市政快速化道路水泥稳定碎石基层施工技术浅析

张已学 赵建斌

中国水利水电第十一工程局有限公司（472000）

0 前言

随着国民经济的迅速发展，城镇人口不断增多，居民对机动车的使用率也日益增长，道路交通拥堵日趋严重。在此背景下，各大城市开始修建城市快速路，以减轻城市内主次干路的交通压力。合理安排交通基础设施建设，需要找到一种既能节约成本，又能提高交通建设总体效益的材料。水泥稳定碎石是近年来市政道路及公路工程路面结构中普遍选用的基层材料。其主要特点为：施工机械化使用率高，施工进度快，初期强度高，具有一定的抗拉、抗疲劳强度，以及良好的水稳定性，其抗渗及抗冻性能较其他路基材料优势突出。但由于水泥稳定碎石基层对施工各环节质量要求高，对荷载表现敏感，超载后损坏较快且不易修整。为减少施工过程中质量缺陷，确保工程质量满足要求，开展对水泥稳定碎石基层施工技术研讨及质量控制工作很有必要。

1 工程概况

南四环工程位于郑州市主城区的南部，呈东西走向，从SK0+000 到SK28+182.665，设计范围内路线全长约28.2 km，途径郑州市经开区、管城区、二七区，是郑州市市政公用设施重点工程。本标段位于郑州市二七区南四环樱桃路至郑少高速，起始桩号K67+344-K72+320，全长约5 km。道路等级为城市快速路，设计速度80 km/h，规划控制总宽度180 m（其中道路红线宽80 m，两侧各有50 m 宽绿化带）。道路标准断面组成为: 高速快速路（双向八车道）+地面主干路（双向八车道）+ 辅路。路面形式为高等级改性沥青混凝土路面，其路面设计结构为:4 cmAC-13C+6 cmAC-20C+8 cmAC-25C+1.0 cm 沥青封油层+19 cm 水泥稳定碎石上基层+19 cm 水泥稳定碎石下基层+18 cm 低剂量水泥稳定碎石底基层。

2 施工准备

水泥稳定碎石基层在铺筑施工前必须对计划施工路段的路床结构进行严格的验收，其压实度、弯沉值必须符合设计要求，且表面应坚实平整，无起皮、松散及浮土现象。本工程新建道路路床结构为80 cm 厚4%水泥土，采用重型击实标准，压实度≥95%。施工过程中采用环刀法进行路基压实度检测（3 点/1 000 m2），采用弯沉试验进行弯沉值检测（1 点/20 m）。

2.1 原材料控制

2.1.1 水泥的选择

水泥可采用42.5 级普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，水泥的初凝时间应大于3 h，终凝时间不早于6 h。水泥出厂时应有出厂合格证、检验报告，进场后应按国家规定标准进行取样复检，复检合格后方可投入使用。

2.1.2 碎石

本工程设计要求水泥稳定碎石基层采用骨架密实型结构。石料应由坚硬、耐磨的无风化砾石或岩石轧制而成，碎石中不应含有黏土快、植物等物质，不得含有软质集料和其他杂质。最大粒径不宜超过37.5 mm，压碎值不应大于30%，作为底基层时不应大于35%。水泥稳定碎石集料的颗粒级配范围应符合设计要求。

2.1.3 用水选取

一般情况下，用水可就近取用，适合于饮用的水源均可用于拌制和养护水泥稳定级配碎石。当采用其他水源或对水质有疑问时，应通过试验确定水源中是否存在对水泥强度有重大影响的物质。

2.2 混合料配合比设计与控制

2.2.1 混合料配合比设计

通过委托具备相应资质的试验室提供混合料配合比，确定符合图纸设计要求的水泥稳定碎石混合料的最大干密度、最佳含水率以及7 d 无侧限抗压强度代表值。还可以通过试验确定应控制的延迟时间。

