无机结合料稳定基层应用技术研究

苑亮

武汉中和工程技术有限公司 湖北 武汉 430080

引言

在道路建设中，使用的材料种类繁多，消耗巨大。不同的建筑环境，所使用的材料也是有区别的。无机黏结剂是目前基层常用的一种材料，如果使用效果不理想或工艺过程中出现问题，将会严重影响整个工程的质量。在一些高速公路项目中，采用了无机黏结剂，并收到了较好的效果。在我国，水泥稳定碎石已成为半刚性路面基层的基础材料。在城市道路建设中，水泥稳定碎石基层因其良好的物理力学性能、水稳定性、抗冻性、抗侵蚀性和抗疲劳性而得到广泛应用。随着国民经济的发展，超重型车辆的数量不断增加，路面结构的破坏程度日益加剧。

1 无机结合料工艺以及常见类型

1.1 原料加工技术

在道路建设的基础上，所采用的无机黏结剂必须经过加工才能得到。在原料制造过程中，要注意控制配合比。长期以来，在我国的道路建设中，没有使用无机复合材料。总之，这种材料比较新，缺乏足够的实践经验。所以，必须加强生产过程的管理，确保产品的质量，并严格控制生产过程，尽量减少物料的损耗，从而更好地保障工程建设的质量。在制作材料时，需要使用水泥、石灰、工业废渣等。在保证产品质量的前提下，不仅要保证以上原料的配比，还要保证产品的品质。如何有效地控制水泥水化热，确保无机黏结剂的质量，是建筑工人必须重视的问题。

1.2 常用的物料种类

无机黏结剂是高速公路工程基础的一种总称，其种类繁多。在早期的无机黏结剂中，可以采用的种类，是有限度的。但随着技术的进步，随着对材料的研究越来越多，这种材料的种类也越来越多，越来越多的分支材料被用于工程中，并且在某些领域中起到了很好的作用。不同的材料，在性能上也有很大的差别，从各个方面来看，都是独一无二的。了解各种不同类型的特殊情况，可以使其充分满足建筑材料的要求，为路面基层的总体稳定打下坚实的基础。

石灰稳定土、水泥稳定土、石灰工业废料稳定土是三种常用的材料，它们的组成和比例各不相同。在实际工程中，只采用一种无机黏结剂，就可以确保地基的稳定性。但是要注意，每种类型都有其适用范围。所以，必须按照公路建设的要求，结合相应的质量标准，合理地选用合适的材料。通常认为，水泥稳定土的稳定性是比较差的。所以，在对建筑质量有严格要求的情况下，不宜采用。石灰稳定土的稳定性比较好，但是使用这种无机黏结剂，很容易造成路面的不平整，影响到司机的使用。所以，对这种物质的选择也是十分必要的[1]。

2 使用无机结合料稳定基层的方法

本文通过一个具体的实例，简单介绍了在基础上采用无机黏结剂的方法。该项目位于我国某地区，具有广泛的施工范围性和高水平的施工质量。道路担负着运送货物和行人的任务。所以，必须保证工程的质量，保证地基的稳定性和承载能力。为此，本文从摊土施工和材料选择两个角度，对其应用进行了论述。

2.1 原料试验

2.1.1 水泥：通过研究，适宜使用32.5级P·C级水泥。

2.1.2 骨料：实验选择了标准的石灰岩骨料。粗集料粒径范围为4.75～9.5mm,9.5～26.5mm；集料0～4.75mm（机制砂），集料以中砂为主。

2.2 配合比设计

水稳碎石基层可分为悬浮压实、骨架压实和骨架压实三种类型。

集料级配的确定通过试验研究，骨料级配比例选择为粗骨料9.5～26.5mm，粗骨料0～4.75mm=51%：22%：27%。

2.3 摊土施工

从铺土法的观点来看，铺土工程的施工质量是其施工质量的关键。在公路建设中，经常会出现土壤微粒，或含有多种有害物质，如腐殖质，对工程的质量造成很大的影响。在铺土过程中，如果不及时清理这些土壤，将会造成铺土质量的影响。今后，就算采用各种方法控制地基的质量，也很难保证其满足设计要求。可见，在铺土过程中，应及时清理过多的泥土和其他杂物。在进行铺土作业时，也要注意混凝土摊铺问题，并要留意天气情况。实际情况表明，在下雨的情况下，必须暂时停止施工，否则会造成路面基础水分含量过高，从而对铺土效果和提高基层的稳定性产生不利影响。

2.4 选材

正确选用公路工程基础材料，对确保基层的稳定性具有重要意义。无机黏结剂是一种重要的原料。但是，仅采用这种材料仍不能完全满足该项目的建设需要。在施工过程中，为了进一步提高其机械性能，必须在施工期间添加一些矿渣。指出，在选用矿渣时，并不是所有的矿渣都能达到施工的要求，如果矿渣的浓度太低，不但不能保证工程的质量，而且会对基层的稳定性产生不利的影响。因此，对基础材料的合理选用是十分必要的[2]。

水泥用量的确定。本试验拟出水泥用量为2.5%，3%，4%，5%，5.5%，7%，对于不同水泥用量的混合料。

在分析试验数据的基础上，综合考虑路用性能、经济效益、施工性能等因素，对水稳定性、抗压回弹模量、在长期无侧限抗压强度和劈裂强度试验中，对配合比的抗冻性和收缩性进行了测试和分析。

