城市道路水泥稳定碎石基层施工工艺

王鹏

(国基建设集团有限公司，山西 太原 030000)

道路交通荷载日益增加，对公路施工质量提出更高的要求，水泥稳定碎石基层作为典型的道路基层结构，提升基层施工质量有利于改善道路通行条件，延长道路使用寿命。城市道路的施工条件复杂，水泥稳定碎石基层施工期间可能因干缩、温缩等原因而出现裂缝，影响基层施工质量。为此，深入研究水泥稳定碎石基层施工工艺及质量控制措施具有重要意义。

1 工程概况

某城市道路工程，全长61.2km。按自上而下的顺序，主线路面结构组成依次为沥青面层、水稳碎石基层、级配碎石基层、砂砾垫层。主干道及次干道的行车道基层为36cm+18cm水泥稳定碎石，支路为32cm+18cm水泥稳定碎石，主干道非机动车道为18cm+30cm水泥稳定碎石。

2 水泥稳定碎石基层施工工艺

根据水泥稳定碎石基层施工内容，分为摊铺区、压实区、整形区3个区段，关键环节包含：精准配料、充分拌和、全面摊铺、及时碾压和适时养护。水泥稳定碎石基层的基本施工流程为“施工准备→测量放样→拌和→运输→摊铺→碾压→整形→养护”。

2.1 施工准备

1)全面清理施工现场的碎石、建筑垃圾等杂物，测量放线；2)根据施工要求配置机械设备及配件，进行保养、调试，保证各机械设备平稳运行，配件质量可靠、数量充足。例如，施工单位需准备拌和、运输、摊铺、压实的相关机械设备；3)技术交底和安全交底，使施工人员明确水泥稳定碎石基层的施工目标，掌握施工方法[1]。

2.2 材料选择

(1)水泥。选用细度、安定性、凝结时间、强度均达标并且无受潮结块、无过期问题的普通P.032.5水泥。对水泥进行试验检测，检测项目及结果如表1所示。

表1 水泥试验检测信息

按4.5%、5%、5.5%、6%的水泥剂量拌制混合料，检验不同水泥剂量的应用效果，应满足7d无侧限饱水抗压强度>4.5MPa的要求。

(2)集料。颗粒组成见表2，最大粒径≤31.5mm。

表2 集料颗粒组成

水泥稳定碎石混合料的集料包含粗集料和细集料2类，材料要求为：

(1)粗集料。集料的最大粒径不超过31.5mm，粒径小于0.075mm的含量≤2.0%，压碎值≤28%，针片状含量≤18%，坚固性≤20%，保持干净、干燥。集料粒径不宜过大，否则易出现如下问题：1)拌和时，不同粒径的集料分离，导致混合料的均匀性差；2)粗集料和细集料难以板结为完整的整体，基层的强度偏低，局部有松散、渗水现象；3)大粒径集料失水速度快，使混合料的含水量低于设计值，参与水泥水化作用的水量有限，抑制水泥的正常水化。

(2)细集料。集料的砂当量≥50%，最大公称粒径≤4.75mm且粒径不宜过细。若细集料中粒径在0.075mm以下的部分含量较高，将提高基层半刚性体的干缩应变系数，易出现裂缝，影响基层的结构完整性乃至强度。实践表明，细集料中粒径<0.075mm的含量应≤5%。

2.3 确定最佳含水量和最大干密度

按4.5%、5%、5.5%、6%的水泥剂量拌制混合料，根据标准击实试验结果确定最佳含水量和最大干密度。试验分组进行，各组的试验结果如表3所示。

表3 混合料的最佳含水量和最大干密度

2.4 测定7d无侧限抗压强度

2.4.1 7d饱水无侧限抗压强度

试件养护7d，分为2个阶段完成，先进行6d的标准养护，温度稳定在20℃±2℃，再浸水养护1d，而后测定饱水无侧限抗压强度。根据水泥用量的不同，试件分组进行，结果如表4所示。

