水泥稳定碎石路基施工中的技术问题及对策分析

吕英硕

（山东远通公路工程集团有限公司，山东滕州 277500）

0 引言

随着相关技术的不断发展，我国道路质量不断提高，同时人们对道路的要求也在不断提高，对道路的平整度有更高的要求[1]。道路基层是显示道路平整度的一项重要指标，为提高道路工程质量，需做好道路基层的施工。水泥稳定碎石材料相对于其他材料，具有强度好、抗冻性能强等优势，目前其已被广泛应用在路基施工中。

1 水泥稳定碎石基层概述

水泥稳定碎石是一种碾压式的混凝土，由石子、石粉、水泥等组成[2]，这是一种半柔性、半刚性的材料，其目前被广泛应用于公路基层施工中，能够帮助公路由刚性向沥青柔性过渡。

1.1 水泥稳定碎石基层性能要求

公路基层的材料以及施工质量将直接影响公路的使用性能，若公路基层施工质量不佳，会缩减公路的使用寿命，公路易受到破坏，导致安全风险，且增加资金的投入。为提高公路质量，需解决公路基层施工中存在的问题[3]。

水泥稳定碎石基层必须具备一定的强度以及刚度。道路需要承受车辆的重量以及车轮的反复碾压，只有具有合适的强度以及刚度，才能够保证道路在反复碾压的过程中不会出现变形以及断裂[4]。

水泥稳定碎石基层需要具有一定的水稳定性和冰冻稳定性。当降雨时，路面上的积水会进入道路的内部，地下存在的水同样会进入道路中。在较冷的地区，路面经常出现结冰的情况，路基上层以及路面的底基层会长期处于潮湿的状态，长此以往将对水泥稳定碎石基层的整体性、刚性以及强度造成一定影响，影响道路的使用寿命[5]。因此，水泥稳定碎石基层需要具备一定的水稳定性以及冰冻稳定性，保证路面存在积水时，不会影响到道路的整体性、刚性以及强度，并且在天气较冷时不会冻坏路面[6]。

水泥稳定碎石基层需要具有一定的抗冲刷性。道路长期承受车辆的重量，以及车轮的反复碾压，内基层较易出现降低，此时道路可能出现一些较小的裂缝，若受到雨水等的冲刷，路面可能出现一些唧泥，进而对道路上行驶的车辆造成影响，增加道路上事故概率（抗压强度与累计冲刷量的关系见图1），因此水泥稳定碎石基层需要具备一定的抗冲刷性，避免此种情况的发生。

图1 抗压强度与累计冲刷量的关系

水泥稳定碎石基层需要具有良好的抗裂性能以及抗疲劳破坏能力。道路经过长时间的使用，会受到湿度以及其他因素的影响，此时基层材料受到的拉力也会增加，一旦此种拉力超过了基层材料的限值，基层就会出现开裂的情况，此种情况不仅会给基层结构的整体性造成影响，还会降低道路的强度，最终缩短道路的使用寿命[7]。因此，水泥稳定碎石基层需要具有良好的抗裂性能以防止道路基层出现开裂。道路长期受到车辆的碾压，加上环境温度的影响，道路表面的结构强度将会下降。若荷载超过了道路所能承受的范围，道路基层将出现断裂，因此水泥稳定碎石基层需要有良好的抗疲劳性能，从而有效地避免道路基层断裂。

1.2 水泥稳定碎石组成结构

一是悬浮密实结构，该种结构在细骨料中较多，在粗骨料中较少，骨料相互之间缺乏接触，因此较难形成骨架。但是此种结构的黏结力较强，内摩阻角较低。此种结构主要利用其自身具有的黏结力来维持结构的强度，若外部施加过大的作用力，其较易被破坏。如果利用这种结构来制作水泥稳定碎石基层，可能影响到结合料的性质，并且路面的结构也较易被破坏，因此此种结构一般不应用在道路基层施工中[8]。

二是骨架孔隙结构，此种结构多见于粗骨料，一般不会出现在细骨料中，其能够形成骨架，但是骨架之间会有较大的空隙。此种结构具有较低的黏结力，但相较于悬浮密实结构，其具有较大的内摩阻角，内摩阻力越大则结构强度越大。因此，此种结构会使水泥稳定碎石基层具有良好的收缩性能，但是缺少较强的耐久性[9]。

三是骨架密实结构，其是在前两种结构的基础上形成的一种结构。水泥稳定碎石中不仅存在一些粗骨料，还存在一些细骨料，因此可以让其中的粗骨料形成骨架，在骨架的空隙中可以加入一些细骨料，从而增加水泥稳定碎石的密实度。此种结构具有较高的内摩阻角以及黏结力，其具有较好的力学性能、抗裂性能、抗收缩性能等。目前道路施工中广泛应用此种结构的水泥稳定碎石基层[10]。

2 水泥稳定碎石路基施工关键技术

水泥稳定碎石路基进行施工时需要完成多个步骤（见图2），文章将对主要技术步骤进行详细介绍。

图2 水泥稳定碎石路基施工的步骤

2.1 摊铺

在进行道路施工时，首先开展摊铺操作，通过良好的摊铺，能够有效提高道路的质量以及车辆通行的安全[11]。在开展下基层摊铺操作时，需利用推土机进行，推土机停放的位置需根据其自身的位置规划好。为了保证后续道路施工的顺利，需科学准确地计算推土机的停放面积，除此之外，在进行摊铺前，还需遵守相关的规范，严格控制混合料的配合比。

