骨架密实型水泥稳定碎石基层的施工质量控制

李 晋 旺

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

骨架密实型水泥稳定碎石基层的施工质量控制

李 晋 旺

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

介绍了骨架密实型水泥稳定碎石基层的特点，对其配合比的设计方法作了阐述，并从水泥稳定碎石基层的试铺、拌和、运输、摊铺、碾压、养护等施工过程入手，提出了施工注意事项及质控要点，以确保工程质量。

水泥稳定碎石，基层，配合比，施工

基层是路面结构的重要组成部分。在我国，很多高等级道路均采用半刚性材料作为基层。半刚性基层具有强度大、水稳定性与抗冻性较好等优势，是我国最主要的路面基层结构形式之一。但随着路龄的增长，在行车的反复载荷作用下，路面出现了裂缝、唧泥、坑槽等早期病害，甚至在远不到设计年限的情况下，路面毁损情况严重。除了半刚性材料自身收缩徐变及对荷载敏感等原因外，施工质量控制不严格是一个很重要的原因。因此，本文作者结合自己的施工经验，并参考国内外相关文献，论述了骨架密实型水泥稳定碎石基层施工中，应该注意的关键问题，以期借鉴。

1 骨架密实型水泥稳定碎石基层的特点

半刚性基层包括石灰与粉煤灰稳定类、水泥与粉煤灰稳定类、石灰稳定类及水泥稳定类四类。水泥稳定类相比其他三类，具有较高的强度和模量，良好的水稳定性与耐久性，是目前应用最广的路面基层。

水泥稳定类包括悬浮密实结构、骨架孔隙结构及骨架密实结构三种类型(见图1)。在我国，一般二级及二级以下公路的基层采用悬浮密实型混合料；高速公路、一级公路的基层或上基层选用骨架密实型混合料。

骨架密实混合料是在连续级配的粗集料之间形成的相互嵌挤骨架，在骨架空隙中以水泥及细料为填充，形成一种骨架嵌挤密实结构的无机结合料。

骨架密实混合料具有以下特点：

1)级配碎石作骨料，摊铺压实后，形成嵌挤锁结原理，使得基层具有很高的强度。

2)采用振动成型法进行无侧向抗压强度成型，以其作为选择水泥剂量依据，使得水泥剂量比传统工艺降低20%左右，可有效的减少路面基层裂缝。

3)采用振动成型法工艺进行施工，其最大干密度和最佳含水量选择最优。

4)在施工中对基层的碾压的要求高，有效提高路基的压实度。

2 水泥稳定碎石基层配合比设计

工程实践表明，水泥稳定碎石作为路面基层，要想发挥水泥稳定碎石的优良性能，其配合比组成设计就尤为重要。在配合比的设计中，应对路基性能进行综合考虑，如路基强度、回弹模量、收缩和抗冲刷能力等，从而进行集料的级配选择、水泥剂量以及含水量的确定等。

1)水泥。

普通的硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥及火山灰质硅酸盐水泥都可使用；宜选择32.5或者42.5级水泥；水泥各龄期强度、安定性等必须符合GB 175—2007通用硅酸盐水泥中的相关规定，其中：初凝时间应不得小于3 h、终凝时间不得小于6 h。

由于早强水泥水化热比较大，对温缩不利，不宜采用早强水泥拌制混合料。

2)集料。

碎石宜采用反击式破碎机破碎，应保持表面洁净、干燥，粗糙、棱角性好、无风化、无杂质；最大粒径不得超过31.5 mm，按以下四种规格进行备料：1号，16 mm～31.5 mm(或9.5 mm～31.5 mm)；2号，4.75 mm～16 mm(或4.75 mm～9.5 mm)；3号，2.36 mm～4.75 mm；4号，小于2.36 mm。其压碎值不得超过28%；在粗集料中，针片状的碎石含量不宜超过15%；要求碎石中小于0.6 mm的颗粒必须做液限和塑性指数试验，液限不得超过28%，塑性指数不得超过9；4号备料中，0.075 mm通过率必须严格限制，不得大于15%。建议砂当量应不得低于55%。

