淺談水穩粒料的組成設計和施工

水泥穩定粒料作為路面基層，具有早期強度高，雨季對施工影響相對較小，施工機械化程度較高等特點，這些都有利于保證進度和質量，現就其組成設計及現場施工談幾點體會。

1.水穩粒料具備的特點

1.1優點

（1）早期強度高，短時間內（5～7天）可獲提2.0Mpa以上的強度。

（2）穩定性好，結構層本身具有一定的通透性，受水份影響較小。

（3）可以根據設計需要，通過改變其組成設計，而調整所需要的強度，而其它結構層的強度則受材料本身制約較大。

（4）機械化施工，質量好，進度快，小段落的零星工程，可以采用簡易機械或人工拌和攤鋪，靈活而經濟。

1.2缺點

（1）強度形成以后易產生干縮裂縫，裂縫是水穩粒料主要病害之一，能夠引起上面層的開裂，而導致雨季時路基浸水，引起路堤早期破壞，縮短路的使用壽命。

（2）施工時易離析。

（3）強度形成后在車輪等外力作用下，表面易被剝落、磨耗。

（4）延遲時間短，即從拌和到碾壓成型要在較短的時間內完成，要求施工節奏緊湊，對設備臨時故障要有預防措施，以免造成材料浪費。

（5）一般虛鋪厚度大，碾壓對平整度有不良影響。

2.組成設計

水穩粒料作為路面基層或底基層，設計厚度一般在15cm至20cm左右，7天強度為2-4Mpa。

2.1材料

水泥易選擇低標號水泥，初凝時間大于3小時，終凝時間大于6小時，不能用早強和快硬水泥，同時應有合適的細度、較低的水化熱。

集料級配碎石、級配砂礫、未篩分碎石等都可以作為穩定粒料的集料。

采用級配砂礫時可用天然砂礫與一定比例的中粗砂配制；當集料是未篩分碎石時，0.5mm以下細料通過率偏大；級配碎石可以用三種或三種以上單級配集料配制，優點是可以根據進場材料的變化情況機動的調整用料比例，使級配接近設計要求，彌補了材料的不均勻性而造成的配合比偏差，當細集料級配不良時，可以摻配一定比例的中粗砂、石灰或粉煤灰加以改善。

無論何種集料，其最大粒徑控制在2.0-3.0cm為好，控制0.075mm以下的細料小于5%。

2.2確定級配組成

選定材料后用平衡面積法確定各種規格單級配集料的比例關系，調整接近規范級配中值，然后通過一定的篩分來驗證和修正。

2.3水泥劑量的確定

應根據室內試驗的結果并考慮施工的水平來確定水泥劑量。廠拌時325#水泥可用5～6%的劑量，425#水泥用4～5%的劑量，拌和站作計量控制時提高0.5%。

2.4確定最大干密度和最佳含水量

水穩粒料的最佳含水量常在4.5～6.5%之間，這里僅指重型擊實試驗中能達到最大干密度時的含水量，一般隨水泥劑量增加而增大，最大干密度一般在2.2～2.4g/cm3之間，當集料的級配不同會對最大干密度有影響，干密度與水泥劑量的關系也呈現不同的規律，當細集料較多時（干密度也較大），干密度隨水泥劑量的增加而減小，其他情況則相反。

3.強度的形成原理

當水泥、水、集料拌和后水泥的主要礦物成份：硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣、硫酸鈣先與水進行水解和水化反應，同時溶液中分解出氫氧化鈣，并形成水化硅酸鈣、水化硫鋁酸鈣、水化鐵鋁酸鈣等水化物，并隨著時間的推移形成漿狀體凝結硬化，由塑性體變成堅固的石狀體，形成水泥骨架。