完成下基层的摊铺工作后即可开始上基层的摊铺工作，此过程需根据道路施工的实际情况选择合适的摊铺设备。同时，在摊铺的过程中，应注意是否出现纵向接缝，以免影响道路施工进度。

2.2 碾压

在完成全部的摊铺工作后即可进行碾压工作。为了确保施工能够正常稳定地进行，需利用合适的静压压路机进行12h 持续工作，这样才能够符合相关标准，同时还能减少压路机的配置，在进行碾压时，需选择能够关闭振动的振动压路机。同时，需要根据现场的情况将碾压的速度控制在1.5～2.0km/h。在碾压时尽量将路面压实，若出现压痕需及时消除，避免影响路面的平整度，如图3 所示。

图3 碾压现场施工图

在碾压前需要根据运输距离、摊铺时间以及碾压速度等，准确地计算碾压工作段的长度，以有效提高道路基层的强度。一般碾压工作段的长度会控制在30～60m。

水泥稳定碎石基层的碾压工作可以分为稳压、振压、静压和收光四个步骤。稳压可以提高混合料的稳定性，振压可以保证压实工作顺利进行，静压则可以提高混合料的密实度，收光消除其他步骤时留下的压痕以及裂纹等，保证道路的平整度。

2.3 接缝及缺陷处理

一些因素对公路施工的影响是无法避免的，因此公路施工时会出现一些裂缝以及缺陷，需要在完成摊铺以及碾压等工作后进行接缝以及缺陷的处理。对于裂缝等问题，需要及时使用切割机来处理纵缝，并使用混合料将裂缝填平。同时，施工过程中需要做好预防工作，避免出现较为严重的裂缝以及缺陷。

3 施工过程中的质量控制

3.1 严格执行水泥稳定碎石路基施工的各道工序

水泥稳定碎石施工具有连续性、短期性以及不可弥补性，因此在进行施工时，应严格执行各道工序，保证连续施工，保证充足的原材料供给。水泥加水之后迅速发生反应，随后水泥逐渐凝结，因此在施工时需要保证在水泥终凝前完成水泥稳定碎石混合料的成型，以免对工程质量造成影响。

3.2 控制材料质量及性能

水泥稳定碎石的材料主要包括粗集料、细集料以及水泥等，需要严格控制材料质量，避免不合格的材料混入，影响整个道路基层施工质量。水泥稳定碎石的主要材料是集料，因此集料的选择会直接影响水泥稳定碎石基层的性质。集料应具有一定的强度，保证道路基层足够坚固，可以承受车辆的不断碾压。在选择粗集料时，需要严格按照相关规范进行，最大的集料不能超过31.5mm，过大的集料在进行水泥稳定碎石制作时可能与较小的集料分离，导致集料之间出现缝隙，影响水泥稳定碎石的品质。

3.3 控制水泥剂量

在进行公路施工时需严格控制水泥稳定碎石中的水泥剂量。若含有的水泥过少，会影响水泥稳定碎石的强度，从而降低公路基层的承载力。若使用过多的水泥，不仅会在制作水泥稳定碎石基层时出现材料浪费的情况，还可能使基层之间出现裂缝，影响整体结构。不同地区的温度以及环境湿度有所不同，不同地区水泥和其他材料的配合比也各不相同，因此在施工过程中，需根据施工现场的实际情况、环境等合理地设置水泥的剂量。

3.4 控制含水量

目前公路施工时，一般选用厂拌法来制作水泥稳定碎石混合料。在制作混合料时，需要安排专门的人员实时监测混合料的含水量，使含水量保持在正常的范围内。最佳含水量主要由当日的温度、湿度以及运输距离等决定。将含水量控制在最佳范围内，不仅能够提高混合料的质量，还能够保证公路施工的顺利进行，避免出现返工的情况。

3.5 压实

压实是制作水泥稳定碎石混合料的一个关键步骤，其能够有效提高公路施工的质量。当混合料的含水量大于最佳含水量时即可进行压实操作。在进行压实时应注意，压实机压实的力度应先轻后重，保证中间不留空隙，压实的速度应先慢后快，避免影响混合料的硬度。进行压实前应规划合理的路线，保证混合料的均匀压实，对于角落处的混合料，可以选用人工或者小型压路机进行压实，保证充分压实每一部分的混合料。在压实过程中需定期检查混合料的含水量以及密实度，及时了解混合料的情况，并采取相关措施解决遇到的问题，保证最终的密度以及压实度等参数符合相关的标准。在压实过程中，应避免机械在已经完成压实的地段转向或急刹车，以免破坏已经压实过的结构。

3.6 养护

水泥稳定碎石养护环节的湿度对其强度具有较大的影响，在混合料制备时应不断进行养护。混合料制备时，其中的水泥可能发生水化作用，造成水分流失，因此需要通过养护不断补充水分。在养护环节，需要避免车辆在道路上行驶。

4 结语

综上所述，目前水泥稳定碎石基层已经被广泛应用在道路施工中，该类基层有着良好的强度和刚度，同时具有水稳定性、冰冻稳定性、抗冲刷性、抗裂性、抗疲劳破坏能力等性能，自身还具有良好的骨架密实结构，能够有效提高道路质量，延长道路的使用寿命。水泥稳定碎石基层施工主要包括摊铺、碾压、接缝及缺陷处理等过程。在制备的过程中还需要注意控制材料的质量，避免不合格材料混入，同时控制水泥的剂量，控制含水量等参数，最大程度地保证施工的顺利进行和施工质量。