水穩碎石基層混合料配合比設計及施工技術要點

俞祖昂

(福建鑫華筑建設工程有限公司，福建 福州 350013)

1 工程概況

福建省福州市高新技術產業園周邊道路工程建設項目，包含了明德東路和烏江大道兩條路，其中明德東路的路線為東西走向，起點相交于學苑路，沿線與高新大道相交，與30 m規劃河道相交，在K0+712設置一座2×16 m預應力空心板梁橋，終點與烏江大道一期相交，全長1 338.777 m，寬32 m，道路等級為城市次干道；烏龍江大道的路線為南北走向，起點接烏龍江大道一期起點，終點止于桔園洲大橋橋下，全線長210.947 m，寬度為50 m，道路等級為城市主干道。

2 水穩碎石基層混合料配合比設計要點

通過力學試驗發現，水穩碎石基層的承載能力受水泥摻加量影響顯著；在水泥摻加量較低時，其承載強度無法滿足規范要求，在水泥摻加量較高時，水穩碎石基層中的水泥會因體積收縮而產生嚴重的收縮開裂，在車輛荷載的作用下，基層開裂會進一步反射至面層，進而誘發面層開裂，最終破壞路面整體結構。故在設計過程中，應重視水穩碎石基層中水穩碎石的配合比設計。

2.1 混合料組成設計

1)水穩碎石基層中的碎石尺寸類型主要有：20～30、10～20、5～10、0～5 mm這幾種；碎石壓碎指標為21.5%，碎石中片狀占比為11.4%，碎石中的粒徑最大值不超過31.5 mm，碎石各項指標均滿足規范要求。

2)水穩碎石基層中使用的水泥標號為P.042.5，水泥其他技術指標均滿足規劃及施工技術指標要求。

3)該建設施工項目中涉及到的路面結構強度為4 MPa，基層中碎石粒徑最大值不超過26.5 mm，其他技術標準見表1。

4)將水泥含量不同的試驗試件分別標號，標號如下：4.0%-A,5.0%-B,6.0%-C,8.0%-D。

表1 水穩集料基層顆粒組成范圍

2.2 無側限抗壓強度試驗

結合道路工程施工技術標準及質量驗收規范，為了確保水穩碎石基層的施工質量，可通過擊實試驗和無側限抗壓試驗予以定量判定。具體試驗結果如表2所示。

表2 擊實試驗、無側限抗壓強度試驗結論

2.3 回彈模量試驗

回彈模量值能夠反映水穩碎石基層的施工質量，回彈模量值可采用承載板法測定，具體測定結果如表3所示。

表3 水穩碎石回彈模量試驗結論

2.4 水穩碎石基層最佳配合比分析與確定

1)通過試驗對比發現，水穩碎石基層的無側限抗壓強度與基層中的水泥摻加量大體呈正相關關系，且當水泥含量接近8%時，無側限抗壓強度達到峰值，水泥含量接近4%時，無側限抗壓強度達到谷值。

2)當水泥摻量為4.0%～6.0%時，回填模量與摻加量近似為線性正比關系。

3)水穩碎石混合料干縮受水分蒸發影響顯著，當水泥摻量接近4%時，水穩碎石混合料的干縮量最小，當摻量接近8%時，對應的干縮量最大。

4)結合相關技術指標和試驗結果，可以明確水穩碎石基層的合理水泥摻量應為5%～6%。該范圍內的水穩碎石混合料對應的回彈模量及抗壓強度指標均較高，能夠最大程度發揮水穩碎石基層的性能優勢，本著經濟合理的原則，建議將水泥摻量標準設定為下限5%。

3 水泥穩定碎石基層施工技術要點

3.1 施工準備

1)本施工項目中選用的水泥類型為P.042.5普通硅酸鹽水泥，水泥的初凝及終凝時間均應滿足技術標準要求。

2)考慮到工程實際與工程試驗之間的差異，故需要對提前設計的施工方案進行現場試驗論證，結合現場試驗結果及時調整施工方案，合理配套壓實機械，確定基層的松鋪系數及壓實工況等參數。

3)在正式攤鋪前應先進行試驗段鋪設，試驗段鋪設過程中應對所確定的壓實工況、松鋪系數、壓實機械組織方式等進行逐一論證，并做好詳實記錄。現場駐地總監和旁站監理人員應會同項目部施工人員對試驗段相關數據進行全面分析，對既有施工方案做出針對性調整和優化，為后續的正式攤鋪壓實提供基礎。

