水泥稳定碎石路面基层的施工技术探讨

岳 志 强

(太原市市政工程总公司,山西 太原 030002)

水泥稳定碎石路面基层的施工技术探讨

岳 志 强

(太原市市政工程总公司,山西 太原 030002)

介绍了水泥稳定碎石路面基层的原材料要求，探讨了路面基层混合料的配合比设计方法，并阐述了混合料生产、摊铺、碾压、养生等施工技术要点，提出了施工质量标准及控制措施，从而延长道路的使用年限。

市政道路，路面，水泥稳定碎石基层，配合比

0 引言

水泥稳定碎石基层作为市政道路工程中常用的一种半刚性基层，这种基层具有良好的板体性、较高的强度和承载能力、刚度大、路面弯沉变形小、碎石水泥等地材能就地取材，价格低廉、容易组织施工等优点。同时也存在着容易出现收缩裂缝、渗水破坏路面；损坏后修补困难，只能将损坏部分挖掉重铺，强度形成时间长等缺点。市政道路工程执行的标准为CJJ 1—2008城镇道路工程施工与质量验收规范，而路面基层中关键施工技术还需要参考交通运输部发布的路面基层专业技术规范JTG T F20—2015公路路面基层施工技术细则，而这本规范属于2015年新版修订，许多关键内容均有改变。经过两年的工程实践，本文从原材料要求、配合比设计、混合料生产、摊铺及碾压、养生及交通管制、施工质量标准控制等，对水泥稳定碎石基层路面的施工技术问题进行重点的探讨论述，同时，谈谈个人的一些心得体会。

1 工程概况

本工程位于太原市市区，城市次干路，设计车速为40 km/h；路面类型为沥青混凝土路面；机动车道路面结构为30 cm水泥稳定碎石底基层(水泥剂量3%)、20 cm水泥稳定碎石基层(水泥剂量5%)。

2 原材料要求及检验

本工程采用水、水泥、碎石集料等原材料。

2.1 水

新细则要求拌合及养生用水需满足GB 5479生活饮用水卫生标准中饮用水要求，非饮用水需要进行pH值、氯离子含量、硫酸根含量、碱含量、可溶物含量、非可溶物含量等项目检测。本工程采用了当地饮用水，符合规范要求。

2.2 水泥

新细则要求水泥应采用强度等级为32.5或42.5的普通硅酸盐水泥。

本工程根据地方实际情况，水泥采用太原水泥厂生产的狮头牌P.S32.5水泥，新出厂无结块及受潮变质等情况。按规范现场取样试验，各项指标检测结果如表1所示。

表1 水泥指标检测结果表

可以作为水泥稳定碎石基层及底基层结合料使用。

2.3 粗集料、细集料

本工程采用了太原镇城石灰岩破碎而成的粗集料、细集料，各种集料按JTG E42—2005公路工程集料试验规程中规定的方法，从料场的料堆中取代表性样品进行检测。新细则提高了基层用粗集料的压碎值指标要求，增加了软石含量、针片状颗粒含量、粉尘含量等指标。该粗集料压碎值为22.7%、针片状颗粒含量4.5%，0.075 mm以下粉尘含量0.5%、软石含量1%，均符合标准及设计文件要求。

3 混合料的配合比设计

3.1 混合料的目标配合比设计

首先是矿料级配组成设计，采用了JTG T F20—2015公路路面基层施工技术细则中表4.5.4水泥稳定级配碎石或砾石的推荐级配范围中C-B-3级配(见表2)，选用0 mm～5 mm，5 mm～10 mm，10 mm～20 mm，20 mm～30 mm等4档材料进行级配组合设计，对各种集料分别进行筛分析试验，用电子计算机的电子表格进行矿料设计试配，合成的矿料级配曲线应该是位于级配范围中值。当单一规格的集料某颗粒级配不合格，但不同规格的集料按级配组成的集料混合料指标能符合规范要求时，可以使用。设计文件中水泥稳定碎石底基层、基层中水泥剂量分别暂定为3%，5%(重量比)，压实度分别为(重型击实标准)不小于97%，98%，7 d浸水无侧限抗压强度分别不低于2.5 MPa，4.0 MPa。

