壓實度超密的控制在水泥穩定碎石基層中應用

尹小明 邵陽市寶慶公路橋梁工程有限公司工程師

改革開放以來，我國經濟發展迅速，我國的道路建設也取得令人矚目的成就。建國時，我國的通車公路僅8.08萬千米，截至2019年，我國公路建設總里程已達484.65萬千米，高速公路達14.26萬千米，位居世界第一。

目前，我國的汽車保有量迅速增長，對于道路承載能力和質量提出了更高的要求，而基層是位于面層下面的承重層，不僅要滿足相應的強度和剛度要求，還應保證一定的水穩性。

1 水泥穩定碎石概述

在實際的道路施工過程中，水泥穩定碎石是將級配碎石作為骨料，采用一定數量的膠凝材料和足夠的灰漿填充骨料的空隙，然后將其壓實，使其壓實度接近實密度，利用碎石間的嵌擠鎖結原理來提供強度。其壓實度接近于密實度，同時有足夠的灰漿體積填充骨料的空隙。

2 水泥穩定碎石基層存在的問題

目前，我國的二級及二級以下的公路基層主要使用水泥穩定砂摻碎石這種結構。在具體的道路施工時，由于壓路機的壓實次數少，導致外觀質量較差，而采用灌砂法檢測會出現壓實度超密的現象。

3 水泥穩定碎石基層壓實度的影響因素

3.1 混合料及帶來的影響

在實際操作過程中，混合料中的碎石比例會影響壓實度，如果碎石比例較高，會導致壓實度偏高，在某些特殊情況下，還會導致壓實度超過100%。另外，混合料中的灰漿體積較少，會使骨料中間存在很多空隙不能被填滿，還會由于碎石之間的擠壓，造成碎石崩裂[1-3]。在路面建成后，大量車輛反復碾壓后會出現安全隱患，嚴重影響道路的使用壽命。倘若混合料中的碎石比例過小，基層的壓實度就會較低，使道路強度達不到設計要求，也不會形成有效的骨架，會嚴重影響道路的質量[4-6]。

3.2 混合料中的含水量帶來的影響

由重型擊實驗可以得到，當混合料的干密度最大時，混合料的含水量是定值。在混合料含水量一定時，混合料的干密度最適合。若混合料的含水量較低，混合料間的碎石等的摩擦力增大，導致混合料之間存在較大的空隙，不能滿足設計所需的壓實度。當混合料間的含水量較大時，會導致混合料間存在較多的水，由于水具有難以被壓縮的特性，當路面承重受到壓縮時，混合料會出現蠕動現象，壓實困難，無法滿足所需的壓實度。

3.3 混合料施工時間帶來的影響

混合料加水攪拌后，隨著時間的推移會逐漸凝結，如果施工時間合適，在合理的時間內完成施工，得到的基層的壓實度可以滿足要求。如果碾壓時間過長，部分混合料會凝結硬化，導致不易被壓實，且已凝結的部分被破壞時，與碎石直接接觸，與碎石骨料間會存在空隙，壓實度降低。

3.4 壓實方法帶來的影響

在對混合料進行碾壓時，碾壓方法也會帶來重要的影響，如果各碾壓機械配合不合理，沒有按照實驗路段的方法進行碾壓，會導致碾壓不均勻，影響混合料的空隙，導致壓實度不符合要求。

3.5 混合料級配對壓實度的影響

水泥穩定碎石一般都是用級配碎石來作為骨料，然后采用足夠多的、會降體積以及一定數量的膠凝材料來對骨料的空隙進行填充,然后再運用嵌擠的原理將其攤鋪壓實。它的壓實度與密實度之間往往是相近的，主要依靠嵌擠鎖結原理來增強碎石之間的強度，最后再用足夠多的灰漿體積來對骨料的空隙進行填充。當混合料當中的碎石比較多的時候，壓實度往往就會偏高，嚴重時其數值可能還會破百。此外由于混合料中細集料比較少，會導致碎石之間存在比較多的空隙不能填實，進而導致出現碎石離析的情況，對以后路面的耐久性造成非常大的不良影響。當混合料中的碎石比較少時，壓實度會比較低，碎石往往就很難能夠形成有效的骨架，嚴重影響到碎石基層的強度。

4 壓實度超密現象分析

當檢測到混合料壓實度普遍超密時，要分析檢測方法是否存在誤差，檢查最大干容重是否準確，以及灌砂筒等的標定是否滿足要求。如果存在誤差，則需要重做試驗，確定相關參數，重新測量。

此外，引起壓實度超密的原因還有穩定砂摻碎石在運輸、攤鋪過程中發生離析現象。當檢測點位于離析帶時，檢測得到的壓實度就會出現壓實度超密的現象，這是由于碎石含量比設計的碎石含量高，但在計算時還使用原設計的最大干容重，反之，壓實度會偏小。

