水泥稳定砂砾基层组成设计及施工解析

王 震 张允允 马 棚 张 健 胡 魁

（中建七局第四建筑有限公司，陕西 西安 710000）

1 水泥稳定砂砾基层的发展概况

随着我国高等级道路的快速发展，基层施工质量越来越受到重视，其中，混合料的组成设计是道路基层质量的关键。基层质量不好，容易引起路面早期损坏，给国家造成巨大的经济损失。为了提高建筑品质，可实行机械化施工，根据业主及相关标准要求施工。同时，可通过元侧限抗压强度试验，检验基层强度是否满足规范要求，使其具备较高的强度、刚度和稳定性，从而保证面层结构的使用效果。

2 原材料的质量控制

水泥稳定砂砾路面基础原料有砂浆、粗集料颗粒、细集料、矿粉。水泥基础建筑材料应选用硅酸盐砂浆、矿渣硅酸盐砂浆和火山灰渣硅酸盐水泥，不能选用快硬水泥基础建筑材料、早强水泥基础建筑材料和已潮湿变质的水泥基础建筑材料。各种技术指标都应符合技术标准要求：水泥初、终凝持续时间是判断水泥稳定砾石层控制时间的关键；依据结构层特性确定粗集料粒度指标，从而制定砂砾硬度和级配标准；细集料粒度的重点是掌握自然砂、石子粒度构成和掺加量，保证级配连续性；为保证原料质量，应严格确认、检测各种原料的重要料源，在实际应用过程中按频率取样检测，不符合要求的物料不得用于施工中，且需尽快清除出场。

3 原材料的选择

3.1 水泥的选择

（1）水泥决定基层的强度，因此，水泥的质量控制尤为重要，应按规定频率检验水泥的初凝时间、终凝时间、安定性、烧失量、不溶物和强度指标。

（2）水泥的干缩性和收缩裂缝与水泥体积安定性有直接关系，因此，必须严格控制水泥的安定性，可通过雷氏夹对其进行检验。

（3）水泥结构应采用初凝时限3h以上和终凝时间较长的低标号水泥结构，不要采用快硬水泥、早强水泥和容易受潮变坏的水泥。

（4）水泥的存放期不得超过3个月。

3.2 砂砾的选择

（1）大部分砂砾基层施工采用河滩砂砾，其优点是强度高、含泥量少、级配符合要求。

（2）应选用级配符合规范要求的自然砾石，对于级配较差的自然砾石，选用掺配方法进行施工。

（3）砾石的压碎值、天然有机质含量、塑性指数、硫酸钠浓度等应符合技术规范要求。

（4）砂砾材料主要控制好压碎值和颗粒级配。

3.3 水的选择

没有饮用水时，需对不良水质做技术鉴定，待确认其对水泥水化反应无影响时，方可使用。

4 混合料配合

（1）经过筛选、测定建筑工程矿物料的密度系数来确定混合料的配比设计要求，再按照不同矿物料的平均粒径级配测算用量比，调配出合适的等级配置曲线。

（2）水泥剂量对干燥性有负面影响，会随集料均匀粒度的增加而减少，即集料的均匀粒度越大，水泥剂量对干燥性的负面影响越小；同样情况下，水泥稳定中粗粒土的紧缩性比细粒土的紧缩性小得多；拌和料会随水泥用量的增加，紧缩性逐步降低，并达到最低位，若水泥用量增加，紧缩性也逐步提高，水泥使用量过大，会形成压缩裂纹；若混合料中塑性细土的浓度过高，在水泥稳定时易出现干缩性裂纹，而且会随黏土浓度的增加和塑性指标的提高而明显增加，所以，为了降低水泥稳定砂砾的干收缩力和增加耐冲击性，可采用较平顺圆滑的S型级配曲线，通过4.75mm筛孔的透过率控制在37%左右，试验后再添加减水剂或粉煤灰，水泥量不大于6%；可按照各种结构面板大小和设计强度决定水泥用量。

（3）规定各类掺和料的最高含水率、最高干密度，以矿料级配的方式决定拌和机各料仓的供料量配比。采用二次筛选，以决定各料仓的配比，并作为拌和机的控制参数。

（4）充分考虑各地材质特性差异，混合料的硬度应满足7～10d钻芯取样检测要求。

5 砂砾基层质量影响因素

（1）混合料的组成设计是影响水稳砂砾基层工程质量的主要因素，其中，重点是原料的品质、型号、混合料的含水率和干密度，因此，在建造之前需要先测试水泥、砾石等原料，并做好结合比测试。

（2）水泥用量会影响混合料的干缩性，其随集料均匀砾径的增加而降低，即集料颗粒均匀砾径越大，对干缩性的影响越小。

（3）水泥剂量过大会产生收缩裂缝，因此，应根据设计强度要求确定水泥用量。

（4）原料各技术指标试验合格后，通过配合比组成设计确定混料的水泥用量、最高含水率和最大干密度。

（5）根据试验结果的偏差系数确定试件制备个数。

6 水泥稳定砂砾基层施工

6.1 运输施工

摊铺基层时，需要拌和机与摊铺机相互配合施工，拌和机的生产率应超过400t/h，若拌和机的生产率较小，在摊铺混合料时应选择低转速摊铺，以缩短摊铺机的待料时限。若拌和站或混料摊铺场距施工现场较远，且气温较高，运输混合料时必须覆盖帖布，避免水分挥发，并保持装载位置平稳，避免离析。拌和时，含水率应控制在2%以下。

