淺析公路工程水泥穩定碎石基層施工工藝

張米蘭,張伊蘋

摘 要：作為我國重要的支柱產業，交通運輸業在國民經濟增長中發揮著至關重要的作用。改革開放40多年來，公路工程建設里程越來越長，多采用半剛性基層，水泥穩定碎石基層因其強度高、整體性好等優勢得到了廣泛應用。為此，必須重視水泥穩定碎石基層施工，嚴格按照相關標準及技術規范，規范施工工藝，加強質量控制措施，全面提高工程施工質量。

關鍵詞：水泥穩定碎石基層;作用原理;原材料選擇

0 引言

伴隨我國社會經濟發展速度的不斷提升，因設計、施工方法、施工材料選擇等因素，公路病害問題較為嚴重。如何延長道路工程使用壽命、確保行車舒適度已經成為施工企業必須重視的問題。伴隨著我國公路運輸網絡的不斷完善，在國民經濟中發揮著重要作用，要求不斷提高施工質量，以保證車輛通行的安全性。水泥穩定碎石基層具有強度高、承載力強等優勢，在公路工程建設中得到廣泛應用，必須充分掌握其施工工藝，嚴格遵循施工流程，組織技術培訓，規范施工人員操作行為，盡量減少潛在安全隱患，以提高路面穩定性，優化使用性能。

1 水泥穩定碎石作用原理

水穩基層全稱水泥穩定基層，是指公路基礎，可分為水穩碎石基層和水穩砂礫基層，在施工中一般為上下兩層。本文以水泥穩定碎石基層進行分析。水穩碎石基層指用水泥與碎石按照一定級配用攪拌機拌制的用于公路施工的基礎材料。水泥穩定碎石中骨料的主要成分為級配碎石，選用相應數量的膠凝材料及充足的灰漿體積進行骨料空隙的填充，并嚴格遵循嵌擠原理進行攤鋪壓實作業。水泥穩定碎石的壓實度與密實度相近，其初期具有較高的強度，但隨著齡期的增加將加速結成板體，進而提升其抗滲性能與抗凍性能。通常情況下水泥穩定碎石中水泥用量占總混合料的3%到7%之間，其7天無側限抗壓強度與其他路基材料相比，要高出許多。據《公路路面基層施工技術規范》等相關要求，水泥穩定碎石從粒徑方面看，屬于中粒土，因其內部具有一定膠凝材料，要求必須在水泥終凝前完成整個施工過程，確保一次達到設計標準，提高其質量。

2 工程概況

某公路工程全長23.3 km，起訖樁號為00+000～23+300。路面基層結構當中上基層、底基層分別采用15 cm、20 cm厚的水泥穩定碎石。在施工過程中，發現局部存在裂縫問題，雖不嚴重，但為了保障后期施工質量，經商議決定，采用抗裂型水泥穩定碎石基層施工方案，即玄武巖纖維抗裂性水泥穩定碎石。

3 原材料選擇

3.1 水泥

根據相關規定要求，在水泥穩定碎石基層施工中，不得使用早強水泥、變質水泥，應采用42.5普通硅酸鹽水泥。水泥安定性和各齡期強度均應符合公路路面基層施工技術細則相關規定。一般情況下，初凝時間需大于4 h，終凝時間大于6 h。若采用散裝水泥，應在進入施工現場前，提前放置7天，當其安定性達到規定要求后，才能用于施工。若施工當天氣溫較高，需嚴控水泥溫度，不得高于50℃，若超過該溫度，需及時采取降溫措施[1]。

3.2 集料

基于經濟性原則，在集料選擇時，需采取當地生產材料，即粗集料采用石灰巖，細集料采用石料生產中的石屑。并按照現行集料試驗規程相關規定，對集料的物理力學性能進行測定與分析，保證滿足施工規定要求。通過篩分結果，可獲取混合料合成級配情況。

3.3 玄武巖纖維

為解決本工程微裂縫問題，特提出了采用玄武巖纖維抗裂性水泥穩定碎石基層施工方案，在本抗裂材料當中，玄武巖纖維是關鍵。相比其他材料，玄武巖纖維基本與玻璃纖維相同，其為褐色，具有較高強度。在加工制作時，需在高溫下（1 500℃），先熔化玄武巖碎石，隨后進行高速拉絲。在水泥當中，玄武巖纖維的穩定性良好，同時，可均勻分散于混合料內，具有極強的聯結力。該項目采用25 mm束狀單絲纖維作為玄武巖纖維材料，其技術指標如下：（1）纖維Φ7.5 μm;（2）密度2.63 g/cm3;（3）拉伸強度4 267 MPa;（4）彈性模量115 GPa。

4 水泥穩定碎石基層施工技術要點

在我國公路建設過程中，路面基層施工作為重要組成部分，直接影響著公路的整體施工質量，發揮著重要的作用。通過對公路建設施工技術進行分析能夠看出，水泥穩定級配碎石技術具有較為廣泛的應用范圍。該技術具有較好的力學性能和較強的水穩性，能夠進一步提升公路路面施工質量。所以，必須重視水泥穩定級配碎石技術的應用，將準備工作扎實做好，有效規范施工流程，特別是碾壓施工環節要尤為重視，從而確保公路工程建設事業的快速發展。