表4 7d饱水无侧限抗压强度试验结果

2.4.2 确定试验室配合比

水泥稳定碎石基层混合料中水泥的最佳用量为。

(1)根据工程对混凝土强度的要求，试件强度平均值需达到4.5MPa，在各组试验中，达到该强度要求的是水泥用量为5.5%、6%的试件。

(3)由于水泥用量为5.5%、6%时的混合料均达到强度要求，因此，从技术经济性的角度择优选择，水泥用量取5.5%较为合适，可减少水泥的用量，降低材料成本，则试验室配合比为水泥∶集料=5.5∶100，施工时压实度按98%控制。

2.5 混合料的拌合

(1)拌合前按照配合比试拌，检验拌合设备的运行精度和稳定程度，根据试拌混合料的性能评价配合比的合理与否，要求材料均匀分布，无离析、结块等问题。根据水泥稳定碎石基层施工用料要求控制混合料的拌合量，供料充足但不引起材料浪费。厂拌混合料应进行筛分。含水量和水泥用量经试验确定，利用试验结果指导混合料的生产，拌制质量可靠的混合料。砂砾需覆盖，避免因遭雨淋而导致含水量偏高，石屑类细集料应加盖篷布，否则湿度偏高，在拌合过程中引起冷料仓口堵塞问题[2]。

(2)拌合前，标定冷料仓口开口大小和皮带秤计量精度，拌合过程中定期检查，及时纠偏。

(3)拌合期间，由专人检查螺旋输送器的运行稳定性、原材料混合均匀程度以及色泽的一致性。

(4)每日生产前，检查集料的含水量，确认无误后开始生产，并每隔1～2h进行一次抽验，判断混合料的含水量、均匀性是否达标。拌合时，定期检测水泥计量精度，严格按照配合比控制水泥的用量。

(5)拌合用水以最佳含水量+(1%～2%)为宜，夏季气温较高，混合料的水分蒸发量较大，需要适当提高含水量，但不允许超过最佳含水量的+2%，适当提高混合料的含水量后，弥补运输、摊铺、压实过程中的水分损失。早晚温度存在差异，需要根据1d内不同时段的温度灵活控制含水量。

(6)严格检验进场原材料的质量，各项性能指标、数量均要与设计要求相符。原材料进场后，分类存放，采取防雨、防晒等防护措施。

2.6 混合料的摊铺

在钢筋桩支架上挂设Φ2mm的钢绞线，用紧线器拉紧，将钢绞线作为摊铺基准线。混合料被运输至施工现场后，及时用2台摊铺机以梯队联合作业的方式进行摊铺，2台摊铺机拼装宽度为6.5m，严格控制摊铺速度、摊铺厚度。螺旋输送器以3档为主，控制好仰角，有序布料。连续摊铺上下基层，分别将底基层、基层的厚度控制在32cm、20cm，对于不具备连续摊铺作业条件的，需要在单幅每隔20m洒布1袋水泥。2台摊铺机联合运行时，机械设备的速度保持协调，全程稳定在1～1.5m/min，摊铺距离控制在5～8m，相邻两幅的搭接宽度控制在10～20cm。摊铺设备平稳运行，尽可能连续摊铺，及时将混合料均匀摊铺至现场。摊铺过程中，施工人员需要及时检查摊铺层厚度、平整度和路拱，对于施工中出现的离析、卡料等异常情况，必须及时指出，然后暂停施工，妥善处理。通过钢钎、铝合金条控制2台摊铺机中间高程，需配置摊铺机传感器，根据检测数据判断摊铺高程，及时纠正高程偏差。水泥稳定碎石下层施工结束7d后，若无质量问题，则施工水泥稳定碎石上层，且要求上下2层的间隔时间控制在10d以内。

