing and other aspects,put forward the construction quality control measures,ensured the construction quality of cement stabilized macadam base.

cement stabilized macadam,base,mixture,mix proportion design

2015-10-12

田正旺(1975- )，男，高级工程师

1009-6825(2015)36-0135-02

U416.214 < class="emphasis_bold">文献标识码：A

A