4.1 施工測量

作為我國最常見的公路路面基層形式，水泥穩定碎石結構施工質量的優劣對工程建設整體質量影響較大。因此在水泥穩定碎石基層施工中，應保證各項技術指標滿足施工要求，以此有效提升工程施工質量，推動公路行業持續、健康發展。測量放樣是保證施工質量的關鍵，本工程項目在具體施工時，每個攤鋪隊必須配制一個測量組，以保證施工放樣及時，平面位置、標高隨時得到控制。放樣時，首先是在已鋪筑的底基層恢復中線，直線段每10 m設一樁，曲線段加密至5 m一樁，并在兩側邊緣外0.3 m～0.5 m設指示樁;然后進行水平測量，在兩側指示樁上方根據設計標高及試驗段確定的松鋪厚度設置攤鋪機水平傳感導線。導線采用直徑3 mm鋼絲，用緊線器拉緊，張力不小于600 N，架設長度不大于200 m，并用白灰設置方向導線，應在每次攤鋪前和攤鋪過程中對導線和指導莊進行復核測量，確保施工的準確性。

4.2 下承層處理

全面清理施工現場的雜物、植被等，根據實際地質條件確定清表厚度，及時回填坑洼現象，并碾壓密實，確保下承層平整度及承載能力滿足施工要求，并適當灑水濕潤，提高與基層結合能力。為后期施工創造良好條件。隨后按照設計方案的要求測量施工現場各項參數，恢復基層中線，并預埋工作樁，樁體間距通常控制在10 m左右，在曲線路段可適當縮小間距，保持在5 m左右，在道路兩側路肩外部設置指示樁。根據設計標高及松鋪系數安裝傳感導線，為攤鋪機運行提供標準及參考，后期施工過程中定期復核導線位置，及時糾正偏差過大現象，確保工程建設順利進行。

4.3 拌和施工

拌和施工中，混合料需采用振動攪拌機拌和，根據工程實際情況，生產能力不得小于400 t/h。分種類、分標號進行存儲、堆放，不允許混雜，且避免受潮。為避免混合料離析，成品儲料倉不能太大，需結合拌和實際合理控制倉儲大小。投入玄武巖纖維時，要以人工方式投料，由于纖維自重較小，很容易被吹散，因此，應撒布到集料傳輸帶上，且按照傳輸帶供料速度進行纖維撒布量的準確計算，保證每分鐘撒布無誤。同時，根據試驗確定拌和時間，待拌和料均勻、無花白時，即可完成拌和。在整個拌和過程中，要隨時對其均勻性進行檢查，避免出現異常問題。

4.4 運輸施工

待混合料拌和后，便可向運輸車輛裝料，為保證裝料質量，可多次移動車輛分次完成裝料施工。應按照“及時、快速、均勻”原則運輸，盡可能減少運輸時間，避免混合料出現離析問題。同時，將雙篷布覆蓋到車頂，起到保溫、防雨、防污染等作用。

4.5 攤鋪施工

攤鋪施工前期，首先清理干凈下基層表面，比如垃圾、雜物、積水等，保持作業面干凈無污染。當運輸車輛達到攤鋪現場之后，指派專人指揮車輛，距離攤鋪機30 cm左右停車，通過攤鋪機推動運輸車緩慢前行，并源源不斷將混合料卸入攤鋪機料斗內。一般來講，為保證攤鋪施工的連續性，必須保證攤鋪能力和運輸能力相匹配，能夠持續、勻速前行。根據本工程實際情況，可在2 m/min控制攤鋪速度，并由專人詳細觀察攤鋪質量，若局部出現虛鋪問題，需及時采取措施進行處理。

4.6 碾壓施工

在水泥初凝前，必須完成所有纖維穩定碎石基層碾壓作業，并確保整個碾壓施工中基層始終保持濕潤。一般情況下，碾壓施工可分為三個階段，第一階段為初壓，本工程采用了大噸位雙鋼輪壓路機進行碾壓施工，碾壓形式為靜壓，碾壓遍數為1～2遍，并在1.5 km/h～2.0 km/h之間控制碾壓速度;第二階段為復壓，采用了大噸位振動壓路機，通過振動壓實進行了3～4遍碾壓，并在2.0 km/h～2.5 km/h之間控制碾壓速度。第三階段為終壓，選取了膠輪壓路機，碾壓遍數為2遍，直至明顯輪跡消除。

4.7 養護施工

完成上述施工，待基層壓實度檢測滿足設計要求后，即可進入養護階段，主要采用灑水養生方式。養護施工中，需先浸潤透水土工布，隨后在基層頂面覆蓋。待達到7 d齡期后，可通過人工方式灑水，灑水量不宜過多，當基層強度達到一定要求后，便可采取灑水車進行灑水。養護結束后，便可進行下一階段施工。

5 結束語

綜上所述，作為路面結構的主要承重層，路面基層質量的優劣直接影響路面結構的整體強度、使用壽命。據相關資料顯示，路面病害與基層關系密切。若基層強度不足，在行車荷載和自然因素的長期作用下，很可能出現大量殘余變形及剪切破壞，從而產生龜裂、縱橫向裂縫等。此外，在瀝青路面通行服務期間，水也會滲透到路面基層，從而產生水損壞等嚴重病害，最終破壞路面路基結構。因此，必須合理控制路面基層施工質量。水泥穩定碎石是路面基層的常用材料，其具有良好的耐久性和整體穩定性，且承載力和強度較高。將其用于路面基層施工，可大幅提升路面基層施工質量。

參考文獻：

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