摘要：水泥稳定级配碎石属中粒土，以级配碎石作为骨料，掺入一定比例、体积的胶凝材料（即水泥、灰浆、水等）用以填充骨料间空隙，按照嵌缝挤压的原理进行摊铺、压实后行成的板体，其主要特点为：需求机械化使用率高、施工进度快，初期强度高，且强度随龄期的增长增速快，从而具有较高的强度，且其抗渗性能及抗冻性能较其他路基材料优势突出，是近年来市政道路及公路工程路面结构中普遍选用的基层。但由于水泥稳定级配碎石基层成型快，不易修整，质量要求高，因此，为减少工程施工过程中产生质量通病，确保工程施工质量，需开展对水泥稳定级配碎石基层的研讨、分析及施工质量控制工作，希望对读者有所帮助。
关键词：市政工程、城市快速路、水泥稳定级配碎石、施工质量
引言
随着我国国民经济的蓬勃发展，人们的生活水平日益提高，对机动车的使用率也日益增长，主要交通枢纽的超负荷运载对城市交通形成巨大的压力，从而急需增加交通路网，因此要在科学规划及技术指导下，集中管理及技术力量加快城市主、次干道和快速路的交通基础设施建设。合理安排交通基础设施建设，需找到节约交通成本，又能提高交通建设总体效益的材料，水泥稳定级配碎石作为一种具有良好板体性和力学性能的材料，已成为高等级道路基层的常用材料，并得到广泛推广及应用。下文结合在柳州市东外环北段工程Ⅳ标项目上应用的实例，浅谈市政工程城市快速路水泥稳定级配碎石基层的施工质量控制。
柳州市东外环北段工程是柳州市市政公用设施重点工程，Ⅳ标项目道路设计长度2090m，道路等级为城市快速路，主线车道设置辅道段红线宽度70米，局部设置加减速车道段拓宽红线至78米，未设置辅道段红线宽度为41.5米～52.5 米，车道数：主线车道双向6车道，辅助车道双向 4 车道。路面形式为高等级改性沥青砼路面，其路面设计结构为：4cmAC-13C+6cmAC-16C+8cmAC-25C+1.0cm沥青封油层+20cm水泥稳定级配碎石上基层+20cm水泥稳定级配碎石下基层+20cm级配碎石底基层。道路设计结构具体如下图所示：
1、施工准备
水泥稳定级配碎石基层在铺筑施工前必需对计划施工路段底基层（下承层）进行严格的验收工作，且要求其表面应坚实、平整、均匀，无推移、松散及浮石现象。铺筑级配碎石作为底基层，采用重型击实标准设计，其压实度不小于96%，在进行下一道工序时，需对前一道工序进行压实度、弯沉实验，选用灌砂法进行检测（1点/1000㎡）；采用弯沉仪进行检测（1点/20m），弯沉值不得大于设计规定。
2、原材料的控制
2.1、水泥的选择
水泥可采用42.5级普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，水泥的初凝时间应大于3h，终凝时间不小于6h，且适宜采用标号较低的水泥。水泥应有出产合格证、生产日期，复检合格，水泥的安定性及细度等要求均须满足国家规定标准。
2.2、粒料颗粒范围
根据《公路路面基层施工技术细则》JTG/T F20-2015表4.5.4的规定，水泥稳定级配碎石用作道路基层时，其粒料（碎石）的最大粒径不宜超过37.5㎜，压碎值不应大于30%，压实度不应小于96%，CBR值不应小于100%，水泥稳定级配碎石集料的颗粒范围及技术指标应符合下表要求。
水泥稳定级配碎石集料的颗粒范围及技术指标表
2.3、用水选取
一般情况下，可就近取用，适合于饮用的水源均可用于拌制和养护水泥稳定级配碎石。当采用其他水源或对水质有疑问时，应通过试验确定水源中是否存在对水泥强度发展有重大影响的物质。
3、混合料配合比设计与控制
3.1、混合料配合比设计
通过委托具备相应资质的试验室提供混合料配合比，确定符合图纸设计要求的水泥稳定级配碎石混合料的最大干密度、最佳含水率、7d无侧限抗压强度代表值。通过试验具体确定应控制的延迟时间，将试验检测作为主要技术手段指导实际施工，以保证工程质量。
3.2、水泥掺量的调控