3 道路表现

3.1 无侧限长期抗压强度和劈裂强度

同一龄期的无侧限抗压强度和劈裂强度随水泥用量的增加而增加；在一定龄期内，无侧限抗压强度和劈裂强度随龄期的增加而增加。

3.2 压缩回弹模量

水泥稳定碎石基层的抗压回弹值较高。压缩回弹模量随养护龄期的增加而增加。路面基层抗压回弹模量过低，容易产生变形，导致公路整体养护水平下降；过大的压缩回弹模量会导致表面因过大的拉伸应力而开裂[3]。

3.3 水稳定性

水泥稳定碎石的水稳定性系数随龄期的增加而增大；各龄期的水稳定性系数均在85%以上，水稳定性良好。

3.4 抗冻性

水泥稳定碎石的抗冻性随龄期的增加相应增加，当它增加到一定值时，它不会随着年龄的增长而增加。

4 建筑质量管控

采用无机黏结剂可以在一定程度上提高混凝土的施工质量。但是，在工程建设过程中，若没有对工程质量进行有效的管理，将会对工程的最后结果产生不利的影响。这一节着重从各种无机黏结剂的种类入手，归纳了它们的质量控制方法[4]。

4.1 水泥砂浆地基

对于这种无机黏结剂，在使用时，必须对其原料性质进行充分的保障。石灰是这种物质的基本原料。如果石灰的品质有问题，就会造成基础材料的整体性能不合格。因此，应严格选用石灰，以防止以上问题的发生。如果项目采购的石灰未达到质量标准，或者有关参数不合理，就不能使用，必须再次采购。此外，在施工过程中，当地的气温和湿度也会对水泥稳定土的施工产生一定的影响。解决该问题的关键是尽量避免在天气条件较差的情况下进行施工。分层施工是公路建设中最重要的基础施工技术。在施工过程中，要对各层的质量进行严格的控制。要确保一层一层的连接。实践表明，在春、夏两个季节进行施工，一般都能收到较好的效果。鉴于项目的维修费用和施工质量问题，推荐在以上时间内进行施工。

4.2 水泥加固地基

本项目施工中，质量控制的关键是确保混凝土的配比合理，并对建筑工地的温度、湿度进行严格的控制。从原理上说，质量控制程序和内容与石灰稳定土是一样的。从水泥的角度来看，必须要达到合适的水化热等性能指标。混凝土的用量，要控制在6%左右。如果超出这个范围，就会使基础的稳定性降低。在选择不同的季节时，推荐选用春天和夏天，气温和湿度都比较合适，这样可以有效地确保水泥稳定的地基，提高工程的质量[5]。

4.3 水泥工业废料的稳定土

针对石灰行业的废渣（常用的是石灰粉煤灰稳定土），其质量控制的关键是石灰、粉煤灰的掺入量、最大干重和最佳含水率、稳定土搅拌的均匀性。在对所使用的物料进行品质控制时，必须确保所使用的物料达到了国家有关的标准。最大粒径不得大于38mm，粒子含量应为建筑物料总重量的75%。在此基础上，在进行混凝土的掺和、拌和时，要做到混凝土的最佳含水率和干密度，以满足城市道路、高速公路的总体要求。

4.4 本研究案例建筑质量管控

4.4.1 测量。所有使用的材料的成分应准确，通常在质量方面应严格把控。

4.4.2 混合料。搅拌水泥稳定碎石混合料时，要做到首选在工厂搅拌。详细观察水泥稳定碎石混合料的拌和程度是否达到均匀，混合料颜色标准，没有离析、结块的情况，测试水泥用量和含水量。混合料颜色一致，混合均匀，无夹层、结块、骨料离析现象。搅拌结束时不得出现离析现象[6]。

4.4.3 摊铺。水稳碎石路面基层采用稳定土摊铺机或平地摊铺。使用平地机摊铺混合料时，根据路面厚度和要求的压实密度计算每辆车混合料的摊铺面积；当混合物在道路宽度的中宽处均匀卸载时，混合物也可以卸载成两条线；根据松铺系数用平地机摊铺混合料，从试验段确定松铺系数。摊铺机或平地机后面应派专人消除粗细骨料离析，特别是清除局部粗骨料的“窝”，用新拌混合料填充，或加入拌和良好的细混合料，然后加入粗骨料，使其混合均匀。

4.4.4 施工缝和裂缝处理。①混合料基层作业不要让其纵向接缝。作业过程，纵向接缝要垂直连接，不可以斜接。②同一天完成的两个工作段的接缝应重叠。前一段施工时，施工端预留0.5～0.8m进行碾压。后一段施工时，应将前一段的未压实部分留下，掺入一些水泥。③如果隔天不在进行工程，那结束的前一天的最后项工作缝的混合料拌和完成后，沿稳定层在摊铺层的全宽和全深上挖一个约10～15cm的台阶，以避免接缝处出现贯穿缝。在继续施工之前，应将松散颗粒分散并回收，直到将适当的水泥和水加入搅拌站并混合均匀。接缝部分浇水后，摊铺混合料。④如果需要将机械转移到水泥稳定层上，应采取措施保护转弯作业段。

5 结束语

水泥稳定碎石基层具有良好的物理力学性能、水稳定性、抗冻性和抗收缩性。当地农贸城一期路面基层工程已成功应用，给予今后现实施工应用理论的支持。为了提升公路的使用寿命和服务水平，本课题结合某城市当地材料的特点，编制了无机结合料路面稳定基层的施工方法，对工程技术和施工质量管控阐明了详细的标准。

总之，该项目在基础层稳定、维修费用低、行车安全、延长道路使用寿命方面，均采取了无机复合材料。今后，可以借鉴这方面的经验，采用无机黏结剂进行施工。在确定好的材料种类后，要按照项目的要求和公路的质量水平来确定，在选定后要主动地进行质量控制，从而使公路工程的整体质量得到提高。