3)级配设计。

应当根据集料的类别分别进行水洗并筛分，按颗粒组成进行计算，以确定各类型碎石的组成比例；组成混合料的级配要求应当符合指导意见中的范围规定，且4.75 mm，2.36 mm，0.075 mm的通过量应接近级配范围的下限。

4)确定水泥剂量、最佳含水量、最大干密度。

水泥剂量按3.5%～5.5%范围，取4种～5种比例制备混合料试件，分别为：3.5%，4.0%，4.5%，5.0%；一般做9个试件，用振动成型法确定各组混合料的最佳含水量和最大干密度。

5)强度检验。

根据确定的最佳含水量，拌制不少于5组的水泥稳定碎石混合料；按照压实度(振动击实标准，98%)的要求进行混合料试件制备，在标准条件下养护6 d，进行养护的要求温度为(20±2)℃，浸水1 d后将其取出做无侧限抗压强度试验；要求的水泥稳定碎石7 d无侧限抗压强度代表值应不小于设计值(介于3.0 MPa～5.0 MPa之间)。

为减少基层裂缝，设计时注意的要点：在水泥稳定碎石混合料中，0.075 mm以下粉料的含量越多，则其抗温缩能力就越差；粘粒含量越大，温缩系数越大；整体级配越细，干燥收缩越大，级配越接近悬浮结构，干缩性越大，且干缩破坏主要发生在早期。因此，为减少干缩，减少基层裂缝，应做到三个限制：在满足设计强度的前提下，水泥用量应该限制；在减少水泥含量的同时，细料及粉料的用量应该限制；根据施工现场的气候条件进行含水量的限制。

3 水泥稳定碎石基层的施工控制要点

质量优良的水泥稳定碎石基层，不仅需要良好的配合比设计，还需要正确的施工。

1)施工材料现场管理。

在施工场地，材料堆放场地面积应符合堆料要求，不得出现集料混堆现象；各类材料有良好的隔离设施(见图2)，且隔离高度必须满足堆料要求；良好的硬化措施，且有良好的排水设施；各类型原材料标识清楚。

2)施工准备。

主要包括：清除作业面表面的浮土、积水等(见图3)；对施工的作业面洒水使其湿润；间隔10 m进行测量放样；挂导线，根据松铺系数算出松铺厚度，间隔为10 m或5 m，张力不小于800 m，长度不小于100 m。

3)试铺。

验证用于施工混合料的配合比；调整拌和及运输时间，确保混合料均匀性；确定铺筑的松铺厚度和松铺系数(约1.20～1.30)；确定标准的施工流程和方法，组织协调拌和、运输、碾压等作业流程，尽量缩短延迟时间；合理确定每一作业段的长度。

4)拌和。

根据施工现场气候条件，合理确定当天的施工配合比；含水量要比最佳含水量略高1%以内，并应根据气温、失水等施工现场的综合情况进行合理的调整；随时在线检查配比、含水量是否变化；为有效筛除超出粒径规格的集料及杂物，可在料斗入口处装上钢筋网盖，同时，为防止发生串料的情况，料斗可加高隔板；混合料进行装车时，为保证混合料的均匀性，车辆前后移动，分成三次装料。

5)运输。

根据各个工序所需时间，组织协调好运输及卸料流程，车辆数量要满足拌和出料与摊铺需要；进行装料作业前，必须将装载车厢清洗干净；出料后应尽快将混合料运送到施工现场，尽量缩短延迟时间；当混合料的运输时间超过水泥初凝时间后，则必须将其予以废弃；在运输途中，为减少水分损失，应使用毡布等将混合料进行覆盖(见图4)；运输车进行卸料作业时必须有专人进行指挥。

