高等级公路水泥稳定碎石基层施工要点分析
摘 要：结合某高等级公路水泥稳定碎石基层原材料要求、混合料配合比设计、施工要求等，分析水泥稳定碎石基层施工质量控制要点。
毕业论文网 关键词：水泥稳定碎石；配合比；原材料；施工质量；控制 中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号： Abstract: with a high grade highway cement stabilized macadam base of raw materials, mixing ratio design, construction requirements, analysis of cement stabilized macadam base course construction quality control points. Key Words: cement stabilized macadam; mixture ratio; raw materials; construction quality; control 引言 水泥稳定碎石混合料(简称为水稳碎石)，作为沥青混凝土的下承层，因其具有良好的板体性、水稳性和抗冻性，力学强度可视需要而调整以及整体承载能力强等优点，目前被广泛应用于修建高等级公路路面底基层或基层。
但水泥稳定碎石的性能必须通过合理的组成设计和施工控制得到，以避免其不足之处：如性脆、抗变形能力差、在温度和湿度变化及荷载作用下易产生裂缝，从而导致路面早期破坏，缩短道路的使用寿命等。
现以某高等级公路为例，该路面基层设计为34cm水泥稳定碎石，设计强度3.5MPa，采用集中厂拌法施工。
1原材料要求 水泥稳定碎石的主要原材料有水泥、粉煤灰及碎石。
所采用水泥、粉煤灰及集料等材料的各项技术均应符合相关规范要求，液限和塑性指数、筛分、碎石的压碎值试验、有机质含量、硫酸盐含量、水泥强度等级和初、终凝时间等各项试验应按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》进行试验。
(1) 采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。
水泥的初凝时间不小于3h，终凝时间不小于6h。
(2) 凡是饮用水—含牲畜饮用水.均可用于水泥稳定碎石基层的施工。
遇到可疑水源时，应进行试验鉴定，方可使用。
(3) 用于水泥稳定碎石基层中的碎石应质地坚硬耐久、洁净、有良好的级配。
(4) 用于水泥稳定碎石基层中的粉煤灰各项技术指标特别是SO3含量必须严格控制，满足规范和设计要求。
2混合料配合比设计 (1) 混合料配合比试验的试验步骤 1) 备同一种样品，不同水泥剂量的混合料。
2) 通过击实试验，确定各种混合料的最佳含水量和最大干密度，做5个不同水泥剂量，采用水泥：粉煤灰：集料（3.5：1.0：100 ；4.0：1.0：100 ； 4.5：1.0：100 ；5.0：1.0：100 ；5.5：1.0：100）进行混合料的击实试验。
3) 按工地预定达到压实度，分别计算不同水泥剂量的试件应有的干密度。
4) 按最佳含水量和计算得的干密度制备试件，进行强度试验时作为平行试验的最少试件数量不应少于13个。
5) 试验在规定温度下保湿养生6天，浸水1天后，按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》进行无侧限抗压强度试验。
6) 计算试验结果的平均值和偏差系数。
7) 水泥稳定碎石的7天浸水平均抗压强度R平应符合下式的要求： R平≥R设/(1－ZaCv) 式中：R设――设计抗压强度，本项目中，取3.5MPa； Cv――试验结果的偏差系数(以小数计)； Za――标准正态分布表中随保证率（或置信度a）而变的系数，取保证率为95%，即Za=1.645。