水泥稳定级配碎石基层的强度指标在一定程度上取决于水泥的掺量，随着水泥掺量的增加，其物理、力学性质也会随之改变。水泥稳定级配碎石的收缩裂缝分为干缩裂缝和温缩裂缝两种，干缩（即材料内部水分蒸发引起的体积收缩现象）主要发生在基层摊铺、碾压成型后的初期阶段，过多的水泥掺量，在获得强度增加的同时会产生较大的干缩裂缝。《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1-2008中7.5.3条，《公路路面基层施工技术规范》JTG-T-F20-2015中4.6.5条中规定，当水泥稳定级配碎石混合料用于道路基层时，水泥掺量的比例应控制在3%～5%之间。
4、施工工艺与质量控制
4.1、测量放样
施工前应做好道路中桩、边桩定位、原地面标高测量以及宽度放样，控制测量资料需经监理认可并抽检合格，施工过程中应对控制桩及控制基线进行维护，并不间断的进行复核工作。
控制桩宜选用Φ12直螺纹钢筋加工成钢钎，并在顶部焊接螺纹丝扣，用于调整控制线的高度。控制用的基线选用Φ6.2mm的钢丝绳，以道路控制桩为基点进行张拉，当相邻控制桩间的道路坡度相同时，钢丝绳的张拉长度应控制在200m以内，并在两端用紧线器张拉平直，紧线器张拉力为0.8KN～1KN，避免由于长度过大而产生挠度，控制基线标高误差应控制在-2mm、+5mm间。
4.2、松铺系数的确定
在道路工程施工中，松铺系数K是一个重要的技术参数，它不仅受到诸多因素的影响，且具有极强的不稳定性。当松铺系数取值过大时，将导致铺筑层增厚，造成浪费并影响最终的压实效果；当松铺系数取值过小时，将导致铺筑层压实后达不到设计要求的厚度，将严重影响基层的抗折强度及抗压强度，并可能在该处形成薄弱点，造成早期疲劳破坏。因此，如何选取用于工程实际施工的松铺系数，是沥青路面施工的重要环节。
《公路路面基层施工技术规范》JTG-T-F20-2015中“表5.3.22”推荐的现场人工摊铺水泥稳定材料的松铺系数为1.30～1.35（中、粗粒材料）、1.53～1.58（细粒材料）。当使用摊铺机进行水泥稳定材料的摊铺时，松铺系数应略有降低并应由试验路段提供实际施工所用的松铺系数。本工程选取K5+400～K5+600道路段左右幅作为水泥稳定碎石层摊铺配合比及实验段，道路边桩与中桩共设置60处观测点。由松铺系数公式：K=碾压前厚度（h虚）/压实后厚度（h实），结合现场对各观测点实际测量计算，确定用于指导现场施工的松铺系数K指导=1.26，虚铺厚度为25.2cm。
4.3、混合料的摊铺
水泥稳定级配碎石摊铺前，应将底基层面上的松散结构及浮尘清扫干净，并进行洒水湿润。摊铺前应做好次日施工工程量的计划，做好施工队组人员及材料的落实，保证摊铺机械的运转正常。拌合站出料量应与摊铺生产能力相协调，尽量避免在摊铺过程中出现供料不正常现象。
混合料摊铺过程应遵循“宁高勿低、宁刮勿补”的原则，机械就位后应调整好传感器臂与控制线间的关联，严格按照控制基线确定的虚铺厚度和控制桩确定的高程，保证横向坡度与纵向坡度满足图纸设计要求。在摊铺过程中，摊铺机后应指派专职人员对摊铺面的均匀性进行跟踪检查，及时对存在离析现象、缺料现象及拖痕现象的部位进行人工补料，使水泥稳定碎石层密实均匀，应设专人配合铲除局部粗集料“窝”，并用新拌混合料填补。摊铺机在施工过程中应匀速前进，螺旋布料器应均衡地向两侧供料，摊铺的速度宜控制在1.0～1.5m/min范围内。拌合站应保证混合料的连续供应，尽量避免中途出现停机待料的现象。
4.4、混合料的碾压
混合料的碾压是关系到水泥稳定级配碎石基层内在质量的关键工序环节，碾压顺序尤为重要，施工过程须严格把控。
