水泥稳定碎石基层施工技术在高速公路建设中的应用

杜龙海

（中交第三公路工程局有限公司第五工程分公司）

水泥稳定碎石俗称水稳碎石，其骨料成分为级配碎石，骨料缝隙填充料为胶凝材料和灰浆，该材料是通过嵌挤原理进行压实的材料。水泥稳定碎石技术使用范围广泛，成型后表面坚实、强度较高，同时抗冻性能和抗渗性能相对较好，雨天不会出现路面泥泞不堪的现象，就目前来说，是高级公路基层施工中首选的理想基层施工材料。

1 工程概况

湖南某高速公路在建设施工中，基层采用了水泥稳定碎石基层，该公路的路基平均宽度为25.2m，该公路路面结构由上到下分别为：沥青混凝土路面、下封层乳化沥青稀浆、5%水泥稳定碎石基层、4%水泥稳定碎石底基层，厚度依次为17cm、0.6cm、34cm、20cm。其中，水泥稳定碎石基层结构施工需要应用到的材料有水泥、碎石、水等，为了提高基层施工质量，必须严格把控施工材料的质量，同时确定科学的混合料配比，并按照施工计划和流程进行基层施工。

2 原材料

2.1 水泥

水泥稳定碎石基层施工中，水泥是主要的施工材料，国内经常应用到的水泥主要有：火山硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥以及复合水泥四种，严格禁止应用受外界影响过多的变质水泥，在应用水泥前需要检查其外观质量，如果发现结硬块的现象谨慎应用。本项目应用的水泥为35.2 级水泥，该水泥终凝时间超过6h，施工实践证明，这类水泥具有良好的稳定性和抗破坏能力，可以满足项目施工要求。

水泥含量直接决定了水泥稳定碎石基层的强度，为此，想要提高水泥稳定碎石基层整体施工质量，必须严格控制水泥含量。一般来说，随着水泥用量的增加，水泥稳定碎石基层的物理力学性能也会得到改善，但是一旦水泥用量超过一定的范围，虽然基层强度可以得到保证，但是基层容易产生收缩或者裂缝问题，不利于基层施工质量的保证[1]。因此，在计算水泥稳定碎石基层材料的用量时，必须综合考虑各种因素，结合试验确定水泥的最佳用量，从而提高水泥稳定碎石基层整体质量水平。

2.2 碎石

碎石最大粒径不能超过31.5mm，在轧制碎石时注意按照碎石粒径不同分堆存放，根据标准选择套筛。水泥稳定碎石基层施工对于石料的应用有较为严格的标准和规定，比如混合料中软石含量不能超过5%，针片状碎石的含量不能超过22%，粉尘含量不能超过2%等，本项目还要求混合料的CBR 值必须超过80%。

2.3 水

为了保证施工质量，施工中一般应用饮用水级别的水，如果应用其他不明水源，需要施工方将其送到相关部门进行检测，合格后方可投入使用。

3 混合料配合比设计

综合考虑项目施工要求、施工原材料的质量和来源来设计混合料的配合比，并且根据基层压实试验进行调整，保证配合比符合施工要求。本项目集料级配范围如表1 所示。

表1 水泥稳定碎石混合集料的级配范围

4 水泥稳定碎石基层施工技术

4.1 试验段铺筑

在正式施工前的半个月左右全面勘查施工路段，对于不合格路段及时进行整修，确保其可以达到水泥稳定碎石基层施工技术应用的标准。底基层表面必须足够坚实和平整，不存在任何软弱或者松散的部位。选择200～300m 长的标准试验路段，用以确定最佳的机械组合形式、压实厚度、最佳含水量、压实顺序、遍数、速度等参数，并做好详细的记录，为后续正式施工提供指导。施工团队也可以根据试验结果修订施工组织计划。施工技术流程图如图1 所示。

图1 水泥稳定碎石基层施工技术流程图

4.2 施工放样

施工中首先进行放样，对于直线段，沿着路线每间隔15～20m 设一桩；对于曲线段，沿着线路每间隔10～15m 设一桩。在所有桩上标记铺砌高度，同时挂好标线。公路路槽两边需要补钉边桩，准确测量出中桩的位置，然后补钉中桩，如果后续施工需要可以在中桩与边桩之间设置平桩。

