市政道路水泥稳定碎石施工的质量控制研究

顾坤松

广州市第二市政工程有限公司 广东 广州 510030

1 工程概况

该项目是广州市增城区永宁街宁西工业区（南区）新建道路工程，建设内容包括三条路的建设，通济路和光兴二路：道路全长 488.778m和639.986m，路基宽度30m，断面形式为：人行道4.5m-机动车道8m-中央绿化带5m-机动车道8m-人行道4.5m。横一路：道路全长958.878m，路基宽度20m，断面形式为：人行道3m-机动车道14m-人行道3m。在前期勘察结果的基础上，综合会商决定采用水泥稳定碎石基层。

2 路面水泥稳定碎石基层技术原理及特点

2.1 技术原理

水泥稳定碎石基层是一种以普通水泥、水泥、灰浆为主的混合料，以水泥、水泥、灰浆等为主的嵌挤工艺，通过水泥、灰浆与级配碎石的组合，使水泥稳定碎石的强度、承载力和稳定性得到改善。水泥稳定碎石的结构、碾压强度和灰浆质量是决定其稳定性和强度的主要因素。经过多年的实际工作，证实了水泥稳定碎石基层在初期强度高、抗冻、抗渗性能良好等方面的优越性，进而促进了水泥稳定碎石基层技术的推广与应用[1]。

2.2 技术特点

与常规的铺装技术相比，水泥稳定碎石技术具有明显的优越性：(1)水泥稳定碎石原材料来源广泛，主要原材料是水泥、级配碎石，成本低，能有效地减少城市公路建设成本；(2)水泥稳定碎石具有很高的强度，尤其在初期阶段，能迅速固化，5～7天的强度超过2.0 MPa，能满足城市公路的需要；(3)水泥稳定碎石施工工艺简单，只需将水泥、级配碎石等进行简单拌和、压实处理，即可实现机械化、高效的市政道路施工；(4)水泥稳定碎石具有良好的稳定性和渗透性，能够适应复杂的城市公路环境；(5)可根据城市道路的具体条件，对碎石稳定层的强度进行调节，以提高其适用性。除了以上的优点之外，水泥稳定碎石基层也有一些缺点，例如：干缩裂缝等，会对工程的使用产生一定的不利影响。另外，水泥稳定碎石的凝固速率高，对施工工期有一定的要求，所以在工程实践中要注意掌握其施工技术特征，并加强对其施工质量的控制[2]。

3 市政道路水泥稳定碎石施工质量的影响因素

3.1 材料混合的比例以及材料运输的质量

水泥要经过水和其它材料的调配，才能达到使用的效果，而且各种原料的配比也很关键，只有做到科学的调配，才能让路面变得更结实，更结实。此外，在运送的时候，也要了解一些材质的特点，例如一些无法与大气接触，防止氧化的物质，可以用胶布、麻袋等包装，运输时要小心防止因震动而损坏。

3.2 施工时压实度的影响

压实度是指水泥稳定碎石的致密程度，达到一定的压实度是其强度与稳定性的前提。城市道路的主要结构是以水泥稳定碎石层为主，若压实不够，将会对基层的整体强度产生一定的影响，造成路面结构层的损坏。压实程度越低，水泥稳定碎石的强度就会降低，裂缝、松散等质量问题也会随之发生，导致路面的损坏。

3.3 施工过程的技术运用

在工程实践中，合理的技术应用对工程质量起着至关重要的作用，比如搅拌技术，如果搅拌技术不够好，则会造成混合料在水泥中的分布不均匀，从而无法保证混凝土的正常使用，从而影响混凝土的整体质量；另外，水泥稳定碎石基层的质量也受到工期长短的影响，从开始的拌和到最后的碾压结束，需要大量的施工时间[3]。

4 水泥稳定碎石基层施工质量控制要点

水泥稳定碎石基层施工质量受混合料、施工技术、拌和、运输等多种因素的影响，因此，在施工中应注意以下几个问题。

4.1 混合料的质量控制

4.1.1 级配碎石质量控制

级配碎石的最佳粒度是37.5mm。为了保证级配碎石颗粒尺寸的一致性，本项目在碎石加工中使用了圆锥破碎器，通过振动筛分法对碎石进行了严格的筛分，以保证级配碎石的粒度控制在合理的范围之内。为了避免砂砾集料粒度偏低，应将其压碎程度控制在30%以下，并应注意选用细骨料，确保其干燥洁净，避免掺杂杂物或风化骨料，否则会影响到水泥稳定碎石基层的施工。

4.1.2 水泥的选择与质量控制

水泥稳定碎石水泥的选择，按照国家有关规范及行业规范，选用32.5或42.5等级的普通硅酸盐水泥，其初凝时间超过3小时，终凝时间不低于6h，应尽量避免使用早强、快硬水泥或劣质水泥，从源头控制施工质量。

