水泥穩(wěn)定碎石基層的質(zhì)量控制

【摘要】為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全國(guó)各地對(duì)公路結(jié)構(gòu)層的標(biāo)準(zhǔn)也做了改善，全部采用了水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層。在公路使用和施工過程中也暴露出許多質(zhì)量問題：如強(qiáng)度不足、局部松散破碎、干縮裂縫等問題，嚴(yán)重影響了公路的使用壽命。本文結(jié)合工程實(shí)際和自身的施工經(jīng)驗(yàn)，從原材料、配合比設(shè)計(jì)、施工工藝及施工過程控制等方面作一下論述。

【關(guān)鍵詞】水泥穩(wěn)定碎石 質(zhì)量 控制

水泥穩(wěn)定碎石作為半剛性材料，以其整體性強(qiáng)、承載力高、剛度大、水穩(wěn)性好等特點(diǎn)在公路路面基層施工中被廣泛應(yīng)用。為了保證水泥穩(wěn)定碎石路面基層滿足設(shè)計(jì)要求和使用要求，除結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、路基強(qiáng)度滿足要求外，重點(diǎn)是水泥穩(wěn)定碎石路面基層的原材料選擇、混合料組成設(shè)計(jì)和施工過程的質(zhì)量控制。

1、水泥穩(wěn)定碎石形成機(jī)理

水泥穩(wěn)定碎石是以級(jí)配碎石作骨料，采用一定數(shù)量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨料的空隙，按嵌擠原理攤鋪壓實(shí)。其強(qiáng)度主要靠碎石間的嵌擠鎖結(jié)原理，同時(shí)有足夠的灰漿體積來填充骨料的空隙。它的初期強(qiáng)度高，并且強(qiáng)度隨齡期而增加很快結(jié)成板體，因而具有較高的強(qiáng)度，抗?jié)B度和抗凍性較好。水泥穩(wěn)定碎石水泥用量一般為混合料3%～6%，7天的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)3～5MPa，較其他路基材料高。水泥穩(wěn)定碎石成型后遇雨不泥濘，表面堅(jiān)實(shí)，是高級(jí)路面的理想基層材料。

2、材料的質(zhì)量控制

水泥穩(wěn)定碎石基層這種結(jié)構(gòu)對(duì)原材料要求較嚴(yán)，嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)是保證工程質(zhì)量的基礎(chǔ)和重要環(huán)節(jié)。水泥穩(wěn)定碎石路面基層的原材料主要有水泥、粗集料、細(xì)集料、礦粉。水泥應(yīng)選用初凝時(shí)間3h以上和終凝時(shí)間較長(zhǎng)（宜在6小時(shí)以上）的低標(biāo)號(hào)水泥（為325），且不應(yīng)采用快凝水泥、早強(qiáng)水泥以及已受潮變質(zhì)的水泥。各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足技術(shù)規(guī)范的要求，水泥初終凝時(shí)間是確定水泥穩(wěn)定碎石的施工控制時(shí)間的重要依據(jù)。粗集料的質(zhì)量控制指標(biāo)主要是根據(jù)結(jié)構(gòu)層性能決定的碎石壓碎值和顆粒組成，確定出碎石的強(qiáng)度和級(jí)配，石料的壓碎值不超過30%，磨耗值不超過35%。細(xì)集料主要是控制好石屑的顆粒組成和摻加量，保證級(jí)配連續(xù)。為了把好原材料質(zhì)量關(guān)，應(yīng)需加強(qiáng)對(duì)各類原材料的料源進(jìn)行提前確定和檢查，在使用過程中按規(guī)定頻率抽樣檢驗(yàn)，不合格的材料一律清退出場(chǎng)。通常適合于飲用的水，均可拌制和養(yǎng)護(hù)水泥穩(wěn)定碎石。如對(duì)水質(zhì)有疑問，要確定水中是否有對(duì)水泥強(qiáng)度發(fā)展有重大影響的物質(zhì)時(shí)，需要進(jìn)行試驗(yàn)。從水源中取水制成的水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度與蒸餾水制成的水泥砂漿抗壓強(qiáng)度比，低于90%者，此種水不能用于水泥穩(wěn)定碎石的施工。