4)攤鋪完工后，應在基層表面均勻灑水，保證其濕度滿足壓實作業要求，各項指標達標后方可進行壓實施工作業。

3.2 水泥穩定碎石拌制準備

1)水穩碎石基層混合料中整體質量受碎石、粉料、外部環境等因素影響明顯，因此，控制水穩碎石混合料的關鍵應先控制各原材料質量。

2)本施工項目采用集中廠拌方式，以保證水穩碎石混合料的質量，拌和廠的拌和能力為800 t/h。

3)為保證水穩碎石混合料的持續供應，在攤鋪前應做好計算預判，保證生產能力與施工能力之間相互匹配。

4)結合配合比方案確定試驗參數，并對配合比進行微調。

3.3 攤 鋪

1)水穩碎石基層攤鋪應使用專用攤鋪機械，開機前應明確水穩碎石基層的攤鋪寬度、松鋪厚度等指標，以保證攤鋪施工滿足設計要求。

2)為控制水穩碎石基層的松鋪厚度，保證沿攤鋪作業長度范圍內的厚度均勻，應以10 m為間隔記錄松鋪厚度值，一旦厚度出現異常應立即停機檢查。本項目的水穩碎石基層總厚度為340 mm，為保證攤鋪質量，擬分兩層分別攤鋪。

3)后一層攤鋪應在前一次攤鋪完成并養護7 d后方可進行，在攤鋪第二層前應檢測上一層的承載強度是否達到設計要求。

3.4 碾 壓

1)基層壓實是水穩碎石基層強度形成的關鍵，為了達到既定的壓實度要求，需組織壓實機械按照不同的壓實工況多次壓實；在壓實施工前應綜合試驗段效果、機械配置、技術標準等多種因素確定壓實施工工藝及流程。

2)水穩碎石基層壓實前應保證基層表面平整，且應均勻灑水保持表面濕潤。

3)高等級公路的水穩碎石基層的壓實度指標不能低于98%，壓實施工環節應細分為初壓實、復壓實及終壓實三個環節，壓實工況分為靜壓實和動壓實兩種。

4)壓實機械作業過程中應保證平穩、連續，禁止中途停車、掉頭，避免因壓實荷載分布不均勻而導致基層開裂。

3.5 接 縫

1)水穩碎石混合料端頭應人工整治，保證端頭平整，邊緣對齊，整治完畢后，應緊鄰混合料邊緣布置兩條方木，以保證基層混合料壓實質量。

2)為確保方木穩固，可將鋼釬置于方木下側。

3)壓實度指標是判定水穩碎石基層施工質量的重要標準之一，施工全程應做好壓實度指標監測，確保全標段內的基層壓實度滿足設計及規范要求。

4)在重啟基層攤鋪作業前，應先拆除鋼釬及方木，同時清理攤鋪作業面，保證作業面清潔。

5)攤鋪機械應妥善處理好接縫的二次攤鋪修復。

6)為保證接縫位置的壓實質量，應在前期壓實的基礎上，沿接縫區域橫向、縱向交替壓實，保證接縫壓實質量滿足技術規范要求。

4 完工后質量控制

1)水穩碎石基層壓實完工后，應連續養護7 d，7 d后測定基層的無側限抗壓強度及回彈模量指標，二者均達標方可認為基層壓實度達標。

2)為保證養護期間的養護質量，應對道路采取封閉交通管制，禁止車輛和人員通行。

5 結 論

本文以福州市某道路建設工程為項目背景，闡述了水穩碎石基層在公路路基工程中的應用，通過工程實踐研究發現，水穩碎石基層憑借較高的強度、良好的應力擴散能力及較高的抗滲、抗凍能力，對路面整體的承載和應力傳遞發揮了重要作用。因此，水穩碎石基層的施工質量直接關系到整個道路結構的運營質量，混合料原材料、混合料配合比、攤鋪工藝、壓實工況、養護條件等因素均不同程度地影響著水穩碎石基層的施工質量。在設計及施工實踐中，首先應保證原材料質量，在配合比設計過程中應遵循科學、最優的原則，施工前應編制具體的施工方案，此外，還應落實好后續的養護工作，最終通過回彈模量和無側限抗壓強度兩大指標判定基層的施工質量。

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