4.影響施工質量的因素

4.1含水量對施工質量的影響

4.1.1對壓實度的影響

重型擊實的試驗證明同種混和料在不同的含水量下對同一個壓實功存在不同的壓實度，有的甚至對含水量變化十分敏感，因此控制好施工時的含水量是達到壓實的前提。

另外含水量過大，碾壓較易發生嚴重的粘輪現象，0.5mm以下的細料略多時，表現得更為嚴重，人工不易處理，壓實后的表面出現麻坑，小片的剝落。

4.1.2對強度的影響

穩定粒料的含水量較小時不但難以碾壓成型，也會因為水泥缺水而不能正常水解、水化，使結構層不能形成強度，造成板體的松散。

4.1.3對延遲時間的影響

當含水量較小，水灰比較大時，水泥漿較稠，結晶網狀結構易于形成，凝結加快，反之凝結時間就會相應延長。夏季施工時，在突遇驟雨的情況下會使混和料的含水量遠遠大于正常含水量，甚至會被浸泡，此時會發現混和料的凝結時間大大延長，等到水份散失到一定程度可以碾壓時，再進行碾壓，仍可形成一定的強度，但會有其他不利的影響，應當避免。

4.1.4含水量過大，使裂縫出現的機會增大

4.2裂縫的產生與防治

水穩粒料的裂縫一般有溫差引起的溫縮裂縫，干縮應變引起的干縮列縫，反射裂縫，及外力破壞應變產生的疲勞裂紋等。這些裂縫隨齡期的增長而增加。

裂縫出現時，具體的原因很難找出，因此在施工時就要采取比較全面的防治措施，針對其產生的原因逐一采取對策。一般有：

（1）在達到規定的強度下采用水泥用量低限。

（2）碾壓成形后養生及時周到防止忽干忽濕，炎熱多風天氣多灑水及時補足散失水份。

（3）集料級配穩定均一，0.5mm以下細料的質量應嚴格要求，限制其含量且塑指越小越好，如果不能達到質量要求，可摻拌石灰進行處理。

（4）含水量不能過大（<最佳含水量+3%）。

（5）控制好下層的壓實度、強度指標，當下層較薄弱，而水穩結構層的模量較大時，易產生疲勞裂縫。

（6）在作業段的施工縫處應灑水潤濕，或涂水泥漿以利于結合，避免產生裂縫。

（7）提高工作效率，縮短延遲時間，延遲時間過長，水穩粒料的強度損失較大，裂縫出現機率增大。

（8）在高溫環境作業下，要控制結構層的溫度，不致造成早、午、晚的溫差過大，減少溫縮裂縫。

5.拌和及施工質量控制

5.1拌和站原材的堆放

應選擇規模較大、質量較為穩定的料場，各種規格的石料嚴格區分堆放，料場應用廢渣墊起一定的高度，以利雨季時排水，確保細集料不含過量的水份，造成拌和時含水量失控。

拌和機開動后應盡量減少開停機次數，拌和、運輸、攤鋪、碾壓互相協調，一個環節脫節，會影響其它工序的施工，影響施工質量，并造成機械臺班的浪費。

5.2施工質量控制

現場施工需要掌握的數據：

松鋪系數通過測定碾壓前后的高差，測定松鋪系數，攤鋪機施工時的松鋪系數在1.25～1.35之間，但不同的攤鋪機具有不同的振實系數，應分別測定；平地機施工時，松鋪系數較小，一般為1.05～1.10左右，施工時應當測定準確，以免造成標高控制不準。

壓實遍數用膠輪壓路機或振動壓路機中速靜壓一遍，當含水量較大時可以等到含水量散失合適的程度時用振動壓路機輕碾一遍，達到穩壓目的，然后用20t以上的大噸位壓路機碾壓，在盡短時間內，碾壓完成，效果比較好，因此工地應配備足夠的壓實設備。一般碾壓4～6遍，即能達到壓實要求。

延遲時間計算加水拌和到達壓實度后的碾壓成型時間，一般不超過4小時，控制在2小時以內為好。

含水量施工含水量應等于最佳含水量加上水泥水化的用水量（約為1%），施工時測定的含水量一般要比實際的小，因為測定含水量時，部分水與水泥反應形成結晶水，因此含水量略高于最佳含水量也有利于強度的形成。

標高一般情況下水穩粒料虛鋪厚度較大，如果厚度不均，壓實后各點的沉降大小也會不一致，使得標高不易控制，尤其是在舊路改造水穩層作為找平層時，表現尤為突出，如平地機施工情況則稍好，采用攤機施工時，應配置標高復測人員，發現標高不準的地方當即處理，延誤處理將會增加處理的難度的費用，同時也將影響施工質量。 [科]