宁夏润咨公路工程试验检测有限责任公司 宁夏银川 750004
摘要：随着我国高速公路施工迅猛发展，沥青混凝土路面成为主流，而沥青混凝土面层的刚度小,荷载分布能力弱,需设基层作为半刚性沥青路面的主要承重层。因此，水泥稳定碎石基层施工控制尤显重要。 宁夏高速公路及地方道路也对公路结构层的标准也做了改善，全部采用了水泥稳定碎石半刚性基层。在公路使用和施工过程中也暴露出许多质量问题：如强度不足、局部松散破碎、干缩裂缝等问题，严重影响了公路的使用寿命。本文结合工程实际和自身的工作经验，从原材料、配合比设计、施工工艺及施工过程控制等方面作一下论述。
关键词：水泥稳定碎石；质量；控制
水泥稳定碎石作为半刚性材料，以其整体性强、承载力高、刚度大、水稳性好等特点在公路路面基层施工中被广泛应用。为了保证水泥稳定碎石路面基层满足设计要求和使用要求，除结构设计合理、路基强度满足要求外，重点是水泥稳定碎石路面基层的原材料选择、混合料组成设计和施工过程的质量控制。
一、水泥稳定碎石形成机理
水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实。其压实度接近于密实度，强度主要靠碎石间的嵌挤锁结原理，同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。它的初期强度高，并且强度随龄期而增加很快结成板体，因而具有较高的强度，抗渗度和抗冻性较好。水泥稳定碎石水泥用量一般为混合料3%～6%,7天的无侧限抗压强度可达3～5MPa，较其他路基材料高。水泥稳定碎石成活后遇雨不泥泞，表面坚实，是高级路面的理想基层材料。
二、材料的质量控制
水泥稳定碎石基层这种结构对原材料要求较严，原材料的质量好坏直接关系到混合料各项物理性能。水泥稳定碎石路面基层的原材料主要有水泥、粗集料、细集料。水泥应选用初凝时间3h以上和终凝时间大于6h且小于10h的32.5或42.5水泥。各项技术指标应满足技术规范的要求，水泥初终凝时间是确定水泥稳定碎石的施工控制时间的重要依据。粗集料的质量控制指标主要是根据结构层性能决定的碎石压碎值和颗粒组成，确定出碎石的强度和级配，石料的压碎值不超过26%，针片状颗粒含量不超过22%,0.075mm以下粉尘含量小于2%，软石含量小于5%。细集料主要是控制好石屑的颗粒组成和掺加量，保证设计级配范围。为了把好原材料质量关，施工单位及中心试验室应需加强对各类原材料的料源进行提前确定和检测，在使用过程中按规定频率抽样检验，不合格的材料一律清退出场。通常适合于饮用的水，均可拌制和养护水泥稳定碎石。如对水质有疑问，要确定水中是否有对水泥强度发展有重大影响的物质时，需要进行试验。从水源中取水制成的水泥砂浆的抗压强度与蒸馏水制成的水泥砂浆抗压强度比，低于90%者，此种水不能用于水泥稳定碎石的施工。
三、配合比设计
混合料的配合比设计必须做到三个限制：在满足设计强度的基础上限制水泥用量；在减少含泥量的同时，限制细集料、矿粉料用量；根据施工时气候条件限制含水量，以减少水稳混合料的收缩性。混合料通常随水泥剂量的增加，强度逐渐增高，收缩性逐渐增大，水泥剂量太大，既不经济、还会使基层的裂缝增多、增宽，从而引起沥青面层相对应的反射裂缝；水泥剂量太小，不能确保水稳的施工质量。一般建议水泥剂量按3%、3.5%、4%、4.5%、5%五种比例进行试验。制备不同比例的混合料，取符合强度要求的最佳配合比作为水稳的生产配合比，用重型击实法确定各组混合料的最佳含水量和最大干密度。水泥剂量一般不宜大于5%。宁夏地区建议目标配合比水泥掺入量为4.5%。试验室经过一定数量的原材料试验和混合料制成试件进行无侧限抗压强度试验，确定了混合料的配合比及最大干密度和最佳含水量，以后就靠拌合设备的配料准确。配料准确是保证水泥稳定碎石内在质量的关键环节。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆配料准确的基本前提是两种原材料要合格。通过对工程实际应用的矿料分别进行筛分试验和测定其相对密度，根据各种矿料的颗粒级配和计算用量比调配出合理的级配曲线。配合比设计中，根据施工条件限制含水量，含水量过大，既会出现弹簧、翻浆等现象，影响混合料可能达到的密度和强度，也会增加混合料的干缩性，使结构层容易产生干缩裂缝。含水量过小，混合料易松散，不容易碾压成型，也会影响混合料可能达到的密度和强度。根据路面基层施工技术规范及施工经验，一般情况下拌和物含水量应根据气温、运距和机械碾压性能情况比最佳含水量略高0.5-1%，以弥补混合料运输、摊铺和碾压过程中水分的损失。