先用20T振动压路机紧跟在摊铺机后进行稳压2遍，再震动4～5遍，将松散的表面压实，使表面平整坚实，压至达到压实度要求。碾压时，直线段由两侧路肩向路中心碾压，平曲线段由内侧路肩向外侧路肩碾压。头两遍的碾压速度以采用1.5～1.7km/h为宜，以后用2.0～2.5km/h的碾压速度，路面两侧应多压2～3遍。应遵循生产试验段确定的程序与工艺，注意碾压要充分，振动不起浪、不推移。压实时可以先静压稳定→开始小振动碾压→再大振动碾压→最后静压稳定收面，压路机碾压时应重叠1/2轮宽，压至无轮迹为止。
碾压过程中，严禁振动压路机在已完成的或正在碾压的路段上掉头和紧急制动，以保证水泥稳定碎石层表面不受破坏。碾压宜在水泥终凝前及试验确定的延迟时间内完成，并达到要求的压实度，同时没有明显的轮迹。水泥稳定碎石的表面应始终保持潮湿，如表层水蒸发得快，应及时补洒少量的水，严禁洒大水碾压。如有松散、起皮等现象，应及时翻开重新拌和或用其它方法处理，使其达到质量要求，碾压时间不得超过水泥的初凝时间即3h。碾压完成后，采用土工布湿润后进行覆盖，并封锁道路，禁止车辆通行。
4.5、纵横向接缝处理
水泥稳定混合料摊铺时，须连续作业不中断，并根据道路宽度安排摊铺机进行整幅摊铺，以避免纵缝。
根据施工路段里程，当出现：①因故中断2h，需要设横缝；②每天收工之后第二天开工的接头段面，须设置横缝；③当通过桥涵，在其两边设置横缝，基层的横缝与桥头搭板尾端吻合；特别注意桥头搭板前水泥稳定混合料的碾压，对于无法碾压的死角，采用平板振动夯加以夯实。
在施工起点及终点处，采用逐步渐变的方法，对施工起点及终点进行顺接。首先清除松散部分，然后做成台阶型式分两层进行摊铺，搭接宽度不少于2米。横向接缝与路面车道中心垂直设置，按阶梯型做法处理，其设置方法如下：
1、人工将含水量合适的混合料末端整理整齐，紧靠混合料放两根方木，方木的高度与混合料的压实度相同，整平紧靠方木的混合料。
2、方木的另一侧用碎石回填约0.5m～1m，其高度略高出方木，将混合料碾压密实。
3、在重新摊铺混合料前，将沙砾或碎石和方木撤除，并将作业面顶面清除干净。
4、摊铺机返回到已压实层的末端，重新开始摊铺混合料。
5、如摊铺中断超过2h，而又未按上述方法处理横向接缝，则将摊铺机附近及其下面未压实的混合料铲除，并将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成与路中心垂直并垂直向下的断面，摊铺机安置在已压实的面上，下垫木板，高度为虚铺厚度与压实厚度之差，然后再摊铺新的混合料，初压时进行横向碾压。
6、次日施工前，预先在横向硬接头上洒水湿润，再根据松铺系数进行新料的摊铺，接头处采用横向碾压的方式进行处理，先静压，后振动压实，两次碾压的轮边应错开不少于0.5m。
4.6、基层养生
每一段碾压完成以后应立即进行压实度检查，合格后开始养生。应注意早期养护，强度得到正常发展，终凝两小时后开始用洒水车洒水，特别是施工后一周内保持基层面湿润，禁止忽干忽湿。
养生洒水的次数应根据天气情况以及现场的实际养护情况进行调整，养生期间（7天内）应保持基层处于湿润状态，7天后进行钻孔取芯，芯样须完整，表面须密实。在施工透油层之前，养生工作不应中断，必须采取封锁交通的管制措施，严禁除洒水车之外车辆的进入。不能封闭交通时，应当限制车速不得超过30Km/h。
参考文献：
[1]CJJ1-2008 城镇道路工程施工与质量验收规范
[2]JTG-T-F20-2015 公路路面基层施工技术规范
[3]陈振木 等.城市道路施工技术问答.北京：中国建筑工业出版社，2010
[4]李立寒 等.道路工程材料（第五版）.北京：人民交通出版社，2010
[5]黄晓明.路基路面工程（第四版）.北京：人民交通出版社，2014
论文作者:韦思环
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/9
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