水泥穩定砂礫基層施工質量控制

王超+趙小英

摘 要：該文結合工程實際論述水泥穩定砂礫基層施工中的施工質量控制，即原材料質量控制、拌和廠質量控制、施工現場各工序的質量控制等方面。深入分析如何有效減少基層裂縫等缺陷，提高水泥穩定砂礫基層的整體強度、密實度、耐久性等。總結有效的控制措施及控制要領，這些對提升工程質量、延長公路的使用年限有十分重要的意義。

關鍵詞：水泥穩定砂礫；基層施工；質量控制。

隨著社會經濟的高速發展，我國的汽車運輸業已進入了快速增長時期，對道路使用質量要求越來越高。水泥穩定砂礫基層屬半剛性基層，具有良好的力學性能、整體性、耐久性等特點，且材料分布廣泛，儲量豐富，就地取材，便于原材料的加工，可有效降低工程造價，近年來被廣泛用于公路的基層施工中 。道路對基層材料的要求是應具有足夠的抗壓強度、密度、耐久性和擴散應力的能力，砂礫材料應用于水泥穩定基層或底基層越來越廣泛，筆者結合實際工作經驗，與同行共同探討水泥穩定砂礫基層施工質量控制措施。

1 原材料的技術要求

水泥穩定砂礫基層屬無機結合料穩定基層，所用的材料主要為水泥、砂礫和水。水泥穩定砂礫基層中礫石壓碎值高速公路和一級公路不大于30%，二級和二級以下公路其壓碎值不大于35%；砂礫液限不超過25%，塑性指數小于6，有機質含量不超過2%，硫酸鹽含量不超過0.25%；砂礫應根據不同粒徑篩分3～4級，按要求進行參配試驗，使砂礫混合料的級配滿足規范要求；砂礫的其他各項指標滿足水泥穩定粒料基層對材料的規范要求。普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山硅酸鹽水泥都可用于水泥穩定基層，但應選用初凝時間3h以上和終凝時間較長（宜在6h以上）的水泥，不應使用快硬水泥、早強水泥以及受潮變質水泥；宜采用32.5級或42.5級水泥；水泥初終凝時間是確定水泥穩定砂礫的施工控制時間的重要依據。凡是人畜飲用水均可用于水泥穩定基層類施工。

2 施工過程中的質量控制措施

2.1 拌和廠混合料拌制及運輸質量控制

2.1.1 穩定土拌和設備的調試、標定

穩定土拌和設備是路面工程機械的主要機種之一，是專用于拌制各種以水硬性材料為結合料，具有材料級配準確、拌和均勻、節省材料、便于計算機自動控制統計打印各種數據等優點，因此廣泛用于公路的基層、底基層施工。拌和設備安裝完后應進行無負荷機械運行調試，檢查設備各部件（配料機組、攪拌缸、輸送系統、供水裝置等）運行是否正常。拌和設備調試好后應進行物料的標定。物料的標定指通過試運行，確定各種材料的輸出率（通常是t/h）。對各種材料分別稱量和計算，獲取生產一定混合比穩定土材料時各調速電機的運行轉速。按相關規程進行骨料的標定、粉料的標定、供水的標定。最后按試驗室的標準配合比進行試生產，現場取樣檢測拌制的水泥穩定砂礫混合料的各項技術指標是否滿足規范要求，進行局部微調等確保滿足規范要求。

2.1.2 進場水泥、砂礫材料、水的質量檢測

（1）水泥質量控制。對進場水泥按每批次進行檢測，其中每批次代表數量不超過200t；重點檢測水泥的凝結時間、膠砂強度、安定性等指標。檢測合格后的水泥方可使用。因工地用水泥量大，有時水泥廠剛出爐裝袋的水泥就運輸至工地，因為熱水泥中的各種配料的性能還沒有充分穩定，所以水泥的安定性多數不合格，只有等水泥充分釋放了它的熱量，才能達到穩定狀態時安定性指標檢測才滿足規范要求，所以一般建議剛生產的水泥存放7天后再進行檢測，檢測合格后使用。工地水泥儲存不宜超3各月，超出3個月的水泥要重新檢測合格后方可使用；受潮、結塊水泥堅決棄用。

（2）砂礫材料質量控制。應按規范要求對進場的砂礫材料進行質量抽檢，抽檢頻率為進場每批次進行抽檢，每批次代表數量不超過400m3。重點監測材料的級配、含泥量、壓碎值、針片狀等指標，對不合格材料清除場地。各集料按規范要求進行分類堆放，防止竄料。

（3）水的質量控制。凡是人畜飲用水均可。

2.1.3 砂礫混合料的拌和級標準配合比的驗證試驗

在正式拌制試驗路段的水泥穩定砂礫前一天應進行試生產，組織施工單位、監理單位相關人員共同進行標準配合比試驗的驗證生產，確保拌和設備拌制的水泥穩定砂礫混合料各項檢測指標均合格，鎖定機械運行各項參數，確保第二天拌制合格的水泥穩定混合料。現場檢測砂礫材料的含水率，根據材料含水率、混合料的標準用水量等調整拌料實際供水量，確保生產的水泥穩定砂礫混合料的含水量滿足標準試驗及規范要求，考慮運輸及現場施工的水分蒸發損耗，建議將混合料含水量比標準配合比最佳含水量提高1%。在驗證階段重點注意水泥劑量的控制，拌和廠的水泥劑量的控制主要是通過水泥滴定試驗（EDTA滴定法）進行確定。在做EDTA水泥滴定標準曲線時要注意采用拌和廠的現場集料和拌料用的施工用水，預拌的水泥穩定砂礫混合料的含水率應等于工地預期達到的最佳含水量，只有這樣做出的標準曲線才接近實際，在水泥劑量抽檢中的水泥劑量與標準曲線對比才確定趨于實際水泥耗用量。水泥滴定試驗與每天的水泥實際消耗總量進行對應校核；若相差較大，則應查找原因，并做出改善措施，確保有效控制水泥穩定砂礫中的水泥劑量。