4.1.3 含水率的控制

在工程实践中，含水量对碎石稳定层的施工有很大的影响。在控制混凝土的含水率时，要充分考虑运输距离、温度等因素，合理地选择合适的掺入量，以防止掺入量太高或太低对城市道路建设的不利影响。如果水分含量太高，会使路面出现“弹软”和“波纹”，从而造成路面干燥收缩开裂；如果水分含量太低，会导致混合不均匀，不充分，不容易形成，从而影响到碎石基层的密度和强度。在考虑运输距离和天气因素的影响下，混凝土的含水率在0.5%～1%之间（6.3%）之间，最大值不超过2%，这样才能保证混凝土在运输至工地时达到最优含水率的要求。

4.2 施工质量控制

4.2.1 混合料拌和质量控制

在搅拌之前，要加强水泥、碎石、灰料的质量管理，加强产品的质量检查。在混合料的搅拌中，要注意控制投入料的顺序和比例，最好选择搅拌站的搅拌模式，以确保搅拌的均匀。在本项目中，根据现场施工条件，采取了搅拌站的混合模式，搅拌时间必须在30min以上，并以实验方法确定混合比例为5:100 （水泥：骨料），经过实验，达到了项目的质量标准（见表1）。另外，为了保证搅拌站的拌和达到质量控制标准，并安排专人进行现场的质量监控，以保证混合料的配比达到要求[4]。

表1 水泥混合料试验数据

4.2.2 下承层质量控制

下承层是以水泥稳定碎石基层为基础，表面应平整坚实，且高程、宽度、坡度均符合设计要求，不存在松动物质或薄弱部位，为达到此目的，在铺筑水泥稳定碎石层之前，先用专用压路机进行三至四次，后车轮要相互叠加，以免造成盲区和疏漏。

4.2.3 混合料运输控制

将拌和好的材料经搅拌机拌和，然后用专门的施工车辆运输至施工现场。强化搅拌、运输管理、合理调配、合理分配摊铺速度及摊铺系数，从拌和到摊铺结束的时间为3h，运输车辆的行驶速度为10-30km/h，运输距离为20km，合理控制搅拌料运输时间和运输路程，防止因运输距离过长造成停机、停机、追尾等问题。

4.2.4 碾压施工质量控制

在铺面完毕后，必须立即进行碾压，在适当的含水量或稍高于最优的情况下进行。碾压作业时，必须使用轻质压路机和12t以上的压路机，在整个道路宽度范围内进行碾压。在无高限的直线段，由道路两边向中间部分碾压；在有高限值的路段，从内部路肩到外路肩进行碾压。在碾压过程中，压路机的宽度要达到1/2，每一次的碾压次数不能低于6次，7～8次是最好的。在压路机的碾压速度控制上，第一、二次碾压应为1.5～1.7km/h，其次为2～2.5km/h。在碾压施工中，应注意基层的含水率，如果湿度不够，应及时喷洒，以免道路干燥、龟裂。在碾压结束后，要检查平整度、压实度，并按规定的压实度和平整度，以及有没有明显的车轮痕迹。另外，为了防止压路机掉头对道路工程质量产生不良影响，必须加强对压路机的施工管理，禁止碾路机在已经完工或正在施工的道路上进行掉头或急刹，以确保其平整度和密实度。

4.2.5 路面接缝处理与养护质量控制

针对水泥稳定碎石基层的技术特点，提出了在城市道路中间线处，尽可能减小混凝土路面的横向接缝，以确保其平整。接缝必须呈阶梯状，其接缝厚度不得小于1/2，以保证市政路面的压实与稳定。在以上工作完成后，要加强基层的养护管理，养护期不能少于7天，在碾压作业完成并通过验收后，要及时喷洒水，并视天气状况适当调节喷洒水量，以确保路面含水率，防止水分过度蒸发而出现干缩裂缝。在进行碎石稳定基层的施工过程中，施工车辆要尽量避开非工程车辆，施工车辆的速度要在每小时30km以内[5]。

