改善超厚宽幅水泥稳定碎石基层的施工工艺应用

【摘要】

研究一种改善超厚宽幅水泥稳定碎石基层的施工工艺，针对水泥稳定碎石基层整体摊铺时下部孔隙较多的基层造成上、下部密实程度差异大容易造成上密下疏的情况，通过不同配比试验改进施工工艺提高上下部结合强度，加强水泥稳定碎石基层整体强度，提升市政道路施工质量水平。

【关键词】

市政道路； 路基工程； 水泥稳定碎石； 施工技术

【中图分类号】U416.1【文献标志码】B

［定稿日期］2023-08-18

［作者简介］陈轶伦（1991—），男，本科，工程师，研究方向为市政工程与BIM、信息化结合技术研究与应用;陈为之（1988—），男，本科，高级工程师，研究方向为市政桥梁与公路智能施工技术。

［通信作者］杨骥（1988—），男，本科，高级工程师，研究方向为市政施工技术研究与应用。

0 引言

在道路工程建设施工过程中，合理应用水泥稳定碎石基层施工技术十分重要，可以有效确保道路施工质量，减少后期返工人工材料成本支出。而如何改善相关工艺成为道路施工单位面对的一大技术挑战。本文以部分市政工程中改善后的超厚宽幅水泥稳定碎石基层施工工艺进行技术应用探讨。

1 水泥稳定碎石基层特点

城市市政道路和公路工程施工要求满足车辆良好的通过性，应具有较高的耐用性和强度、刚度、韧性和稳定性。水泥稳定碎石材料是一种主要由水、胶凝料和骨料组成，通过一定的科学比例进行调配混合，经过分层摊铺和压实形成路基。水泥稳定碎石和其他路基施工材料相比较而言，作为半刚性材料其自身强度具有较大优势能够提高道路最大荷载和全生命周期稳定性，同时具备较好的防冻抗渗效果，因此在道路工程施工中得到广泛的采用。

在现有的基层施工工艺中，对基层厚度的需求提高。整体摊铺时因重力和摊铺振动影响会导致下部基层上表面孔隙较多，基层上部和下部密实程度差异大，造成上密下疏，不利于水泥稳定碎石基层的整体强度；需要对基层进行两层乃至多层的摊铺，普遍采用分层阶梯式施工及碾压方式，在铺设上层时，易导致下层已铺筑基层的破坏，造成基层上下两层间的承载能力的下降，影响基层的整体强度。

随着市政工程施工技术工艺的不断发展和进步，近年来针对水泥稳定碎石这一道路施工普遍应用的技术也是不断进行工艺改进，提高路基整体稳定性。

2 改善水泥稳定碎石基层施工技术原理

该改善超厚宽幅水泥稳定碎石基层施工工艺通过添加在水泥稳定碎石基层上、下部之间的水剂，水剂物料吸附于下部上表面，阻碍混合料中物料的凝集，产生悬浮稳定效应，并降低基层下部的表面张力，促进基层下部混合料与水的接触，加速润湿、渗透，强化水合过程引起的固相体积膨胀，加速混合料中氧化钙的化解，促进混合料的表面稠化，达到促凝作用，下部的上表面具有相对较高的初期强度，在铺设上层混合料进行压实工序时，能够缓解振动影响，防止上部混合料下移，造成基层的上密下疏，影响基层结构，防止对下部造成破坏、坍塌，使基层上、下两层间的承载能力下降；形成基层后还能够提高其抗渗性和密实度，强化上下部间的界面强度，有助于水泥稳定碎石基层整体强度的提高。

3 改善水泥稳定碎石基层操作要点

材料拌合—摊铺准备—一次摊铺—一次压实—二次摊铺—二次压实—养护。

3.1 拌合

取水泥（普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥一种或多种）、集料、拌合水混合，进行拌合，制得第一混合料和第二混合料，第一混合料的含水率比第二混合料的含水率高于2%。

3.2 摊铺准备

取第一混合料进行摊铺，铺设形成第一层水泥稳定碎石基层，喷洒水剂，取第二混合料在第一层水泥稳定碎石基层的上表面进行摊铺，铺设形成第二层水泥稳定碎石基层。其中应控制第一混合料含水率高于第二混合料1%～3%。

