水泥稳定碎石基层施工技术在市政道路施工中应用研究——以坪山新区科环路市政工程为例

文｜广东省建筑工程机械施工有限公司 何跃彬

一、引言

我国大中小城市近年来成为吸纳人口和经济增长的重要区域，城市建设速度不断加快，市政道路大量建成满足新时期交通出行的需求。在新建的市政道路中大量采用具有良好强度、稳定性、抗冻性、耐用性的水泥稳定碎石基层，大大提升了市政道路的使用寿命和经济利用价值。市政道路中如何采取有效措施针对水泥稳定碎石基层改进施工工艺，成为市政施工单位面对的一大技术挑战，也是确保市政道路施工质量的重要基础技术保证。下面以坪山新区科环路水泥稳定碎石基层施工工艺进行技术应用研究探讨。

二、工程简介

坪山新区科环路市政工程设计全长1763m，为东西走向，西起碧沙北路，东至锦龙大道，道路红线宽度30～33m，机动车道为双向四车道，采用1.5%直线形路拱。主要技术指标如表1。

表1 科环路施工技术指标

三、市政道路水泥稳定碎石基层的技术特点及要求

1.水泥稳定碎石基层技术特点

城市市政道路基层施工要求满足车辆良好的通过性，具备一定的强度、刚度和稳定性。水泥稳定碎石基层是由水、胶凝料和集料混合而成的半刚性材料，脆性大，比较容易受到温度变化影响产生裂缝，加上大量车辆荷载频繁对基层进行碾压导致路面不平发生裂痕。针对这些技术特性需要从材料、施工、保养等方面采取针对性措施进行处理。本工程中经技术部门研究，决定采取有效基层质量控制技术措施：严格按配合比拌合，注意控制路基最佳含水量由于施工周期跨过雨季，路基实施分段施工、分段成型方案，施工作业保持均衡并进行流水作业，且需做好路基防水、排水有效应对措施，避免因雨季对路基现场环境造成损害，保证路基边坡不受雨水冲蚀。严格控制基层铺设厚度，采用合适的机械进行碾压，完成后连续保持7天湿养护，养护期间禁止重型车辆通行。

2.水泥稳定碎石基层的材料要求

作为路面施工中的关键项目，在进行水泥稳定碎石基层作业前，材料质量须符合设计和质量合格要求。本工程4%和5%水泥稳定碎石路面底基层和基层均采用深圳市城市道路建设中经验成熟的厂拌水泥碎石，其中：（1）行车道路面结构。基层5%水泥稳定级配碎石厚30cm；底基层：4%水泥稳定级配碎石厚20cm；厚度：50cm。（2）人行道路面结构。级配碎石厚15cm。（3）自行车道路面结构。5%水泥稳定级配碎石厚20cm。

3.路基投入的大型施工机械

2 台稳定土摊铺机、4 台18 吨振动压机、1 台平地机、1 台洒水车、2 台装载机，平地机平整路面，大型振动式压路机压实，配备K30 承载板、核子密度仪。

四、市政道路水泥稳定碎石基层施工质量控制

1.水泥稳定碎石基层原材料质量控制

(1)水泥的选用

水泥稳定碎石基层中水泥性能对其形成的强度产生重要影响，选用初凝时间3h、终凝时间长（超过6h）缓凝型的32.5 级普通硅酸盐水泥，水泥使用前除了检查生产日期、合格证外，还要取样送检其体积安定性、强度等指标合格后方能使用。

（2）碎石的选用

水泥稳定碎石基层中碎石的要求达到坚硬性能好、杂质少、无风化，根据摊铺的施工要求进行对应的级配，级配大小值选定是碎石质量控制关键点之一，粒径过大时会导致搅拌时粘结度差，粒径过小时会导致基层产生的强度不足。在本工程路基中选用的4%水泥稳定级配碎石和5%水泥稳定级配碎石的级配范围值依照表2要求选定。

表2 4%和5%水泥稳定级配碎石的级配范围

（3）水的选用

水泥稳定碎石基层中对水的选择也比较重要，根据本工程中的勘察报告中发现施工现场区域地表水受到较大污染，部分道路区域地下水有较强腐蚀性，无法适用工程现场搅拌用水需要，选用清洁不含杂质或腐蚀性化学物质的自来水或清洁水。

2.水泥稳定碎石配合比的制定

水泥稳定碎石基层混合料进行试验配合比的重要目的是对水泥使用数量、最佳含水量确定，水泥数量使用太多，既增加施工方的成本支出，也因水化热过多导致摊铺后易出现收缩大，产生裂缝质量问题多，水泥数量使用太少时基层强度、刚度不足，承载能力下降。因此，对水泥剂量分级和调整集料的级配来控制水泥使用量，水泥混合料中掺入粉煤灰(占集料重量的10%～20%)以减少水泥使用量，粒料中的细料含量2%～5%减少其过大的收缩能力，保证基层强度达到要求，增强抗冻能力和加强基层抗变形能力。