试验结果如下： 配合比 最大干密度（g/cm3） 最佳含水量（％） ７d无侧限抗压强度 （ＭＰa） 3.5：1.0：100 2.322 4.6 3.2 4.0：1.0：100 2.331 4.8 3.5 4.5：1.0：100 2.333 4.8 3.7 5.0：1.0：100 2.341 4.9 4.1 5.5：1.0：100 2.343 5.0 4.3 通过以上试验比较，在满足R>Rd/（1―ZaCv）的前提下，应严格控制水泥的剂量。
水泥剂量太小，不能确保水泥稳定集料的强度，剂量过多，既不经济，又易使基层的裂缝增多、增宽，引起沥青面层也产生相对应的反射裂缝。
通过室内试验和现场试验段的施工，最后选定水泥：粉煤灰：集料=4.5:1.0:100的配合比，最佳含水量为4.8%，最大干密度为2.333g/cm3。
（2）在完成水泥稳定碎石基层配比试验后，应进行水泥稳定碎石基层延迟时间（从加水拌和到试件成型所需的时间）对水泥稳定碎石性能达到的干密度和强度的影响试验。
根据拟定水泥剂量的混合料的延迟时间与强度的关系曲线和要求达到的强度，确定施工时的容许延迟时间；或根据施工现场可能达到的延迟时间和要求达到的强度确定是否调整拟定的水泥剂量。
特别注意，混合料的施工容许延迟时间与施工气温是有很大关系的。
（3）当试验确定施工时的容许延迟时间大于2h时，施工时应按2h作为容许延迟时间进行施工质量控制。
3高等级公路水泥稳定碎石施工要求 （1）本工程的水泥稳定碎石基层混合料的拌和采用集中厂拌方式，从拌和工艺上确保水泥稳定碎石的质量。
由于拌和机采用高精度电磁调速控制系统，给料量通过调节电机转速，直接控制给料量，能较好地保证各种物料的配比精度，且拌和均匀，性能稳定。
有了良好的拌和设备，控制水泥剂量、出厂含水量的控制也十分重要，根据多次施工段的总结，一般情况下拌和含水量应比最佳含水量略高1%~2%，同时还要依据气候、运输距离略有调整，以弥补混合料在运输、摊铺和碾压过程中水分的损失。
含水量过大，既会出现“弹软”、“波浪‘等现象，还会出现“粘轮”及碾压过后出现“麻面”，影响了压实度和强度，也会增大混合料的干缩性，使结构层容易产生干缩裂缝；含水量过小，混合料易松散，结构层面“发白”，不易碾压成型，同样影响压实度和强度。
所以，含水量到底应略高或略低于最佳含水量，还要在施工过程中，凭施工经验及现场摊铺、碾压的效果及时作出调整。
（2）只有当气温在5oC以上和非雨天时，才可进行水泥稳定碎石的施工，降雨时停止施工，但已经摊铺的水泥混合料应尽快碾压密实。
（3）在验收合格的底基层上铺筑基层时，应先将底基层顶面清扫干净，洒水湿润；并在其表面撒少量水泥或水泥浆（水泥用量不低于2.0kg/m2）再进行水泥稳定碎石基层的铺筑。
（4）水泥稳定碎石基层厚34cm，分2层进行施工（上层与下层压实厚度均为17cm）下基层分段摊铺和碾压密实后在不采用重型振动压路机碾压时，可立即摊铺上基层；或者在铺筑上基层之前，始终保持下基层表面湿润。
在铺筑上基层时，将下基层顶面清理干净后，在其表面撒少量水泥或水泥浆（水泥用量不低于2.0kg/m2）。
1）分级备料，建立不同规格集料的进场验收制度。
在定购集料之前，对料场每种不同规格（或粒径）的集料进行取样做筛分试验，材料进场时有专人验收，凡不符合规定的集料拒收。
2）对于土质场地，事先平整、碾压并作适当硬化处理，避免雨季场地坑洼、泥泞和污染集料。
不同粒级的集料应隔离，分别堆放。
事先计算各种不同粒级的集料需要量，计划进料时间，并计算各种不同粒级集料所需堆放场地的面积。
避免料多时互相交错，保持同一粒级集料颗粒组成无大的变化。
在场地上堆放集料时，要一车一车集料先在预定面积上平放一层，然后在往上平放一层，这样一层一层向上堆放可以减少集料堆放过程中的离析现象，保持同一粒级集料的均匀性。
或者料车在计划堆料场的一端堆料，然后用推土机在场地上摊开堆放并一层一层向上。
3）4.75mm以下集料应设置遮雨设施，以防雨淋。
4.75mm以下集料进场时含水量过大，比较潮湿，堆放之前应当进行晾晒处理。
4）为避料斗中的集料串料，料斗上口之间要用隔板隔开，或料斗的上口不要紧靠在一起，要有一定距离；同时上料用的装载机的装料斗的宽度应明显小于料斗的上口宽度。