2.2.2 水泥掺量的调控

水泥稳定级配碎石基层的强度指标在一定程度上取决于水泥的掺量。随着水泥掺量的增加，其物理、力学性质也会随之改变。水泥稳定级配碎石的收缩裂缝分为干缩裂缝和温缩裂缝两种，干缩裂缝（即材料内部水分蒸发引起的体积收缩现象）主要发生在基层摊铺、碾压成型后的初期阶段，过多地掺加水泥，在强度增加的同时会产生较大的干缩裂缝。《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ 1—2008 中第7.5.3 条，《公路路面基层施工技术规范》JTG-T-F20-2015 中第4.6.5 条规定，当水泥稳定级配碎石混合料用于道路基层时，水泥掺量的比例应控制在3%～5%。本工程设计要求：水泥稳定碎石基层水泥剂量为4.5%，低剂量水泥稳定碎石底基层水泥剂量为3.5%。

3 施工工艺与质量控制

3.1 测量放样

施工前应作好道路中心线、边线定位，原地面标高测量以及宽度放样，施工过程中应对控制桩及控制基线进行维护，并不间断地进行随机复测。

控制桩宜选用Φ14～Φ16 mm 螺纹钢筋加工成钢钎，并在顶部焊接螺纹丝扣，用于调整控制线的高度。控制用的基线选用Φ3～Φ5 mm 的钢丝绳，以道路控制桩为基点进行张拉。当相邻控制桩间的道路坡度相同时，钢丝绳的张拉长度应控制在100 m 以内，并在两端用紧线器张拉平直，紧线器张拉力为0.8～1 kN，要避免由于长度过大而产生挠度，控制基线标高误差应在-2～+5 mm。

3.2 松铺系数的确定

在道路工程施工中，松铺系数K 是一个重要的技术参数，不仅受到诸多因素的影响，且具有极强的不稳定性。当松铺系数取值过大时，将导致铺筑层过厚，造成浪费并影响最终的压实效果。当松铺系数取值过小时，将导致铺筑层压实后达不到设计要求的厚度，将严重影响基层的抗折强度及抗压强度，并可能在该处形成薄弱点，造成早期疲劳损坏。因此，如何选取用于工程实际施工的松铺系数，是道路施工的重要环节。本工程选取K71+200～K71+300 道路段右幅作为水泥稳定碎石基层配合比及碾压试验段，共设置20 处观测点。由松铺系数公式:K= 碾压前厚度（h 虚）/ 压实后厚度（h 实），结合现场对各观测点实际测量计算，最终确定用于指导现场施工的松铺系数K=1.28，则实际虚铺厚度为24.3 cm。

3.3 混合料的摊铺

水泥稳定碎石摊铺前，应将路床层面上的松散结构及浮土清扫干净，并进行洒水湿润。摊铺前一日应做好次日施工工程量的计划，做好施工人员及材料的统计，检查所用机械设备是否运转正常。

混合料摊铺过程应遵循“宁高勿低、宁刮勿补”的原则。摊铺机就位后应调整好传感器臂与控制线间的关联，严格按照控制基线确定的虚铺厚度和控制桩确定的高程，保证横向坡度与纵向坡度满足图纸设计要求。在摊铺过程中，摊铺机后应安排专职人员对摊铺面的均匀性跟踪检查，及时对存在的离析、缺料及拖痕部位进行人工补料，使水泥稳定碎石基层密实均匀。应设专人对局部出现的骨料集中部位进行铲除，并用新拌混合料填补。摊铺机在施工过程中应匀速前进，螺旋布料器应均衡地向两侧供料，摊铺速度宜控制在1.0～1.5 m/min。拌和站应保证混合料的连续供应，尽量避免中途出现停机待料的现象。

3.4 混合料的碾压

混合料的碾压是关系到水泥稳定级配碎石基层内在质量的关键工序，应遵循生产试验段确定的程序与工艺。注意碾压要充分，振动不起浪、不推移。压实时可以先静压稳定，开始小振动碾压，再大振动碾压，最后静压稳定收面。碾压时振动碾应重叠1/2 轮宽，压至无轮迹为止。碾压顺序尤为重要，施工过程须严格把控。