5 壓實度的控制方法

5.1 對于混合料的控制

在施工時，要使用合格的材料，禁止使用不合格的材料。在材料進場時應嚴格按照規則對材料進行檢查，保證原材料的質量可靠。同時，要保證混合料的各種用料比例符合規定要求，控制含水量，保證水泥等材料適量。如果水泥量太小，會導致基層的承重量達不到要求；如果水泥量太大，會造成浪費，同時也會產生裂痕，影響基層的承重量。

5.2 對于施工方法的控制

在對混合物碾壓時，碾壓的壓路機的型號、碾壓的順序、碾壓次數等應按照之前在實驗路段的要求進行，不得隨意更改。由于各項工程的實際情況不同，所以在碾壓時要根據實際情況做出適應性調整。最佳碾壓組合是使用最少的碾壓機械、最少的碾壓次數獲得最佳的碾壓效果。同時碾壓需要遵循從輕到重、從慢到快、先靜壓再振壓的原則。此外，水泥穩定碎石施工時要注意水穩碎石的攪拌、運輸和攤鋪，要按照一定的比例進行攪拌混合。

5.3 對于施工時間的控制

在施工時，要根據相應的操作手冊，按順序在規定的時間內完成施工，使每道工序有序完成，縮短混合料從開始混合到鋪設完成所用的時間，避免操作時間過長，同時注意施工順序，避免施工流程混亂。

5.4 對于混合料含水量的控制

混合料的含水量應符合相應的區間，避免含水量過高。含水量過高會使凝結時間加長，同時由于水的不可壓縮性，在壓路機壓路作業時會導致混合物出現蠕動現象，難以將混合物壓縮到要求的標準，無法滿足要求的壓實度。含水量較小時混合物無法充分混合，難以成形，在壓路機進行壓路作業時，骨料之間由于缺少漿體，會造成碎石開裂，同時由于水泥的物理、化學反應不完全，使混合料的強度不夠，導致基層松散。在鋪設混合料時，隨著水的逐漸增加，當含水量達到最佳含水量時，應立即使用鋪路機進行壓路作業。

6 水泥穩定碎石基層的應用案例

6.1 準備工作

在工程即將開工時，應提前做好準備，施工時用到的相關機械設備應準備到位，如鋪路機、壓路機、攪拌機、運輸車等大型機械設備，并做好保養工作。同時，也應準備好相應的原材料，如水泥、碎石等，在原材料進場時做好質量把關。

6.2 施工過程

施工過程主要有混合物的配比攪拌、運輸、鋪設、碾壓等過程。

（1）混合物的配比攪拌。嚴格控制含水量，避免含水量過高或過低，同時盡量減少對水泥等凝結材料的使用，以降低成本，保證細料質量可靠，確保細料干燥無污染，盡量減少細料的使用量。在混合物攪拌時，攪拌人員應嚴格按照混合物的配比比例進行配比攪拌，嚴格按照規定的時間攪拌，同時注意控制攪拌時的溫度，避免混合物攪拌不均勻或者混合物凝結，在攪拌時還應隨時對混合物進行檢測，確保混合物的質量滿足需求。

（2）混合物運輸。嚴格按照運輸標準運輸混合料，除了保證混合物的運輸時間外，應在運輸車輛上給混合物加一層篷布，避免混合物提前凝結。

（3）鋪設混合料。在鋪設混合料時，應在下承層進行灑水作業。在鋪設過程中，對設備進行調整，按照實驗路段的實驗成果要求，調整鋪路機的鋪路厚度；在鋪路機進行鋪路作業時，應時刻注意混合料的情況，觀察是否出現離析現象，一旦出現離析現象，應立即停止作業，查找原因，進行補救。

（4）混合物的碾壓。混合物的碾壓一般分為3個階段，即初壓、復壓和終壓，應使用壓路機從外側向中心碾壓，并嚴格控制相鄰碾壓帶的重疊部分，同時控制碾壓速度，以避免出現凸起的情況。

（5）施工完成后的養護工作。在對混合料碾壓完成后，需要對基層進行養護，防止水泥穩定碎石中的水分流失。同時，應根據天氣情況對灑水量進行控制，雨天減少灑水流量，高溫天氣增加灑水量，防止因溫度變化過大而產生裂紋。

（6）施工完成后的檢測工作。在完成鋪設后，利用灌砂法和鉆芯取樣檢測路段的壓實度，查看是否滿足要求。施工完畢后，在通車9個月時，安排專業人員對道路進行檢測，查看是否出現裂縫等情況。

7 結語

壓實度作為道路施工的一個重要指標，在道路施工的過程中發揮著相當重要的作用，因此在施工時應該嚴格檢測，使其符合施工標準。在檢測壓實度時，可以利用實際碎石含量和最大干容重量進行檢測，以精確控制公路基層的壓實度。