5）在正式拌制混合料之前，必须先调试所用的设备，使混合料的颗粒组成和含水量都达到工地要求。
原材料的颗粒组成发生变化时，应重新调试设备。
拌和机加水装置处应有人严格管理。
7）拌和配料应准确，严格控制水泥剂量，并有容易控制的准确度高的加水计量装置。
拌和时间宜尽量长些，保证混合料拌和均匀，拌和时间不小于1min。
8）拌和时的含水量视天气情况应比最佳含水量大1%~2%左右，以弥补混合料在延迟时间内的水分损失，碾压时混合料的含水量控制在最佳含水量左右。
9）运料车装料出厂时，为防止表层混合料含水量损失过多，特别是在气温较高、阳光大和有风的气候条件下，车厢应进行覆盖；并尽快将拌和的混合料运送到铺筑现场，减少损失，保证在容许的延迟时间内能压实好。
10）料车在接料过程派专人指挥分前、后、中三次接料，尽量避免装料环节出现集料离析； （6）摊铺 1）开始摊铺的前一天要进行测量放样，按摊铺机宽度与传感器间距，一般在直线上间隔10m，做好标记，并打好导向控制线支架，根据松铺系数挂绳算出松铺厚度，决定导向控制线高度，由专业测量员负责挂好导向控制线。
2）拌和机与摊铺机的生产能力应互相匹配，摊铺机连续摊铺，拌和机的产量宜大于400t/h。
如拌和机的生产能力较小，摊铺机应用较低速度摊铺，以减少停机待料的情况。
3）摊铺时尽量避免粗细集料离析现象，发现有离析现象时设专人及时处理，特别是局部粗集料窝应该铲除，并用新拌混合料填补。
4）及时进行碾压，碾压过程中混合料表面始终保持湿润，如水分蒸发过快，及时喷洒少量水；宜先用轻型两轮压路机跟在摊铺机后及时碾压，后用重型振动压路机继续碾压，经拌和的水泥混合料宜在1h内碾压完成，并达到要求的密实度。
碾压过程中，如有“弹簧”、松散、起皮等现象，应及时处理。
为及时指导现场压实工作，现场应配备核子密度仪进行压实度快速检测。
另外，在碾压过程中应进行标高、平整度的及时跟踪检测，如发现严重超标，及时修整。
压路机在已完成的或正在碾压的路段上应做到不调头和不急刹车，保证水泥稳定碎石表面不被破坏。
如因故中断，且在混合料的施工容许延迟时间之内不能恢复正常摊铺时，应设置横向接缝，横缝应与路面车道中心线垂直设置，其设置方法如下： ①、摊铺结束后，人工将摊铺机摊铺末端的混合料整理整齐，并将摊铺机末端修成一个斜坡； ②、按正常的碾压方式进行碾压。
碾压时整个压路机碾压至斜坡下，以保证摊铺末端处的压实度； ③、当天碾压结束后，人工用3米直尺在摊铺末端检测平整度，定出横缝的位置，并垂直路面车道中心线带线，将线外侧靠摊铺末端平整度不合格的混合料挖沟铲除； ④、人工将横缝的横断面修理整齐，并将作业面进行清扫，下次施工时经过再次修整、洒水湿润后撒泼水泥起步摊铺。
碾压时压路机沿接缝横向碾压，由前一天压实层逐渐推向新铺层，碾压完毕再纵向正常碾压。
（7）养生 1）水泥稳定碎石基层在碾压完成并经压实度检查合格后，应立即开始养生。
2）养生应采用土工布满盖并洒水保温的方法进行，不得用湿粘土、塑料薄膜或塑料编织物覆盖。
在整个养生期内，必须始终保持处于湿润状态。
水泥稳定碎石上基层在碾压完成并经压实度检查合格后，待表面稍干，立即浇洒透层油和铺筑沥青封层。
4）养生期间，除洒水车以外，应封闭交通；不能封闭时，应限制重型车辆通行，其他车辆的行驶速度不应超过30km/h，且不得转弯、调头及急刹车。
5）养生期不宜少于7天。
养生期结束后，表面应彻底清扫干净，并尽快进行下一结构层的施工，以防干缩开裂。
4结语 通过对实际施工过程中的关键环节如原材料质量把关、混合料配合比组成设计控制、施工工序质量控制等方面做出较为深入的系统分析与研究，从而总结出了一套适用于水泥稳定碎石施工的质量控制要求和措施，对水泥稳定碎石基层的施工具有一定的实际意义。
参考文献 [1] 钱进,水泥稳定碎石基层施工的质量控制要点[J].华东公路,2005. [2] JTJ034―2000,公路路面基层施工技术规范[S]. [3] 王彬.高等级公路半刚性路面基层施工质量的控制［J］.林业建设,2007. 注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。