6.2 摊铺施工

混合料摊铺需按计量标高实行，在摊铺时，需要平稳推进，摊铺工作不能间断。最后，必须有专人处理粗、细集料颗粒离析现象。

7 混合料的拌和要求、措施及建议

7.1 混合料的配料精度

要想进一步保证水泥的稳定性，必须保证混合料配比的精准程度，要合理选用厂拌设备，以保证混合物料的配置质量，从而保证水泥的整体质量。厂拌设备应选择高性能的搅拌设备，并且要符合国家的配比要求，从根本上保证其稳定性，避免出现安全问题。

7.2 严格控制水泥用量

要保证水泥砂砾的稳定性和质量，就要控制好水泥用量。在具体操作过程中，如果水泥用量过大，不仅不能保证其整体的稳定性，还会在经济方面造成较大损失，不利于后续的生产与发展。除此以外，在水泥浇筑过程中，必须调配好水泥用量和生产时间，以进一步保证水泥砂砾基层的稳定性。

7.3 控制含水率

含水率直接影响施工质量，按照道路基础施工技术标准和国外的建筑经验，拌和机的含水率应略高于最佳含水率的0.5%～1%，若气温有较大变化或运送时间较久、距离较远时，应高出1%～2%，以填充混合料运送、摊铺和碾压过程中损失的含水量；如果机器碾压性能较好且摊铺经验较丰富时，含水率应略低于最佳含水率的0.5%。含水率过高会产生“弹软”“波浪”等现象，影响拌和料的密实性和强度，提高拌和料的干燥性，避免结构或面层形成干燥性裂纹；含水率过低，混合料容易疏松，不方便碾压成型，影响混合料的密度和强度。施工过程中，应依据天气状况和运输距离适时调节水分含量，可按照技术规范、经验和现场摊铺碾压效果确定。

7.4 运输控制

混合料运输、装卸应选用15t以上的自卸运输车，在装卸和运输的过程中应尽量避免中途停车和碰撞，以保证混合料的推迟时间，避免产生分层离析。运输人员应及时了解天气状况，从根本上杜绝分层情况，正常推进后续工作。同时，运输人员应实时监测运输情况，如果出现疏忽问题，应当追究其责任，以此督促其他运输人员行为。

7.5 搅拌控制

混合均匀的成型物料运至施工现场后，应尽快按照规定的方向松铺，且要保证厚度平稳、匀速摊铺，摊开的过程中尽量少收弹斗，严禁在料斗内掺和料。为了保证摊铺机的运行方向准确，可在底基上撒白灰条，以指明摊铺机的运行方向，要保证车速平稳，不可间断工作，以避免基础上产生“浪花”，减小施工缝。如因故间断2h以上时，应设计横向缝，同时，摊铺机宜驶离混合料终点，测试人员要及时测定成品料的配比和用量，并及时反馈给搅拌厂，派遣专人消除粗短集料离析现象，一旦出现粗集料颗粒窝，应立即铲除，并使用新拌掺和料填充，此项工作应于碾压前完成，且不得用薄层水泥填补。在不可避免纵向连接的情况下，纵缝必须垂直连接，不得斜接。纵向结合处应错开，间距不低于1m，并尽量远离自行车道。

7.6 摊铺控制

当混合料的含水率低于或稍高于最佳含水率时，应及时按照实验区段选定的碾压工艺，使用轻型震动压路机或配备12t以上的震动压路机，在结构面板全宽内进行碾压。因为施工情况、天气状况与碾压长度有必然联系，所以，一定要根据施工的实际情况和天气状况确定碾压段的长度。同时，要注意温度差异，如在温度较高时，外部的水分蒸发速度非常快，会在一定程度上缩短碾压段的长度，反之，会拉长碾压长度。应合理选择碾压方式，通常使用胶轮压路机，并保持匀速施工，最好不超过1.7km/h。在一次碾压之后需要进行二次碾压，以保证其稳定性，碾压速度控制在2.5km/h以内。

7.7 养护控制

碾压结束或压实量检测合格后，应立即开展基本养护。养护时，应使用不渗漏覆膜、湿砂、干草盒、棉毯等遮盖或喷水保湿养护，基础做好后可使用沥青乳剂保养，按0.8～1km/m2的剂量分两次喷涂，防止基础长时间暴晒。养护时间不得低于7d，应密闭交通，除洒水车辆外，禁止其他车辆通行，保湿养护时间应至下一道工序施工前。合理养护既能够提高水泥的稳定性和砂砾硬度，同时也是降低温度和防止干缩性开裂的基本办法。刚铺的水泥稳定砂砾基层会由于混合料含水量降低形成干缩应力，而随着降低速度的加快，干缩应力加大。若养护不及时或忽干忽湿，水分散失较快，干缩应力迅速上升，而此时的抗应变能力较低，就易形成干缩性裂纹，且会随时间延长逐渐加深。养护期完成后，应尽快铺筑沥青料封层(透层)，防止沥青料表面曝晒，散失大量水分而形成干燥裂纹。

8 结语

综上所述，随着我国经济快速发展，建筑行业发生了很大的变化，在这样的环境下，人们应当重视水泥稳定砂砾施工，保证水泥的整体质量。在生产过程中，要严格按照技术规范要求管理好原材料质量、混合料组织设计、施工、运输、摊铺、碾压、养护等环节，提高施工质量。