基于沥青路面水泥稳定碎石基层技术研究

李彦彪

摘要：为满足高速公路建设需求，提升工程建设质量，达到投资节约与经济效益最大化的目的，文章在分析水泥稳定碎石作用原理的基础上，与工程案例相结合，有针对性地对公路沥青路面水泥稳定碎石基层混合料配合比设计、技术应用进行了探讨，以期为沥青路面施工质量的提升提供可靠的保障。

关键词：水泥稳定碎石基层技术；公路建设；沥青路面；配合比设计；交通运输 文献标识码：A

中图分类号：U416 文章编号：1009-2374（2016）08-0091-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.047

柔性基层材料、半刚性基层材料与刚性基层材料为高速公路路面常用基层材料，其中半刚性基层材料具有良好整体性、水稳性及较高承载力等特点，不仅有利于机械化施工，更能与重交通发展需求相适应，因此，在我国公路工程建设中得到了大量推广与运用。在半刚性基层材料中最主要的两种材料为水泥稳定碎石与二灰碎石。因早期强度高、施工时间短、耐久性强等优势，水利稳定碎石基层已经成为高等级公路路面基层的主要类型。目前，京津塘高速、机场高速等都选用水泥稳定碎石基层作为沥青路面的主要构成部分。为满足高速公路施工的要求，保证高速公路工程的整体质量，达到投资节约与经济效益提升的目的，施工企业必须对各地高速公路路面基层结构内的水泥稳定碎石基层应用理论与实践经验加以借鉴，并与本工程实际情况充分结合，对该路段沥青路面水泥稳定碎石基层等开展有针对性的研究工作。

1 水泥稳定碎石的作用原理

将级配碎石作为水泥稳定碎石的骨料，选取相应数量的胶凝材料与充足的灰浆体积对骨料空隙加以填充，根据嵌挤原理进行摊铺压实。粒料与灰浆体为水泥稳定碎石材料，其压实度应与密实度相近，依据碎石嵌挤锁结原理提升其强度。当其水泥稳定碎石具有较高的初期强度，随着龄期的增加，其强度也会增加，并具有良好的抗渗能力与抗冻能力。在水泥用量方面，相比混合料，水泥稳定碎石水泥用量为3%～6%。5MPa为其7天无侧限抗压最大强度值，与其他路基材料相比，水泥稳定碎石强度要高出一些，是路面基层施工的最佳材料。按照《公路路面基层施工技术规范》相关规定，水泥稳定碎石为中粒土，因水泥等胶凝材料为水泥稳定碎石的主要组成部分，要求在水泥终凝前必须完成整个施工过程，如无法一次达到质量标准，则修整难度大。

2 工程概况

某工程建设总长度为5.4km，宽度为15m，厚度为20cm，选取厂拌法作为水泥稳定碎石基层的施工方式，共有4层为其路面结构。

3 混合料配合比设计

材料组成设计也被称为混合料配合比设计，其为路面设计的主要构成部分。利用配合比设计可使混合料符合技术指标。根据《公路沥青路面设计规范》《公路工程集料试验规程》等相关规定进行混合料配合比设计。

3.1 水泥剂量选择

水泥剂量为水泥稳定碎石内强度指标的重要决定因素，随着水泥剂量的加大，水泥稳定碎石物理-力学性能也会随之产生变化。一般情况下，3%～6%为水泥剂量。根据国内外研究成果与工程实践经验，本工程可遵循三种水泥剂量进行混合料配制，依次为4%、5%、6%。

3.2 集料级配选择

作为路面基层设计的主要组成部分，粒料级配配制是否合理，对路面基层材料的填充性、强度、稳定性等起到关键性的作用。《公路路面基层施工技术规范》规定，水泥稳定集料颗粒组成范围如表1所示：

3.2.1 粗集料。选取反击式、冲击式等破碎机进行碎石生产，不能选用鳄式破碎机进行二次破碎生产，为满足设计规定，必须将除尘设备安装在生产线上，以此进行除尘施工。6mm、11mm、22mm、41mm为碎石加工厂振动筛网规格。一般情况下，碎石技术指标规定，其密度必须控制在2.6t/m以上，压碎值在25%以下。

3.2.2 细集料。选取清洁、干燥、无风化与杂质的材料作为细集料。

3.3 标准击实试验

根据含水量最佳值对最大干密度进行计算，并根据现场压实度（98%）的规定进行试件制备，一般选取9个为平行试验的试件数量，根据相关施工规定，选取圆柱体试件（150mm×150mm）进行试验。在一定温度下，试件进行养生保湿，时间通常为6天，根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94），在浸水一天后对其无侧限抗压强度进行测定。同时按照强度标准，对水泥剂量进行确定。该剂量试件室内试验结构平均抗压强度必须与以下公式相符：

R≥Rd/（1-Za.Cv）

如95%为高速公路保证率时，则Za=1.645，其中偏差系数为Cv，如9为试件量时，则Cv在15%以下。

按照施工现场实际情况，调整实验室配合比，选取厂拌法进行高速公路施工，要求水泥剂量增加0.5%。

4 公路沥青路面水泥稳定碎石基层技术的施工

4.1 施工放样

中线桩相隔10m进行一次测设，随后将标线桩测设到距离两侧基层路缘38cm的位置，做好带套筒作业后，应对钢筋桩进行上下调整，并按照松铺厚度对高程进行逐点测控，通常情况下，选取1.23～1.26范围作为松铺系数，随后将基层槽钢边线与摊铺机导向线放出。

