抗裂型水泥穩定碎石基層施工質量控制

馮 義

(東海縣路橋工程有限公司，江蘇東海 222300)

0 引言

水泥穩定碎石具有良好的力學性能和板體性，它的水穩性和抗凍性都較石灰穩定土好。水泥穩定碎石的初期強度高，并且強度隨齡期而增長。隨著我國公路事業的發展和公路技術等級的不斷提高，水泥穩定碎石已成為高等級公路基層的常用材料并得到廣泛應用。但在施工過程中，如何更好的對水泥穩定碎石加以控制使其發揮最佳性能，還需要進行更好的研究和探討，以避免其不足之處對路面產生的危害。

本文結合245省道東海段的具體施工應用情況，對采用抗裂型水泥穩定碎石基層施工如何控制材料質量、合理設計水泥穩定基層的配合比、保證施工質量等方面進行探討，為同類型的工程施工提供參考。

1 原材料質量要求

1.1 水泥

水泥作為結合料的穩定劑，其質量至關重要。施工中應盡量使用水化熱較低，穩定性好，抗折強度較大的水泥。

245省道東海段采用連云港中聯和馬陵山方潤P.O42.5級緩凝水泥，主要技術指標見表1。經檢驗，試驗所用水泥符合水泥穩定碎石材料技術要求。

表1 水泥技術指標

1.2 碎石

水泥穩定碎石基層的強度主要依靠碎石本身的強度、石料的嵌擠鎖結作用和水泥材料的穩定膠結作用而形成［5］。就碎石而言應滿足《公路路面基層施工技術規范》的規定，此外，為了更準確地控制施工中集料合成級配，集料分為4檔，且集料最大粒徑不大于31.5 mm。經大量的試驗總結，同時考慮到施工控制的可行性，碎石的針片狀含量小于15%，含泥量控制在2%～3%以內。

本項目采用安峰山碎石，其主要技術指標見表2。

表2 碎石技術指標

2 配合比設計

2.1 集料組成設計

水穩層原材料的性能除了應該達到規范規定的技術標準外，還應具有良好的級配。資料顯示，相同水泥劑量下，級配良好的混合料其強度比級配不良的混合料要高得多。

根據研究成果，采用骨架密實型級配，混合料具有較高的強度及抗收縮特性。各種集料按計算所得的摻配比例拌和后的混合料，其顆粒組成應符合表3的級配范圍規定。

表3 水泥穩定碎石混合料級配范圍要求

為保證配制出的混合料具有較好的抗裂性能以及施工時減少離析的產生，建議配合比設計時級配曲線按正“S”形調整，且4.75 mm，2.36 mm，0.075 mm 的通過量應接近級配范圍的下限，0.075 mm篩孔通過率宜在3%左右。

2.2 混合料配比確定

2.2.1 最佳含水量和最大干密度的確定

確定集料級配后，選用水泥摻加量。將各種集料按比例進行拌和，分別作水泥劑量為 3.0%，3.5% ，4.0%，4.5% 的四種試件。分別采用振動擊實成型法和重型擊實成型法確定各組水泥穩定碎石混合料的最佳含水量和最大干密度，試驗結果見表4。

表4 水泥碎石擊實結果

2.2.2 7 d無側限抗壓強度試驗

將混合料在振動擊實試驗法確定的最佳含水量與最大干密度下，分別用振動和靜壓成型圓柱形試件，振動成型試件和靜壓成型試件的壓實度為振動擊實試驗確定的各種混合料最大干密度的98%，尺寸為15 cm×15 cm。按試驗標準方法進行試驗，結果見表5。

考慮到現場材料的變異性，并從工程經濟性和現場拌和、施工工藝考慮，將下基層水泥碎石的水泥劑量確定為水泥∶級配碎石 =3.9∶100。

3 施工工藝及質量控制

水泥穩定碎石施工工序多，要求施工過程連續性，這就要求施工單位在管理上要加強組織，重視每一道施工工序質量，銜接好影響施工質量的不同環節，提高前場與后場的聯系，及時反饋試驗檢測結果，以便采取相應的技術措施。