3、配合比設(shè)計(jì)

試驗(yàn)室經(jīng)過一定數(shù)量的原材料試驗(yàn)和混合料制成試件進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，確定了混合料的配合比及最大干密度和最佳含水量，以后就靠拌合設(shè)備的配料準(zhǔn)確。配料準(zhǔn)確是保證水泥穩(wěn)定碎石內(nèi)在質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過對(duì)工程實(shí)際應(yīng)用的礦料分別進(jìn)行篩分試驗(yàn)和測(cè)定其相對(duì)密度，根據(jù)各種礦料的顆粒級(jí)配和計(jì)算用量比調(diào)配出合理的級(jí)配曲線。由于水泥劑量對(duì)干縮性的影響，隨集料平均粒徑的增大而減少，集料平均粒徑越大，水泥劑量對(duì)干縮性的影響越小；在相同條件下，水泥穩(wěn)定碎石中粗粒料的收縮性較細(xì)粒料的收縮性要小得多；對(duì)大多數(shù)土混合料而言，隨水泥劑量的減少，收縮性逐漸減少，并達(dá)到最小值，隨水泥劑量的增加，收縮性逐漸增大，水泥劑量過大，同樣會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。配料準(zhǔn)確的施工過程控制是： （1）碎石的級(jí)配要嚴(yán)格控制，在粗集料中單個(gè)顆粒最大粒徑不應(yīng)超過37.5mm。（2）水泥穩(wěn)定碎石混合料的比例要嚴(yán)格控制。即通過一定料斗門開啟高度下的給料皮帶機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速比實(shí)現(xiàn)既定的混合料比例，具體調(diào)試時(shí)，碎石比例宜控制在80%～85%之間。根據(jù)不同設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求，確定水泥用量，確定各種混和料的最佳含水量、最大干密度，以此初步確定各料倉的供料比例。應(yīng)考慮各地材料性能不同而引起的差異，注意混和料的強(qiáng)度應(yīng)能滿足7d鉆芯取樣檢測(cè)的要求。

4、混合料的拌合

在水泥穩(wěn)定碎石混合料拌和過程中，均勻性是影響水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。基層水泥穩(wěn)定碎石必須采用集中廠拌混和料，混合料的拌制可從以下方面控制：

（1）.廠拌設(shè)備的選擇

拌和設(shè)備的性能決定了混和料的配料精度和均勻性，應(yīng)選用帶有電子計(jì)量裝置的高性能穩(wěn)定土拌和機(jī)，以保證混合料的級(jí)配符合配合比要求，保證拌和料的穩(wěn)定性。

（2）.水泥劑量控制

水泥的用量對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量起著關(guān)鍵作用，劑量太小，不能確保水泥穩(wěn)定碎石施工質(zhì)量，而且水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度也不能滿足承載力要求，而劑量太大，既不經(jīng)濟(jì)、還會(huì)使基層的裂縫增多、增寬，從而引起面層相對(duì)應(yīng)的反射裂縫。考慮施工時(shí)各種損耗，工地實(shí)際采用的水泥劑量應(yīng)比室內(nèi)試驗(yàn)確定的劑量增加0～0.5%，以確保水泥穩(wěn)定碎石基層的質(zhì)量，但應(yīng)控制不超過6%，以減少混和料的收縮性。

（3）.含水量控制

根據(jù)路面基層施工技術(shù)規(guī)范及國(guó)內(nèi)外施工經(jīng)驗(yàn)，一般情況下拌和含水量應(yīng)比最佳含水量略高0.5%～1%，若氣溫較高或運(yùn)輸距離較長(zhǎng)時(shí)應(yīng)高1%～2%，以彌補(bǔ)混和料運(yùn)輸、攤鋪和碾壓過程中水分的損失。含水量過大，既會(huì)出現(xiàn)“彈軟”、“波浪”等現(xiàn)象，影響混和料可能達(dá)到的密實(shí)度和強(qiáng)度，也會(huì)增加混和料的干縮性，使結(jié)構(gòu)層容易產(chǎn)生干縮裂縫。含水量過小，混和料易松散，不容易碾壓成型，也會(huì)影響混和料可能達(dá)到的密實(shí)度和強(qiáng)度。施工過程中要根據(jù)氣溫情況及運(yùn)輸距離及時(shí)調(diào)整含水量的大小，根據(jù)規(guī)范、經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)攤鋪碾壓的效果確定。