本工程在碾压施工时严格按照先期碾压试验段确定的碾压参数进行，即采用22T 振动碾紧跟在摊铺机后，先稳压2 遍，再震动4～5 遍，将松散的表面压实，使表面平整坚实，压至达到压实度要求。碾压时，直线段由两侧路肩向路中心碾压，平曲线段由内侧路肩向外侧路肩碾压。头两遍稳压的碾压速度控制在1.5～1.7 km/h，振动碾压时的碾压速度为2.0～2.5 km/h，路面两侧应多压2～3 遍。

碾压过程中，严禁振动碾在已完成或正在碾压的路段上掉头和紧急制动，以保证水泥稳定碎石层表面不受损坏。水泥稳定碎石的表面应始终保持潮湿，如表层水分蒸发过快，应及时采用人工造雾进行补水，严禁洒大水。碾压结束后第一时间进行压实度检测，如压实度不合格，碾压表面有松散、起皮等现象，应及时翻开重新拌和、碾压。碾压宜在水泥终凝前及试验确定的延迟时间内完成，并达到要求的压实度，同时表面没有明显的轮迹。碾压完成后，采用土工布覆盖后及时洒水湿润，并对周边道路进行封闭，禁止车辆通行。

3.5 接缝处理

接缝应遵循下列要求：纵向接缝应设置在路中间处，并做成阶梯型，梯级宽度不得小于1/2 层厚；横向接缝应尽量减少。

施工中如因故中断2 h 需要设横缝，当日收工之后第二天开工的接头处须设置横缝，当通过承台、墩柱及其他构筑物时在其边线处设置横缝。应特别注意构筑物边水泥稳定混合料的碾压，对于机械无法碾压的死角，应采用平板振动夯进行夯实。

在施工起点及终点处，采用逐步渐变的方法，对施工起点及终点进行顺接。首先清除松散部分，然后做成台阶型式分两层进行摊铺，搭接宽度不少于2 m。横向接缝与路面中心垂直设置，按阶梯型做法处理，其设置方法为[1]:人工将含水量合适的混合料末端整平，紧靠混合料放两根方木或槽钢，方木或槽钢的高度与混合料的压实厚度相同；方木的另一侧用碎石回填2 m 左右，其高度略高出方木，将混合料碾压密实；在重新摊铺混合料前，将砂砾、碎石和方木撤除，并将作业面顶面清除干净；摊铺机返回到已压实层的末端，重新开始摊铺混合料；如摊铺中断超过2 h，又未按上述方法处理横向接缝，则将摊铺机附近及其下面未压实的混合料铲除，并将已碾压密实且高程、平整度符合要求的末端挖成与路中心垂直并垂直向下的断面，摊铺机安置在已压实的面上，下垫木板，高度为虚铺厚度与压实厚度之差，然后再摊铺新的混合料，初压时进行横向碾压；次日施工前，预先在横向硬接头上洒水湿润，再根据松铺系数进行新料的摊铺，接头处采用横向碾压的方式进行处理，先静压，后振动压实，两次碾压的轮边应错开不少于0.5 m。

3.6 基层养生

每一段碾压完成以后应立即进行压实度检测，合格后开始养护。应注意早期养护，确保水稳料强度得到正常发展。终凝2 h 后开始用透水土工布全面覆盖，铺设过程中应注意缝间搭接，不宜留有间隙。覆盖完成后开始洒水，洒水次数视气候、温度而定，以保证施工后一周内基层面湿润为宜，禁止忽干忽湿。

养护7 d 后进行钻孔取芯，芯样须完整，表面须密实。在施工透层油之前，养护工作不应中断。养护期间必须采取封锁交通的管制措施，严禁除洒水车之外车辆进入。不能封闭交通时，应当限制车速不得超过30 km/h，限定车辆载重不大于12 t。

4 结语

水泥稳定碎石基层施工在整个道路工程中属于非常基础的环节，该环节的施工工艺及质量水平对整条道路的质量起着决定性的因素。在水泥稳定碎石基层施工时既要选用质量过关的原材料，还要有科学的施工方法、质量控制措施以及专业素质较高的施工人员去认真把关，才能实现精品工程的目标。