合理的水稳配比组成除能达到设计强度外，还应具备较小的温缩性和干缩性及较好的施工和易性能。施工单位形成的最佳配合比设计文件，报试验监理工程师审查、中心试验室验证，批准后方可施工。
四、混合料的生产、摊铺及碾压
在水泥稳定碎石混合料拌和过程中，均匀性是影响水泥稳定碎石结构强度的关键因素。基层水泥稳定碎石必须采用集中厂拌混和料，拌合设备产量宜大于500t小时。采用集中厂拌，厂拌设备使用前应先调试所用厂拌设备、各计量系统，使所拌混合物含水量、骨料级配、水泥含量均符合配比要求，使机器运转正常，拌和机出料量与所用摊铺生产能力一致起来。在拌合过程中，试验室一定要对混合料水泥剂量严格监测，水泥的用量对水泥稳定碎石基层质量起着关键作用，剂量太小，不能确保水泥稳定碎石施工质量，而且水泥稳定碎石强度也不能满足承载力要求，而剂量太大，既不经济、还会使基层的裂缝增多、增宽，从而引起面层相对应的反射裂缝。考虑施工时各种损耗，工地实际采用的水泥剂量应比室内试验确定的剂量增加0～0.5%，以确保水泥稳定碎石基层的质量，但应控制不超过6%，以减少混和料的收缩性。 摊铺、碾压时，摊铺系数1.3∽1.5之间，施工中必须贯彻“宁高勿低、宁刮勿补”的原则，全部施工工程力争在水泥终凝时间前完成。碾压完毕立即做压实度试验，若试验结果达不到标准，应重新进行碾压。对于碾压过程，要根据气温情况及运输距离及时调整含水量的大小，根据规范、经验及现场摊铺碾压的效果确定。实时对拌和含水量应比最佳含水量略高0.5%～1%，若气温较高或运输距离较长时应高1%～2%，以弥补混和料运输、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，影响混和料可能达到的密实度和强度，也会增加混和料的干缩性，使结构层容易产生干缩裂缝。含水量过小，混和料易松散，不容易碾压成型，也会影响混和料可能达到的密实度和强度。
长距离运输，应通过试验，采取措施，及时摊铺，在水泥的终凝时间内，完成水泥稳定碎石的运输、摊铺、碾压、成型。
五、水泥稳定碎石的养生
水泥稳定碎石的养生是十分重要的环节，养生期间的湿度及周期对水泥稳定碎石的强度影响相当大。
1.试验段碾压完成应立即进行压实度检查，经检测合格后即进行覆盖养生。
2.对于上基层或不采取连续施工和循环施工的下基层，铺筑完毕后用洒水车喷雾撒水，然后覆盖土工布养生，养生期不宜少于7天，气温较低时施工的养生期要适当延长。
3.基层撤除土工布后应及时锯缝、清除浮浆、洒透层油、铺筑沥青表处下封层，如不能及时洒透油层，还应坚持洒水养生。
4.在养生期间应封闭交通，禁止运输车辆在其上行驶。若必须通车时，应限速在30km/h以下，严禁履带车辆通行或半边通车，工序上两边不能冲突，不要造成机械频繁调动。
结束语：水稳的施工，只要严格执行规范要求，控制好原材料的质量，以及混合料的组成设计、拌和、运输、摊铺、碾压、养生等环节，组织管理到位，抓住关键工序，加强管理，严格控制施工过程，就能够消除质量通病确保工程质量。
参考文献
[1]JTG E51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》
[2]JTG/T F20-2015《公路路面基层施工技术细则》
论文作者:蒋永波
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/26
标签：水泥论文; 碎石论文; 稳定论文; 含水量论文; 基层论文; 强度论文; 剂量论文; 《基层建设》2017年第33期论文;