5、混合料的運(yùn)輸和攤鋪

長(zhǎng)距離運(yùn)輸，混合料含水量容易損失，產(chǎn)生離析，造成攤鋪碾壓后，基層局部平整度差，長(zhǎng)距離運(yùn)輸，應(yīng)通過試驗(yàn)，采取措施，及時(shí)攤鋪，在水泥的終凝時(shí)間內(nèi)，完成水泥穩(wěn)定碎石的運(yùn)輸、攤鋪、碾壓、成型。

（1）.攤鋪現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備工作

①攤鋪前必須清除墊層上的浮土、雜物清理干凈，以免產(chǎn)生松散、起皮現(xiàn)象。開始攤鋪時(shí)，要在墊層上灑水使其表面濕潤(rùn)。

②準(zhǔn)確施工放樣。在全線路面施工前，要對(duì)全線的導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)。為了避免由于基準(zhǔn)鋼絲繩的垂度影響攤鋪的平整度，其鋼釬縱向間距不宜過大，直線宜為10米，曲線宜為5米，并用緊線繩拉緊。

③由于水泥穩(wěn)定碎石受攤鋪時(shí)間的限制，在攤鋪前必須認(rèn)真檢查攤鋪及碾壓設(shè)備，確保其完好狀態(tài)，以免由于機(jī)械故障造成中途停機(jī)，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

④攤鋪設(shè)備的選型。應(yīng)選擇攤鋪性能好的全自動(dòng)找平攤鋪機(jī)，盡可能整幅一次攤鋪，可很好地控制攤鋪厚度和表面平整度。攤鋪機(jī)的攤鋪效果必須滿足攤鋪料不離析、級(jí)配良好、穩(wěn)定、平整度、橫坡度均符合規(guī)范要求。

（2）.混合料的攤鋪

拌和好的成品料運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)及時(shí)按確定的松鋪厚度均勻（攤鋪系數(shù)在1.3～1.5之間）、勻速的攤鋪，攤鋪過程中盡可能少收料斗。為確保攤鋪機(jī)行走方向的準(zhǔn)確性，可在底基層上灑白灰線，以控制攤鋪機(jī)行走方向，攤鋪機(jī)要保持適當(dāng)?shù)乃俣染鶆蛐旭偅灰碎g斷，以避免出現(xiàn)“波浪”和減少施工縫，在攤鋪機(jī)后面設(shè)專人消除局部細(xì)集料離析現(xiàn)象。用找補(bǔ)的方法摻撒新混合料或鏟除局部粗集料蜂窩之處，用新拌混合料填補(bǔ)。水泥穩(wěn)定碎石下承層攤鋪成型后，在鋪筑上承層水泥穩(wěn)定碎石前將下承層的表面刷一層水泥凈漿，使上下兩層結(jié)合良好。

水泥穩(wěn)定碎石基層有諸多優(yōu)點(diǎn)，但也不能忽視它的缺陷，這種承重結(jié)構(gòu)層如果操作不好，容易出現(xiàn)裂紋，影響整體強(qiáng)度。實(shí)踐證明只要嚴(yán)格執(zhí)行《技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)》和《質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》的要求，抓住關(guān)鍵工序，加強(qiáng)管理，嚴(yán)控施工過程，就能夠消除質(zhì)量通病確保工程質(zhì)量

【參考文獻(xiàn)】

公路工程無機(jī)結(jié)合料試驗(yàn)規(guī)程JTJ057-94

公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范JTJ034-2000