最佳含水量对基层压实度指标有重要影响，含水量多时容易导致碾压粘轮，含水量少无法碾压成型，最佳含水量控制在5%-7%。由于现场气温条件较高且水分散失比实验室快，摊铺前水泥稳定碎石基层已吸收来自底基层的部分水分，施工水泥稳定碎石基层混合料粗粒料配合比与试验室最佳含水量约0.5%～1.0%，混合料中细粒料配合比与试验室最佳含水量大约1.0%～2.0%，确定水泥最佳用量和最佳含水量后申报监理工程师，经批准后进行试验段施工，在基层摊铺前要注意提前对基层进行洒水并保持湿润。

3.混合料的科学拌制

骨料分开不同规格堆放，对选择好配合的使用水泥、碎石倒入自动计量拌合站统一进行拌制，电控加水，派试验人员专门监测混合料和原材料的含水量，以便调节用水量，混合料中加入适量的膨胀剂和减水剂，以便控制收缩和裂缝的产生。

(1)配置性能良好碎石拌制机械设备

碎石拌制设备对拌合混合料的碎石规格、数量的准确性有重要影响，拌合机提前进行试拌运转，保持机械设备良好的运转状态，配套足够的维护保养力量，配套电子计量功能，有效对搅拌料数量精确控制，在拌制过程注意水泥用量偏差值与试验室配合比要多0.3%～0.5%，超出偏差值范围过大时及时调节水泥用量。

（2）规范化建造混合料拌合场

拌合场的建造必须规范化实施，是控制拌合料质量是否合格的重要基础设施，站场进出道路硬底化，材料不同规格、品种有序堆放高度控制在3m 以内，水泥堆放在防止水淹的高处并保证干燥存放，配套功率足够的抽排水泵以便在雨天能及时排出，由于本工程施工时适逢雨季，材料堆放上方有足够的防雨布并有排水措施，拌合设备安装稳固后靠近水泥、混合料处，便于上料、搅拌、现场运输。

4.混合料的运输路线安排和卸料

对已拌合的混合料要合理安装好运输路线，按照施工摊铺时间的计划连续供应不间料，考虑到运输中水分的蒸发，混合料含水量较试验室最佳含水量要高，保持供料的连续性，运输车辆统一加蓬布覆盖。现场派专人指挥拌合料的卸料，每100m 处设置一个专门卸料点。

5.混合料的现场摊铺

水泥稳定级配碎石是本工程道路路面施工中的关键项目，投入两台德国进口的稳定土摊铺设备，按照设计要求对道路厚度分层进行施工，验收底基层是否满足平整、密实等技术指标，经监理工程师确认后实施摊铺作业。摊铺施工采用双侧基准线钢丝法，钢丝绳限长200m，隔15m 设置支架，传感器放在导向钢丝绳上调节平衡，基准线放置前用测量仪器每隔200-300m 设置一个水准点，复核标高、纵坡支点。

摊铺机作业时控制均匀2-3m/min 行进时速，摊铺时轮胎式装载机、配备50 台10t自卸汽车来回连续不间断供料，摊铺机前保持等待状态3-5 辆运输车辆有序供料，螺旋布料器内的混合料至少达到2/3，熨平板前保证连续供料，以防止部分区域待料时间长影响压实度出现离析质量问题，由专人检测厚度、平整度、横坡度，发现厚度、标高误差过大时对传感器按照3mm/m 微调到位为止，摊铺机夯动钢板、振动力度在混合料摊铺后达到至少80%以上压实度。

6.混合料的现场碾压

本工程碾压机械配置用15t 双钢轮压路机8 台，26t 轮胎压路机8 台联合使用从外往内碾压的方式。碾压的遍数：双钢光轮静压2 次，轮胎稳压4 次，在复压时应采用26t 振动压路机，轮胎提浆稳压2 次。均匀碾压速度2-3km/h，碾压距离控制20-50m 并适量喷水，碾压时混合料两侧支撑采用三个固定点的方木不能过早拆除。振动时低频高振，压路机不能在已完成碾压基层上紧急制动、任意调头。

7.混合料的养护

基层完成碾压后，检验压实度达到重型击实标准的98%以上，清除碾压表面痕迹后，基层干燥收缩的破坏容易发生在早期，及时采用不透水的塑料薄膜沥青乳液、湿砂覆盖进行现场养护，养护时间不少于7d，做好雨季中基层防水及排水措施，针对夏季水分散失过多情况及时实施洒水养护。

五、结语

在快速发展的城市建设中，市政道路大量建设便利了市民出行的同时，也提升了城市交通功能，对道路基层质量要求不断提升，在施工过程中除了对原料质量进行严格把关外，还要严格控制材料的拌制、运输、摊铺、碾压、养护等关键环节的质量，保证基层满足道路设计和质量规范要求，不断提高市政道路施工技术水平。