4.3 施工全过程控制

4.3.1 混合料拌和与运输

在水泥稳定碎石混和中，均匀度是影响其结构强度的主要因素。水泥稳定碎石基层应选用集中式混合料，其拌和方式如下：一是选配设备。拌和机械的性能直接影响到拌和料的精度和均匀度，必须选择高性能的稳定土搅拌机械，并配有电子测量装置，使搅拌料级配达到一定的配比，并确保搅拌料的稳定性。二是控制水泥的使用。水泥用量对水泥稳定碎石基层的质量有很大的影响，加入量太低不但不能保证其质量，还会使其强度无法满足要求；但过量使用非但不经济，还会造成基层裂缝增多、变宽，从而产生对应的裂缝。为确保水泥稳定碎石基层的施工质量，减少收缩，应按照室内试验要求，增加0～0.5%的水泥。三是水分的调控。结合国内和国外的施工经验，在运输、碾压等过程中，拌和的含水率一般要比理想的含水量稍高0.5%～1%，在高温、运输距离远的情况下，要增加1%～2%，以补偿在运输、摊铺、碾压过程中的水分损耗。水分含量高时，会出现“弹软”、“波浪”等现象，对混凝土的致密程度、强度有一定的影响，同时也会导致混凝土的干燥收缩。含水量太少，则会导致混合料的疏松、致密、强度降低。施工过程中，根据施工现场的温度和运输距离，适时地调整水分含量，根据施工规范、经验和现场的铺筑、碾压效果来决定。四是长途运输时，沥青混合料含水量易流失，出现离析现象，导致铺面、碾压后基层的局部平整性较差。如果运输距离很远，则使用油布遮盖，以降低湿气的损耗。及时摊铺，在水泥的最后凝结阶段，完成运输、摊铺、碾压、成型。

4.3.2 混合料摊铺及碾压

一是在铺装之前，要把垫面上的浮土和杂物清理干净，避免出现松散和起皮现象。在铺展前，先用水浇湿垫层。

二是对建筑的精确放样。在全线铺轨之前，必须重新测量所有的导线点和水准点。为防止基准钢索的垂度对铺面的平整度产生影响，使用钢钎的纵向间距不能太大，一般采用10m的直线，5m的弯曲，然后用紧线绳进行拉紧。

三是水泥稳定碎石因摊铺时间有限，所以在铺面之前，要仔细地检查铺面和碾压设备，以保证其处于良好的状态，避免因机械故障而导致的停机，从而造成不必要的经济损失。

四是对铺面机械的选择。路面基层宜选用摊铺机进行摊铺。选用具有良好摊铺效果的全自动摊铺机，尽量整张一次铺展，可以很好地控制铺面的厚度和平整程度。摊铺机的摊铺效果要达到不离析、级配良好、稳定、平整度和坡度等指标。

待场地准备完毕，再进行混合料的铺装。拌和后的成品料运送到工地后，要及时按照所定的松层厚度（摊铺系数为1.3～1.5)，以匀速进行铺面，并尽量减少堆料量。为了保证摊铺机的行进方向，可以将白灰线撒到底层，从而实现对摊铺机的行走方向的精确控制。摊铺机应以合理的速度、均匀的速度运行，不可停顿，以免产生“波浪”，减小施工缝。在摊铺机后方应设置人员，以防止局部细骨料的离析。采用找补法将新的混合料或铲除局部粗粒的蜂窝，再用新的混合料填充。

混合料在摊铺后要马上进行碾压。压实时，先用止震振动压路机在全宽度上进行1～2次的静压，然后开启振动器，将其均匀地压实至预定的压实度。在碾压过程中，振动轮一定要相互重叠。除了在道路的两边加压2～3次外，其它部位的碾压次数都是一样的。禁止在碾压或已经完工的道路上掉头或紧急制动。在碾压时，混凝土稳定碎石的表面要保持湿润，如果表面水分太大，应及时喷洒适量的水分进行补充[6]。

4.4 后期养护质量控制

水泥稳定碎石养护是工程中的一个关键环节，养护过程中的湿度和施工周期对其强度有较大的影响。水泥稳定碎石在碾压完毕并通过压实度检验后，立即进行养护，休养期不得少于7天，并且要对道路进行封闭，除洒水车以外，禁止重型车辆通过，养护到下一层施工。为了保证水泥稳定碎石的强度，采取适当的养护措施，可以有效地降低和防止混凝土干缩开裂。新铺水泥稳定碎石基层由于含水量的降低而出现干缩应力，其干缩强度降低的速度越快，其干燥收缩应力也就越大；随着时间的推移，随着时间的推移，材料的松驰应力和温度都会逐渐增加，从而使其抗变形性能得到提高。施工后养护不及时或突然干燥、潮湿，会使混凝土的含水量迅速流失，使干缩应力迅速增加，同时抗变形能力也很差，容易出现干缩开裂，并随着时间的推移而不断扩大。

5 结束语

在该项目中，通过严格控制拌和质量和施工技术质量，使该项目的施工质量符合施工规范，并在实际中得到了较好的应用，为以后的施工提供了有益的借鉴。水泥稳定碎石基层施工技术在市政道路施工中具有优势，但存在干缩裂缝、初凝时间短等问题，应加强施工组织与优化，加强拌和质量、施工过程的质量控制，确保公路施工质量，推动城市基础设施的建设。