第一层水泥稳定碎石基层和第二层水泥稳定碎石基层分别为基层的下部和上部，在铺设基层上部前对其下部进行水剂的喷涂，提高基层下部的上表面含水量，与基层上部的混合料中的含水量产生差异；由于水泥浆体硬化为水合过程，需要水的参与，能够吸引上部混合料中的水泥浆体向下部渗透，促进基层上部和下部界面间水泥浆体的快速水合硬化，强化上部混合料与下部的结合，提高界面强度，降低后续压实对下部的破坏，提高水泥稳定碎石的整体强度。

其中喷洒的水剂为12%～27%有机硅、10%～20%甲基硅酸钠、2%～6%尿素、9%～16%含氟多元醇，其余为水。有机硅应选取为聚甘油改性乙烯基有机硅；含氟多元醇由六氟环氧丙烷、环氧丙烷低聚物与双季戊四醇在三乙胺作用下酯化反应制得，六氟环氧丙烷、环氧丙烷摩尔比控制在1∶（4～10），低聚物中碳氧双键与双季戊四醇中羟基的摩尔比应控制在1∶（2～4）。

水剂喷洒后，确保在第一层水泥稳定碎石基层表面形成网状薄膜。该薄膜具有阻水效果防止水汽蒸发，对后续第二层水泥稳定碎石基层摊铺时上下界结合强度具有较大影响。

3.3 一次摊铺

取水剂对待摊铺路面进行喷洒，路面上设置垫层，水剂喷洒应以喷雾形式喷洒，用量控制在0.1～0.5 kg/m2，采用20 t压路机进行静压，取第一混合料进行摊铺，铺设形成第一层水泥稳定碎石基层。

3.4 一次压实

采用20 t压路机进行静压，静压次数为2次，碾压速度为20～30 m/min；采用32 t振动压路机进行振动压实，弱振1次后，强振1次，碾压速度为50～70 m/min，在第一层水泥稳定碎石基层的上表面喷洒水剂。

3.5 二次摊铺

基层下部混合料的含水率应比上部高，此时在下部铺设完成后水合稠化，当第一层水泥稳定碎石基层表面收浆、无泌水后，取第二混合料在第一层水泥稳定碎石基层的上表面进行摊铺，铺设形成第二层水泥稳定碎石基层。此时铺设上层时，上层的稠化状态与下层相近，能够在压实工序中达到相同的作用效果抵消基层上下层的界面差异。

3.6 二次压实

对于已经形成的第一层水泥稳定碎石基层和第二层水泥稳定碎石基层进行压实处理，形成基层。压实分初压、复压和终压三步。

初压采用20 t压路机进行静压，静压次数为2次，碾压速度为20～30 m/min；复压采用32 t振动压路机进行振动压实，弱振1次后，强振3次，碾压速度为30～50 m/min；终压采用26 t压路机进行静压，静压次数为2次，碾压速度为30～50 m/min。

终压结束后，立即采用一布一膜覆盖方式进行养护，并配备喷雾式洒水车洒水，养护7 d。

4 改善技术实施对照

在研究该改善技术过程中，项目研发小组针对材料配合比和施工方式分别进行试验，共进行实施例1～7组、对比例1～3组。其中实施例1～3组水剂组分含量发生变化；与实施例2组相比，实施例4、5组中含氟多元醇配置比例发生变化，实施例6组中的水剂为纯水，实施例7组第一、第二混合料无含水量差异；对比例1组中未设置喷洒水剂，对比例2组在第一层水泥稳定碎石基层养护7 d后再铺设第二层水泥稳定碎石基层，对比例3组为整体摊铺。

经过共10组不同的试验，制取试样分别对压实度和强度进行检测，并记录结果如表1所示。

根据测试数据对比，实施例1-7组与对比例1-3组得到的水泥稳定碎石基层相比，其上下压实度差异和上，下层强度差异明显变大，整体压实度与抗压强度在下降，证明了该改善技术实现了对水泥稳定碎石基层整体强度的提高，并缩小了基层上下部的差异。

5 结束语

随着社会进击的快速发展，我国的市政道路建设水平也在不断提高，并且出现了越来越多的新型施工技术，其中水泥稳定碎石技术作为一项应用较为广泛的施工技术，采用该改善方法提高了混合料上下基层结构稳定性和现场铺装质量，减少了道路铺装过程中的资源浪费，符合政府倡导的建设资源节约、环境友好、社会和谐和可持续发展的要求，环保效益显著，同时路基整体质量可以得到可靠保障。

参考文献

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