表2 矿料级配范围表

根据确定的矿料级配曲线，以设计中暂定水泥剂量为基础，分别为±1%，±2%，选择不少于5个结合料剂量，分别确定最大干密度和最佳含水率，并测定技术性能(90 d或180 d龄期弯拉强度和抗压回弹模量、7 d无侧限抗压强度)，根据试验结果绘制水泥剂量与强度关系曲线图，确定分别选择3%，5%为最佳剂量。最终基层确定目标配合比结果为20 mm～30 mm∶10 mm～20 mm∶5 mm～10 mm∶0 mm～5 mm∶水泥=25%∶23%∶27%∶25%∶5%，7 d浸水无侧限抗压强度标准值4.5 MPa，28 d浸水无侧限抗压强度标准值5.1 MPa。

3.2 混合料的生产配合比设计及施工参数

生产配合比是为了对拌合设备进行调试和标定，确定实际生产时的拌合工艺参数，包括料斗称量精度的标定，结合料剂量的标定和拌合设备加水量的控制。按各档材料的比例关系，设定相应的称量装置，调整拌合设备各料仓(集料、水泥)的进料速度。通过混合料中实际含水率的测定，确定施工过程中水流量计的设定范围。

本工程水泥稳定碎石底基层、基层均采用集中厂拌法，拌合机械采用无锡产600型水泥稳定碎石拌合机。本设备配有由骨料配料供给计量系统、粉料供给计量系统，称量精度应达到±0.5%，可以计算机实时显示各种材料计量。有6个骨料斗、2种粉料罐(带有计重和破拱装置)、水罐(安有流量计)。采用“一”字形两个搅拌缸串联的结构形式。6个骨料斗，20 mm～30 mm，10 mm～20 mm，5 mm～10 mm，0 mm～5 mm各占一个，两个备用。第一阶段试拌用目标配合比确定的材料比例供拌合机确定各料仓的供料比例、进料速度,不加水泥、水进行试拌，对混合料进行筛分析试验，级配符合设计要求后再加泥、水进行第二阶段试拌。试拌成品料取样进行试验，级配、含水量、灰剂量都满足规范及设计要求后，将各料仓的供料比例、水及水泥掺量作为生产配合比。还应该根据实际级配、水泥品种绘制不同剂量水泥时的标定曲线，以及确定满足设计强度要求的容许延迟时间。

进行灰剂量、击实、无侧限抗压强度试验，水稳基层最终确定最大干密度2.357 g/cm3，最佳含水量5.3%，EDTA耗量11.0 mL。

4 混合料生产、摊铺、碾压

4.1 厂拌拌合

本工程水稳采用集中厂拌法进行拌合生产，经计算拌合机拌合能力能够满足摊铺能力。拌合站建有排水设施，场地经过水泥混凝土硬化，材料分别堆放，料堆间有隔墙并搭有专门的防雨棚，根据天气炎热及运距情况，混合料含水量可以等于或略高于最佳含水量0.5%，灰剂量应该比设计提高0.5%，拌合过程中，每隔2 h测定含水量，每隔4 h测定灰剂量。拌合过程中随时注意，某档材料的实际掺加量与设计值相比误差超过10%时，立刻停机检查，合格后才能继续拌合。特别应注意混合料的含水量，混合料含水量太低时不利于早期强度形成，含水量过高时容易翻浆，后期会出现干缩裂缝最终反射至路面出现反射裂缝。

4.2 运输

混合料运输应根据距离长短及摊铺机功率采用大吨位运输车，车厢应清扫干净，装车后用篷布覆盖保水，从装车到摊铺时间间隔应在1 h左右，超过2 h应该按废料处理。为避免离析，应采用分三次装车和稳举慢卸的卸料方法。

4.3 摊铺

首先应准备下承层，对路基用12 t～15 t三轮压路机进行碾压，对翻浆部分进行换填，低洼及坑洞填补碾压，松散部分洒水碾压。目测外观合格后，进行施工质量检测，检测项目包括弯沉、压实度、高程、中线偏位、宽度、横坡度和平整度等，验收合格后才能铺筑水泥稳定碎石。

在路基或底基层恢复中线，一般在直线段间隔为15 m，在平曲线上为10 m设一桩，并在两侧路肩边缘设置指示桩，指示桩应标出水稳层的设计高程。路肩与水稳层用料不同时，应先培好硬路肩，硬路肩每隔一定距离交错留泄水沟或做盲沟。

摊铺机功率应不小于120 kW，本工程摊铺时采用了徐工RP952摊铺机。基层20 cm一次摊铺完成，混合料松铺系数确定为1.3，压实厚度为20 cm，计算松铺厚度为26 cm。两台同型号摊铺机并排摊铺，单幅摊铺宽度为7.25 m，前后相距9 m～10 m，纵向重叠宽度为300 mm左右，同方向摊铺。摊铺混合料前，应确保摊铺作业时下承层处于湿润状态。