4.3 水稳碎石的运输

⑴装料：装料一般分前中后三个位置进行，装料过程必须配置专业的人员指挥和提示，为了保证运输效率，装料时物料不能装得过少，为了避免运输过程中出现洒溢现象，装料时物料也不能装得过多。运输车辆必须在物料初凝时间范围内，将物料运输到施工现场。

⑵覆盖：为了降低外界因素给物料质量带来的影响，在运输过程中需要用油布适当遮盖。

⑶运输车辆进入到施工现场后谨慎慢行，停车位置在摊铺机前30cm 处，注意不能撞击摊铺机和将物料撒到外面，同时运输司机还要注意卸料时运输车辆挂空挡。

4.4 混合料拌和

混合料的拌和统一在拌和场进行，应用到的拌和机器大多为间歇式拌和设备。为了提高拌和设备运行中的稳定性，拌和场的场地必须做硬化处理，集料在拌和场中也应分类存放，相邻物料堆之间间隔不能过近或过远。均匀拌和，因为混合料运输中往往会流失少量水分，所以控制拌和完成的混合料的含水量应略大于最佳值，这样运输到现场进行摊铺碾压的混合料的含水量才不会小于最佳含水量[2]。如果运输距离较远或者运输天气较炎热，为了防止损失过多水分，需要对混合料运输车辆进行适当的覆盖。

4.5 混合料摊铺

⑴摊铺作业前彻底清理下承层，并根据铺装层厚度计算每车混合料可以完成的摊铺面积，混合料运输到施工现场后应妥善卸到路幅中央，如果路幅宽度较大，可以将混合料分两行卸料。应用摊铺机连续、均匀地摊铺，摊铺过程不得间断。

⑵摊铺作业中，为了有效消除粗细集料离析现象，应配置装有新拌混合料的小车跟在摊铺机后面，及时清除粗料并补以新料。

4.6 碾压

⑴完成摊铺，适当整型，检测混合料的含水量，当混合料含水量等于或超过最佳含水量应用压路机进行碾压，压路机后轮压完整幅路面为1 遍，碾压时注意控制压路机轮迹重叠必须超过1/2。尽量在最短的时间内使路面密实度达到设计要求范围[3]。本项目中，压力机的前两遍碾压速度为1.5km/h，后面碾压速度为2.0km/h。

⑵碾压中，首先应用停振的振动压路机进行1～2遍的静压，然后打开振动式压路机的振动器，再对路面压实2～3 遍，路面两侧根据实际情况多碾压1～2 遍。

⑶压力机碾压施工中严格禁止掉头或者急刹车，避免对成型的路面效果带来影响。

⑷碾压过程中，如果发现起皮现象及时处理，常用的处理措施是翻开问题部位，加入少量水泥或者水进行重新拌和处理，促使这部分路基质量达到相应的质量要求。

⑸整个碾压过程中，水泥稳定碎石表面必须保持湿润状态，如果因为环境因素水分蒸发速度过快，应及时喷洒少量的水。

4.7 接缝处理

⑴横缝的处理：做好工作段衔接位置的处理，前一天施工应预留出5～8m 不碾压，第二天继续施工时，对未碾压的部分重新加水进行拌和，和即将施工的路段一起进行碾压。处理工作缝的时候应该注意工作缝应呈直线，上下垂直，将两根方木靠紧已经完成碾压的路段，保护边缘位置不被破坏。

⑵纵缝的处理：在对路面进行施工时，应用厚度等于稳定土层压实厚度的钢模板靠紧进行支撑，铺筑另一幅路面时或者养生结束后拆除支撑，然后进行整型碾压。

4.8 养生

碾压工作完成后及时进行养护，养护时间必须超过7 天，养护方法一般应用润水的草帘或者粗麻布覆盖。

5 结束语

高速公路工程中，水泥稳定碎石基层的应用较为广泛。结合多年施工经验，改善了以往施工中原材料配比不合理、施工过程不规范的问题，提出了目前相对成熟的一套施工方法，为日后相似工程的施工提供借鉴和参考。