表5 水泥碎石7 d無側限抗壓強度試驗結果

3.1 拌和與裝料

1)開始拌和前，拌和場的備料應能滿足5 d～10 d的攤鋪用料。

2)拌和機各料倉頂應加設篩網篩除大顆料骨料，各料倉間應加高隔板以防竄料。4號料的竄倉會造成混合料粉塵含量過高，給路面整體的抗裂性能帶來不利影響。

3)在拌和樓的控制室由一名控制員對整個拌和場的上料、拌和、卸料進行控制操作，在拌和樓開盤后的第一斗料卸車時，須經專職的質檢員對其外觀質量進行檢查，若發現水量過大或過小，拌和不均勻，應對第一車料予以廢棄，再檢查第二車，直到拌和均勻，質量穩定可靠為止。

4)試驗人員應重點進行水穩碎石混合料的級配組成、水泥用量及含水量的檢測。檢測頻率為每臺拌和設備上、下午各一次。

5)在向卡車卸料時，應分5次挪動汽車位置，以減少粗細集料的離析現象。汽車挪動放料示意圖見圖1。

圖1 混合料裝車圖

3.2 運輸

運輸車輛在每天開工前，要檢查其完好情況，裝料前應將車輛內外及輪胎清洗干凈。應盡快將拌成的混合料運送到鋪筑現場。另外，在運輸過程中，要根據運距的長短和天氣情況決定是否遮蓋。運輸車輛要統一進行編號，每輛車離開拌和站時，應有專人負責開具出場料單，有具體時間記錄，防止某輛車運輸時間過長。

3.3 攤鋪

1)攤鋪前應將下結構層表面灑水濕潤，同時應檢查攤鋪機各部分運轉情況，而且每天堅持重復此項工作。

2)攤鋪機后面設專人消除粗細集料離析現象，特別是局部粗集料和含水量超限點應該鏟除，并用新拌混合料填補。對于較規則的帶狀離析應立即查找機械原因并調整消除。施工中主要控制以下幾點:a.防治混合料離析;b.攤鋪機機械調整到位;c.攤鋪速度均勻;d.松鋪厚度、高程、橫坡指標控制;e.加強上下基層粘結，形成整體。

3.4 碾壓

水泥穩定碎石的碾壓以振動壓路機為主，在以振動法配合比設計的水穩中，碾壓方式總結如下:

1)采用振動壓路機(靜重≥18 t)不起振靜壓1遍。

2)用22 t振動壓路機高頻低幅振動碾壓不少于2遍，之后低頻高幅碾壓不少于2遍。

3)用30 t左右膠輪壓路機配合光面消除細小裂紋。

3.5 養生

養生對于水泥碎石基層的整體成型有重大的影響，施工應該做到以下幾點:

1)每一段碾壓完成以后應立即進行質量檢查，并開始養生，不得延誤;

2)將透水無紡土工布濕潤，然后人工覆蓋在碾壓完成的基層頂面。覆蓋2 h后，再用灑水車灑水。在養生期內應保持基層處于濕潤狀態。土工布受到車輛等損壞后，需要及早發現并進行處理;

3)需要強調的是，抗裂型水穩基層的養生時間，需要更長的時間維持正常養護。尤其是氣溫低時，要滿足強度持續增長的需要，避免表面松散、坑洞等早期強度損壞現象的發生。

4 檢測結果

4.1 壓實度

設計要求的壓實度控制值是98%，各標段基層的壓實度平均值均大于規范要求控制值，其標準差、變異系數均小于0.5%，整個基層壓實度均勻。

4.2 7 d無側限抗壓強度試驗

混合料的7 d無側限抗壓強度是衡量水泥穩定碎石混合料強度性能的基本指標，水穩基層的無側限抗壓強度的平均值均大于其強度特征值，能夠滿足設計要求，整個基層的整體強度較高且分布較為均勻。

4.3 裂縫調查

基層完工30 d后，對全線各標段基層進行了裂縫檢查，結果顯示全線37 km基層共出現了12條裂縫，且最小間距超過200 m。

5 結語

通過對245省道抗裂型水穩基層的施工實踐，對混合料配合比設計及施工過程的質量控制，結構指標控制良好，245項目的橫向裂縫比傳統施工裂縫大大減少，橫向裂縫僅400 m/道～500 m/道，有的路段甚至更長。裂縫數量已經得到有效的控制。由于抗裂型水穩基層減少裂縫產生，從而增加了路面使用壽命。作為半剛性路面基層，對于瀝青路面的推廣有很大經濟社會意義。

［1］JTJ 034-2000，公路路面基層施工技術規范［S］.

［2］魏如喜，崔 巍.振動擊實法水泥穩定碎石混合料配合比設計方法的應用研究［J］.天津建設科技，2008，17(S2):425-429.

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