应选取100 m作为试验段，每10 m检测摊铺面高程、横坡、厚度，不符合设计时，应适当调整，再进行摊铺。应保持匀速摊铺，根据拌合及运输能力确定摊铺速度，过程中应派专人检查集料离析、杂物、大块石料等，发现时及时清理替换。

4.4 碾压

摊铺完成后应及时进行碾压，时间间隔不能超过2 h。混合料在碾压时的含水量应等于或略大于最佳含水量，天气炎热时可大于1%。碾压时应安排专人指挥碾压机械，保证安全，避免漏压。碾压时先用双钢轮振动压路机稳压2次～3次，再用35 t以上的压路机强振碾压，最后用双钢轮压路机进行终压，消除轮迹。有轮迹时应查找原因，消除后方可继续施工。对于翻浆路段应挖除换填重新碾压，碾压完成后及时将机械开出完成路段。及时检查压实度，如有不合格情况应立即调整施工工艺或者进行补压。

5 养生及交通管制

水稳养生时间不应少于7 d，应采用土工布遮盖进行养生，不定时洒水，保持水稳层表面湿润，土工布在上层结构施工前2天才能去除。正式施工前应建好施工便道，养生期间必须封闭交通。洒水车在基层上行驶时车速应不超过40 km/h，严禁掉头或急刹车。养生7 d后通行社会车辆时车速不能超过30 km/h。

6 施工质量标准及控制

按照规范要求拌合站应设置实验室，操作人员宜不少于8人，施工前应对水泥、水、集料进行检测。施工中应按照JTG E51—2009公路工程无机结合料稳定材料试验规程中方法进行击实、级配、配比、含水率、拌合均匀性、灰剂量、压实度、7 d无侧限抗压强度检测。养生7 d～10 d内进行弯沉检测，各项指标不满足要求时应返工处理。

养生7 d后应该进行钻芯取样，芯样应呈圆柱形且上下边缘完整颗粒级配均匀，切忌取出的芯样上部和下部有剥落。设计强度大于3 MPa的水稳时，应选取同一批次9个～13个完整芯样，切割成高度150 cm、高径比1∶1的标准试件检测抗压强度，强度试验的变异系数应不大于15%，强度应满足设计要求。

7 结论及建议

7.1 颗粒级配

我们一般只注重利用增加结合料剂量的手段来提高水稳强度，其实颗粒级配是结合料剂量以外最重要的影响因素，4.75 mm以上粗集料越多越不容易碾压成型，偏少时容易出现温缩裂缝，含量在55%～65%时混合料具有较好的力学状态，表面粗糙度好，能够与上层结构良好结合。因此我们提高强度时首先要从优化矿料级配入手，其次才是增加结合料剂量，并且要改善施工工艺，加强养生。

7.2 击实方法的选择

由于施工机械的发展，出现了重型击实实验结果与实际碾压效果不符的情况，许多省份推荐使用振动压实方法，而新规范还是推荐采用重型击实法确定最大干密度和最佳含水量。其实，重型击实法已经用了几十年，积累了许多经验，只要严格按照规程去操作，试验结果还是准确有效的。

新的路面基层实施细则虽然有很大变化，但基本上都是对原条款更加严格，只要我们做好准备，严格执行还是能够满足要求的。

[1] JTG F40—2004，公路沥青路面施工技术规范[S].

[2] DB 14T160—2007，山西公路改性沥青路面施工技术规范[S].

[3] JTG/T F20—2015，公路路面基层施工技术细则[S].

[4] CJJ 1—2008，城镇道路工程施工与质量验收规范[S].

On construction techniques of cement-stabilized macadam

Yue Zhiqiang

(TaiyuanMunicipalEngineeringCorporation,Taiyuan030002,China)

The paper introduces the requirements for the raw materials of the cement-stabilized macadam, explores the design methods for the proportional ratio of the mixture of the macadam, illustrates the construction techniques including the production of the mixtures, pavement, compaction, and maintenance, and points out the construction quality standard and controlling measures, so as to prolong the life span of the roads.

municipal road, roadbed, cement-stabilized macadam, proportional ratio

1009-6825(2017)05-0176-03

2016-12-08

岳志强(1980- )，男，工程师

U416.214

A