2.7 混合料的压实

1)每台摊铺机后紧跟三轮或双钢轮压路机，及时碾压混合料。水泥稳定碎石基层的碾压分段进行，每段长度为50～80m，设置明显的分界标志，用于区分各碾压段落；2)以试验路段确定的碾压方案为准，按照流程有序进行碾压；3)按照“稳压→轻振动碾压→重振动碾压→胶轮稳压”的流程有序碾压。稳压必须充分，振压平稳进行，避免混合料推移、起浪。碾压时，可以先用核子仪初查水泥稳定碎石基层的压实度，若未达到要求，重复再压；4)碾压时，重叠量取轮宽的1/2；5)压路机平稳运行，根据碾压遍数控制压实速度，第1、2遍碾压以1.5～1.7km/h的速度为宜，待水泥稳定碎石基层初步稳定后，适当提高碾压速度，例如1.8～2.2km/h，但全程均要保证压路机平稳运行；6)压路机工作时维持平稳的状态，不可拖动混合料，以免影响基层的平整性。第一遍初步稳压结束后，压路机在未碾压的一头换挡倒车位置错开，换挡必须在已压实的路段进行。对于局部拥包问题，由人工铲平，基层混合料不足时需填补；7)压路机停车应错开3m以上，停留位置在已经压实过的路段；8)水泥稳定碎石基层超宽碾压，保证基层边缘部位密实稳定；9)禁止压路机在正处于碾压状态或刚碾压结束的路段急刹车、调头，避免尚未稳定的水泥稳定碎石基层受损[3]。

2.8 接缝处理

(1)相邻2段的衔接部位搭接拌合，暂不碾压前一段预留的5～8m的尾部，后一段施工时，向预留部分添加适量水泥并进行拌和，同步碾压后一段基层和前一段预留部分。

(2)每日施工后，将形成末端缝(工作缝)，需要严格控制工作缝的上下垂直度，形成直线状的工作缝。工作缝的处理必须在水泥稳定碎石基层摊铺整形后随即进行，当日结束，不可无故延后。在已压实成型的基层边缘设置方木条，起到防护作用，此后水泥稳定碎石基层方可继续施工。在设置方木后，避免已压实部分遭到新铺料的污染，但在碾压前需取出方木，将方木所在部位的空隙回填平整，再碾压密实。

3 施工质量控制措施

贯彻全流程质量控制理念，包含施工前的准备、施工期间、施工后三大阶段，具体做如下分析。

3.1 施工准备阶段的质量控制

1)清理下承层，修补破损部位，保证下承层平整、坚实，而后洒水润湿；2)根据图纸要求测量放样，每10m设1处中桩；3)严格控制水泥、集料各类原材料的质量，确定混合料的配合比，水泥用量应比设计值高0.5%～1.0%；4)工程人员密切关注天气预报，根据气温、是否降雨等规划施工时间。出于对施工质量的考虑，水泥稳定碎石基层施工不可在高温时进行，防止因温度过高而出现基层开裂现象。

3.2 摊铺阶段的质量控制

向清理干净、修补平整的下承层洒布水泥浆，用摊铺机将运送到场的混合料摊铺到位。摊铺采取2台摊铺机梯队联合作业的施工模式，2台摊铺机平稳运行，前后2台摊铺设备保持合适的距离，尽可能减少接缝。摊铺后，混合料需均匀分布，摊铺范围、摊铺厚度均达标。

3.3 压实阶段的质量控制

以试验路段的施工结果为准，选择合适类型的压实机械，控制碾压参数，为正式施工提供指导。压实机械进场后，检验运行状态，为设备设定运行参数，使其平稳运行。严格控制压路机的运行路径，压路机平稳运行，无急刹车、忽然提速等影响基层平整性的行为。水泥稳定碎石基层压实后，检测压实度和平整度。

4 结语

综上所述，水泥稳定碎石基层的承载能力强，相比于一般混凝土基层，在质量可靠性、耐久性、经济效益性等方面均具有优势。经过本文对某城市道路水泥稳定碎石基层施工工艺的分析，明确了施工流程、施工方法及各阶段的质量控制措施。