市政道路水泥稳定碎石基层施工技术

刘 亮

（安徽宏志建设集团有限公司，安徽 合肥 231400）

随着城乡社会经济的快速发展，作为城乡重要基础设施的市政道路，其施工质量直接关系着城乡居民能否正常出行，同时，也影响着城乡的社会经济发展。因此，市政道路施工单位应重视施工技术的不断提高，保障市政道路项目实现高效优质建设。水泥稳定碎石基层技术作为市政道路项目中常用的施工技术，同样需要不断加深研究，提高水泥稳定碎石基层技术水平，推动市政道路建设实现稳健发展，进而为城乡快速发展奠定坚实基础。

1 水泥稳定碎石基层施工技术的特点

结合市政道路项目实践，总结水泥稳定碎石基层施工技术的特点主要有以下几点：

（1）强度高。水泥稳定碎石基层施工中，为了确保混合料的强度达到6 MPa及以上，就需要严格控制水泥使用量（以≤6%为宜），从而可以有效提高整个项目的强度。

（2）水稳定性好。即当水泥稳定碎石基层水化成型之后，其有着极强的耐水侵蚀性，所以水稳定性好。

（3）施工操作简便。水泥稳定碎石混合料拌制工作比较简便，且水泥及水的用量控制也比较容易。

（4）抗疲劳性强。因为水泥稳定碎石基层的工后强度比较高，其结构也更加稳定、持久，因此，水泥稳定碎石基层的抗疲劳性也比较强，有利于延长市政道路的使用年限。

2 工程概况

安徽合肥某市政道路改造项目的起止桩号为K32+500~K54+515，施工长度共计月23 km，该道路为双向4车道，路宽是22.5 m。该市政道路项目主线采取水泥稳定碎石基层，设计厚度为58 cm（即底基层20 cm+下基层19 cm+上基层19 cm），该水泥稳定碎石基层采取骨架密实型结构。水泥稳定碎石基层作为市政道路的主要承重结构层，所以实际施工中要重点加强对水泥稳定碎石基层施工的质量控制，为整个项目的高效优质建设提供保障。

3 混合料质量控制及配合比设计

为了保障该市政道路项目能如期、保质、保量完成施工任务，在水泥稳定碎石基层正式施工前，对水泥稳定碎石混合料进行了试配，参考该市政道路现有路面强度及结构情况，拟定水泥稳定碎石基层采取大粒径骨架密实型水稳层，且7 d抗压强度需≥3 MPa。

3.1 混合料质量控制

该水泥稳定碎石混合料的骨料选用的是开级配碎石骨料，集料级配的具体要求见表1所示。先将再生骨料破碎，然后跟级配碎石骨料混到一起使用，控制骨料的最大粒径在37.5 mm以内，液限指数为21%，塑性指数为4，并现场按4.75~9.5 mm、9.5~19 mm、19~37.5 mm三个标准进行筛分备料，同时也要分开存放。控制级配碎石的压碎值≤30%，针片状含量应≤15%。水泥选用的是32.5粉煤灰硅酸盐水泥，其初凝时间和终凝时间分别为218 min、310 min，3 d抗压强度≥16.5 MPa，安定性满足施工要求。细集料选用的是细度模数2.7的天然中砂，2.36 mm筛余量≤15%。水选用的是干净的饮用水。

表1 集料级配要求

3.2 配合比设计

参考《公路路面基层施工技术细则》（JTG/TF20-2015）及《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTGE51-2009）中的有关规定进行水泥稳定碎石混合料配合比设计，底基层用的石屑是中粒土，故根据施工经验按3.0%、3.5%、4.0%、4.5%四个标准取水泥制作成150 mm的圆柱体试验件。然后针对四种水泥试件进行标准击实试验，以此来确定四种水泥试件的最佳干密度及最佳含水量。

采取重型击实法，依据98%的压实度、水泥含量、目标级配、对比级配等来制作出四个150 mm圆柱体试件，并计算出各试件中各原料的用量。同时，各试件均要按标准要求进行密封保湿养生6 d、浸水1 d，以此来确定各试件的7 d无侧限抗压强度（具体见表2所示）。

表2 各试件7d无侧限抗压强度

通过表2可知，当水泥剂量为3.5%、4.0%、4.5%时，试件的7 d无侧限抗压强度均满足最小水泥剂量的要求，然后在综合考虑工程经济性及水泥稳定碎石基层强度≥3.0 MPa要求的基础上，进行综合对比最终确定水泥剂量为4.0%，同时确定最佳含水量为6.7%、最大干密度为2.23 g/cm3。采取集中场拌法进行混合料拌制，按压实度98%进行混合料质量控制，最终水泥稳定碎石混合料配合比见表3。

表3 水泥稳定碎石混合料配合比

4 水泥稳定碎石基层施工技术要点

4.1 施工工艺（见图1所示）

图1 水泥稳定碎石施工工艺图

4.2 施工准备

开始水泥稳定碎石基层施工之前，需检测并验收道路的下承层整平情况及压实度是否≥96%。验收均合格之后，先将基层上的杂物清理干净，并洒上适量的水使基层保持湿润。然后测量人员进场画出中线，并按“直线段间隔20 m、曲线段间隔10~15 m”的原则设置中桩；接着测量确定水泥稳定碎石摊铺面的宽度及道路高程，并在加铺的一侧每隔5 m布置侧墩，保障道路基础施工质量。然后拉设摊铺控制线，根据水泥稳定碎石基层摊铺精度控制要求，直线段按通长20 m拉设2 mm的钢丝绳，而曲线段按10 m拉设。另外，基层施工过程中要安排专人负责看管好中线及边线，当钢丝绳有松动时可以第一时间调整恢复好。