2.1.4 水泥穩定砂礫混合料的運輸

為減少混合料的水分蒸發損失，運輸混合料的車輛應進行覆蓋，選擇性能好的車進行運輸，在最短的時間運輸到現場進行鋪筑作業。要求各工序之間必須緊密銜接，組織有序盡量縮短拌制到碾壓之間的時間，使在最佳含水量狀態下進行砂礫混合料的碾壓，使之獲取最大壓實度的目標。

2.2 作業現場控制措施

2.2.1 下承層準備工作

在鋪筑水泥穩定砂礫之前應對下承層進行清掃、灑水潤濕、碾壓。既降低摩擦系數，減少由于摩擦阻力約束而產生的基層板體的拉應力，又防止下承層吸收混合料中的水分，保證混合料中有足夠水分供水泥進行水化作用，促進基層強度的增長，也可降低濕度梯度和溫度梯度，從而降低干縮應力和溫縮應力。為有效控制水泥穩定砂礫基層裂縫發生創造最佳環境。

2.2.2 攤鋪質量控制

宜采用水穩料攤鋪機進行攤鋪，攤鋪機裝有自動調平裝置和預壓實裝置，采用兩側走掛鋼絲繩的方法控制高程和平整度，攤鋪成型后，跟機輔助人員及時處治粗集料“窩”，并及時補鋪細集料。二級以下公路也可用平地機進行鋪筑，但平地機作業中應盡量減少來回修整次數，減少混合料的離析，對形成的粗集料“窩”組織輔助人員進行跟機處治。

2.2.3 壓實質量控制

碾壓必須遵循“先輕后重，先慢后快”的原則，先靜壓一遍對鋪筑的水泥穩定砂礫進行穩壓，再進行震動壓實，每次碾壓輪跡重疊1/2，碾壓遍數根據試驗路段確定達到規定壓實度的遍數為準。直線路段應由兩側路邊依次向路中心碾壓，利于路拱形成；設超高的平曲線路段由內側路肩依次向外側路肩進行碾壓，便于超高的形成。碾壓混合料時間應掌握在接近最佳含水量時進行，現場天氣炎熱水分蒸發快時，應均勻補灑水后進行碾壓。碾壓工程中發生“彈簧”、松散、起皮等現象，應及時翻開，換以新的混合料或用其他方法進行處理，使其達到質量要求。嚴禁在剛碾壓成型的水泥穩定砂礫基層上進行運料車的調頭、急剎車等破壞基層表面的行為。

2.2.4 養生及交通管制

每一段施工碾壓完成并經壓實度檢測合格后，應立即進行水泥穩定砂礫基層的養生。合理的養生既是保證水泥穩定砂礫強度的需要，又是減少和避免干縮裂縫的措施。如果鋪筑后養生不及時或忽干忽濕，導致水分散失較快，干縮應力急劇增大而此時的抗應變能力還較低，就容易產生干縮裂縫，并隨時間增長裂縫增加。及時養生期結束后，如不及時鋪筑瀝青封層（透層）和瀝青面層讓其暴曬，同樣會散失水分產生干縮裂縫。因此養生對水泥穩定砂礫的質量起著重要的作用，要高度重視，特別在施工后的7d內，基層表面要保持濕潤，避免暴曬開裂。養生可采用不透水的塑料薄膜、土工布等覆蓋或用濕砂覆蓋進行養生，也可用瀝青乳液進行養生，還可以用灑水車經常灑水進行養生。在養生期間，未采用覆蓋措施的水泥穩定砂礫基層上，除灑水車外，應封閉交通；在采取覆蓋措施的水泥穩定砂礫基層上，若不能封閉交通時，應限制重車通行，其他車輛的車速不應超過30km/h。

3 結語

水泥穩定砂礫基層承載力高、水穩性強、主材分布廣泛、經濟效益顯著等諸多優點，但施工中易產生裂縫，從而會導致瀝青面層也隨之產生相應的裂縫，影響整體使用周期。在工程施工中如何控制、解決水泥穩定砂礫基層裂縫是一個值得探討的問題。筆者認為除上述個施工環節中按規范要求施工外，還應重視砂礫材料加工環節和其施工級配控制等方面。根據《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40-2004）相關要求，篩選礫石僅適用于三級及三級以下公路的瀝青表面處治路面用料；破碎礫石應采用粒徑大于50mm、含泥量不大于1%的礫石軋制，用于其他等級公路（二級及以下）瀝青路面基層的礫石粗集料破碎面1個以上的占70%，在有破碎面中的礫石具有2個或2個以上破碎面的占50%；因此在砂礫石加工中對粗集料的破碎面要高度重視，只有這樣才能保證粗集料在級配中具有良好的內摩阻力，可有效防止基層裂縫。優良砂礫材料級配可提高基層強度和密實度，有效減少水泥劑量，有利于防止基層裂縫的產生。對于砂礫級配主要控制集料的顆粒組成，特別是其中的最大粒徑、5mm以下、0.5mm 以下及0.075mm以下的顆粒含量以及塑性指數。在實際工作中要嚴格控制集料均勻性（包括級配組成和含水量）和現場的壓實度（或密實度）。綜合多方面控制，才能提高水泥穩定砂礫施工質量，盡可能地降低基層裂縫的產生。

參考文獻

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