4.2 混合料拌和

根据设计配合比在施工前对各种集料、水泥剂量进行调试，并进行混合料拌制。在准确配料与均匀拌和后，如无离析现象，方可用于施工。混合料拌制过程中，应对其配合比进行准确掌握，通过计量工具对投入拌和机的材料，如粗细集料及水泥等进行称量，要求对用水量进行有效控制，拌和前可遵循天气状况，对施工材料含水量进行有效测量，并对具体用水量进行调整拌制。根据材料投放顺序，进行减水剂的添加，可同时进行投料与搅拌施工。遵循搅拌机特性与拌合物的和易性进行拌和时间的确定。

4.3 运输

选取大吨位自卸车辆对拌和完成的水泥稳定碎石混合料进行运输，每天开工前应检查运输车辆的具体情况，装料前需清洗干净车厢。由拌和机放料到运料车时，需对汽车位置进行3～5次移动，以便卸料，为避免污染与达到保湿效果，需将篷布覆盖到运料车上。为确保摊铺施工的连续性，施工中摊铺机前方必须有1～2辆运料车等候卸料。

4.4 摊铺施工

在钢筋桩支架上挂好钢绞线（2mm），拉紧需选取紧线器，要求钢丝拉力在800N以下，并将其作为摊铺机摊铺基准线。选取2台相同规格的摊铺机以梯队形式进行共同作业，确保两者具有相同的速度、摊铺厚度、摊铺系数等。6.5m为2台摊铺机拼装宽度，需向3档为止调节螺旋输送器，其仰角位置应与施工规定相符。根据工程施工现状，32cm为水泥稳定碎石底基层厚度，20cm为水泥稳定碎石基层厚度，如无法连续摊铺上、下基层，需将一袋水泥粉洒布到单幅20m位置。5～8m为双机联铺过程中2台摊铺机的距离，纵向施工缝一般不设置于中间位置，厂拌拌和能力需符合摊铺机械生产能力，10～20cm为摊铺相近2幅时的搭接宽度。其摊铺速度为每分钟1～1.5m。

不间断、稳定及均匀为摊铺施工的要求，在施工中应对摊铺层厚度、平整度、路拱进行随时检查，确保离析、卡料现象不会出现。选取钢钎、铝合金条作为2台摊铺机中间高程的有效控制，在钢丝与铝合金上分别放置前一台摊铺机的2个传感器，其高程、平整度由双纵坡进行控制；在摊铺混合料与钢丝上分别放置一台摊铺机传感器。完成水泥稳定碎石下层施工一周后，方可进行水泥稳定碎石上层施工，其间隔时间必须控制在10天以内。

4.5 混合料碾压

推土机、平地机、压路机等都是公路水泥稳定碎石基层施工的主要机械。初压、复压、终压为水泥稳定碎石基层混合料碾压施工的主要方式，碾压施工中，必须对各个阶段不同压路机的碾压速度进行有效控制。稳压平整时，可选用双钢轮压路机进行施工，按照施工具体情况，进行洒水量的确定，一般每小时初压速度控制在1.5～3km之间，完成碾压施工后，应对路面平整度等进行及时检查。复压施工，碾压顺序应与初压具有一致性，通过单钢轮振动压路机进行施工，错轮宽度为30%，并将洒水功能开启，每小时碾压速度控制在3.5km以下，复压次数则需要控制在6～8次之间。终压施工中当碾压路段不存在轮痕后，方可停止施工。

5 结语

综上所述，伴随社会经济的高速发展，我国公路工程事业也得到了极大的发展。水泥稳定碎石基层技术作为公路工程沥青路面施工的重要技术之一，其施工技术水平的高低将直接影响工程建设的整体质量。为此，施工企业必须结合施工现场的具体情况，在充分了解水泥稳定碎石作用原理的前提下，做好配合比设计工作，只有这样才能确保施工应用的规范性、合理性，才能推动工程建设的快速发展。

参考文献

[1]吴卓华，周诚喜.对江苏高速公路半刚性基层材料研究及应用的思考[J].现代交通技术，2006，（3）.

[2]陈景龙.沥青混凝土路面水泥稳定碎石基层的施工技术探讨[J].科技信息，2011，（13）.

[3]温伟标，赵伟，杨海玲，等.骨架密实型水泥稳定碎石基层配合比设计及施工应用[J].中外公路，2010，（2）.

[4]黄博彦，陈少幸，张肖宁.水泥稳定碎石基层施工及质量控制[J].广东公路交通，2004，（S1）.

[5]李发杰.浅析水泥稳定碎石基层材料控制和施工质量通病预防[J].福建建筑，2004，（4）.

[6]平国超.水泥稳定碎石基层双层连续摊铺施工工艺与质量控制[D].河北工业大学，2014.

[7]陈军夫，吴迪高.抗裂性水泥稳定碎石基层在高速公路桥梁施工中控制措施研究[J].城市道桥与防洪，2015，（6）.

（责任编辑：王 波）