4.3 混合料拌制

拌制水泥稳定碎石混合料的过程中，根据确定好的试配配合比严格控制投料数量及拌制时间，保证拌制出的混合料质量符合项目施工要求。因此，该项目是在夏季施工，气温比较高，为防止混合料运输及摊铺时水分损失过大而使混合料松散，难以碾压成型。因此，基于设计配合比，根据天气将混合料含水量适当调高了1%~2%，从而补偿运输、摊铺及碾压过程中的水分损失。拌制混合料中不仅严格计量原料投放，而且也利用EDTA曲线法实时测控混合料中的水泥含量，以防混合料出现灰团、白料或离析等。

4.4 混合料运输

搅拌站距离现场为15 km，距离较远。因此运输混合料时，为减少水分损失，在拌完混合料之后，不仅要第一时间运到现场进行摊铺，而且也对运输车辆表面做了覆盖措施并适当洒水保湿。另外，统一安排运输车辆从施工段另一侧进场，不可从养生强度未达标的施工区段表面通过，这样可以有效避免对基层的破坏。

4.5 摊铺

该项目摊铺中采用了“纵台”法（即把原来的路基底基层挖成台阶状，再进行分层摊铺、填实及碾压），这样不仅可以有效解决以往水泥稳定碎石基层拼接难的问题，而且也能预防因加宽路面底基层和原路面粘结强度不足而导致出现台阶状裂缝问题。具体来说是在原路基边坡坡率1∶ 1.5的基础上，把原边坡挖成台阶状，宽度为1.5 m，然后重新铺上混合料。卸料过程中，松铺系数取1.15~1.20，用以计算确定松铺厚度及卸料间距。摊铺时，先是用推土机对混合料进行初步整平，再用平地机对混合料进行整平处理，保障混合料摊铺的均匀性及平整。同时，平地机在摊铺施工中速度应控制在2~3 m/min，匀速行进，尽可能地减少不必要的停机、掉头及往返推刮等。

4.6 碾压

该项目中对水泥稳定碎石基层的碾压压实度要求比较高，为避免路面在荷载影响下出现变形进而影响路拱质量，在做完加宽路面碾压施工后，施工人员沿横向拉线对道路横坡及标高进行检查，以保障碾压施工满足路拱设计要求。待检查均合格之后，再用BII-14型胶轮振动压路机和BII-18型胶轮振动压路机对水稳层进行碾压，这个过程中，用BII-18型胶轮振动压路机按1.5 km/h的速度先高频振动静压2遍，然后再按2.0~2.5 km/h的时速低频振动复压2遍；终压过程中，用BII-14型胶轮振动压路机按2.0~2.5 km/h的时速光面静压2遍。并且要注意直线段要按先边后中的顺序进行碾压，即从加宽侧往路中心进行碾压；弯道部分则从内侧往外侧路肩进行碾压。

对于台阶接缝位置，采取分层碾压，分层松铺厚度控制在20 cm及以内，并先用20 t重型压路机碾压，再用平地机进行刮平及碾压，以保障路基足够平整。台阶位置的压实度要求跟新铺路面要求一样，均要碾压3遍，直至表面平整、光滑。台阶接缝位置各摊铺层表面均应留置2%~3%的横坡，以便及时排除雨水及其他积水，避免路基因积水而出现弹软、翻浆等问题。做完碾压施工之后，使用核子密度仪对基层压实度进行检查，压实度均达到98%及以上，符合设计要求。

4.7 接缝处理

为了解决台阶接缝位置的新旧混合料拼接难、整体性差及易开裂等问题，实际施工中顺着道路长度方向对道路中心进行切割，并用湿抹布将水稳层擦拭干净，紧接着在原基层垂直切面上埋设了厚度10 mm的钢板，又在钢板另一侧摊铺、碾压新水稳层。等碾压完新铺水稳层24 h之后，将钢板取出，形成纵向施工缝。然后再用水性环氧界面剂A、B、水泥按照1∶3∶ 6的比例制作结合料，对施工缝进行灌缝。灌缝用的结合料量以3.1 kg/m2为宜，且3 d抗压强度为3.0~5.0 MPa，具有良好的流动性、微膨胀性及耐冻融性，这样可对新旧水稳层接缝进行有效填充。灌缝处理后，按50 m间距取了10个芯样进行抗劈裂强度试验，结果强度均达到0.6~0.8 MPa，满足公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）中有关接缝劈裂强度0.4~0.6 MPa的要求。

4.8 养生

做完水稳层施工，应对基层的压实度及厚度进行及时检测，检测方法及标准见表4，待均合格之后，需对施工段进行适当的养生。具体来说，用透水无纺土工布覆盖基层表面，每间隔2 h洒适量水，保证水稳层湿润，养生时长应≥14 d。纵缝位置应在灌完缝30 min之后及时洒水湿润，并做覆盖养护。养生过程中，施工单位不仅要加大交通管理力度，而且也在道路中间安设隔离装置，禁止车辆在水稳层上通行。

表4 水稳层检验方法及相关标准表

5 结语

综上所述，水泥稳定碎石基层施工技术在实际应用过程中，易受基础、压实及拼接等因素影响而出现工后拼缝、沉降等问题，进而会威胁整个道路的使用安全及使用寿命。因此，市政道路施工单位必须要加强水泥稳定碎石基础施工各细节的质量管控，并不断提升水稳层技术水平，推动市政道路行业向前稳健发展。