6)摊铺(如图5所示)。

在摊铺机前30 m～40 m范围内，喷洒水泥净浆；在保证待卸料车辆不少于5辆的情况下，应确保摊铺机连续进行摊铺作业，不得出现停机待料现象。控制摊铺速度，一般是1 m/min左右。可采取一些防止混合料离析的措施，如在安装摊铺机时，降低布料器前挡板的离地高度等；进行摊铺时，螺旋布料器应有2/3埋入混合料中等。在摊铺过程中，应尽量减少收放料斗的次数；在摊铺机后面应设置专人进行离析消除作业。

7)碾压(如图6所示)。

碾压是确保水稳碎石基层施工质量很关键的一步。碾压组合：双钢轮压路机+振动压路机+胶轮压路机；碾压长度：一般50 m～80 m为一个碾压单元，高温状况下可将其适当缩短；碾压工艺：稳压→轻振动碾压→重振动碾压→胶轮稳压，直至碾压至无轮迹时为止；碾压速度：第1遍，2遍宜为1.5 km/h～1.7 km/h，以后各遍为1.8 km/h～2.2 km/h；碾压时间：最好2 h以内，最迟不超过3 h；压实度标准达到98%以上。

8)养生及交通管制。

封闭交通；采用土工布覆盖养生，经常补水，保持润湿；7 d内保湿，28 d内正常养护；洒水车的喷头要用喷雾式(见图7)。

4 施工中需特别注意的几个问题

1)稳定料源。

由于骨架密实型水稳碎石基层的级配范围较窄，对材料的质量要求比普通的水稳混合料更高。因此，稳定的料源就十分重要。对进入施工现场的每批材料都要及时进行筛分，调整用料比，以保证骨架密实型水稳碎石混合料的级配。

2)严格控制级配。

要在粗集料间形成良好的相互嵌挤的骨架结构，必须要严格控制4.75 mm，2.36 mm，0.075 mm集料的通过率，将其控制在规定的范围内。

3)机械的定期检查。

要定期进行拌和机器标定，定期进行施工机械的检修、保养，及时排除故障。

4)施工中应严格控制水泥剂量。

施工中，要对水泥剂量实行动态控制,加大水泥剂量检测的频率；实行每日总量控制；还需要注意检查水泥罐仓向拌和机输送水泥用量的准确性。

5)加强施工中的含水量控制。

含水量控制包括碾压时含水量和拌和出料时的含水量质量标准；拌和出料时的含水量应略高于最佳含水量1%之内，碾压时的含水量由于受温度、运距和风速等的影响，变化幅度较大，因此，施工过程中应注意根据混合料的含水量变化及时调节拌和时的进水量。

[1] 杭州公路工程监理咨询公司象山港大桥及接线工程第七监理办.振动成型法施工质量控制交流材料[Z].2012-07-18.

[2] 张万磊.骨架抗裂密实型水泥稳定碎石配合比设计与施工技术要点[D].南京：江苏省交通科学研究院，2011.

[3] DB 33/T836—2011，公路水泥稳定碎石基层振动成型法施工技术规范[S].

[4] 苏高技(2006)219号，江苏省高速公路抗裂型水泥稳定碎石路面基层施工指导意见(试行)[Z].

On construction quality control for dense skeleton type cement stabilized crushed stone base

Li Jinwang

(JinzhongRoadandBridgeConstructionGroupCo.，LtdinShanxi,Jinzhong030600,China)

The paper introduces the features of dense skeleton type cement stabilized crushed stone base, illustrates the design methods for its proportional ratio, and points out the construction precautions and quality control points from the trial pavement, mixing, transportation, compaction, and maintenance of the dense skeleton type cement stabilized crushed stone base, so as to ensure the engineering quality.

cement stabilized crushed stone, base, proportional ratio, construction

2014-02-20

李晋旺(1970- )，男，工程师

1009-6825(2015)04-0216-03

U416.214

A