改建公路水泥穩定碎石基層施工技術要點

李煒

摘 要：基層作為道路的主要承重結構，其施工質量往往決定整個道路的工程質量。本文從混合料配合比、原材料及施工設備、攤鋪及碾壓、施工過程質量控制方面對基層施工技術進行探討。

關鍵詞：水泥穩定碎石;混合料;無側限抗壓強度;配合比

中圖分類號：U416.214文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）15-0095-03

Abstract：? As the main load-bearing structure of the road， the construction quality of the base layer often determines the engineering quality of the entire road. This paper discussed the base construction technology from the aspects of mixture ratio， raw materials and construction equipment， paving and rolling， and quality control of construction process.

Keywords： cement stabilized crushed stone;mixture;unconfined compressive strength;mix ratio

1 項目背景

某三級公路設計長度26.781 km，路基寬7.5 m，路面寬6.5 m。該工程是在既有道路基礎上改建，根據實施性施工組織設計，基層施工總工期為2個月。橋涵設計荷載為公路-I級，設計洪水頻率1/25，設計時速30 km/h，路面結構采用22 cm水泥混凝土面層+20 cm水泥穩定碎石基層+15 cm天然砂礫墊層。項目所在地區年平均氣溫約10.0 ℃，年極端最高氣溫為34.6 ℃，年極端最低氣溫為-14.6 ℃，最冷月平均氣溫為0.7 ℃，冬無嚴寒，凍土日數年平均為59 d，最大凍結深度為35 cm。線路處于南秦嶺加里東褶皺帶內，地質構造復雜。大部分地區基巖裸露，植被覆蓋良好，在接受剝蝕風化作用的同時，谷坡還堆積了少量的薄層黃土，部分路段為強風化紅色泥巖，河谷區及溝底堆積了不厚的碎石礫石等松散層。全線所通過的地形地貌均為山間河谷區。

2 水泥穩定碎石基層施工材料及設備要求

2.1 材料

2.1.1 水泥。應選用強度等級為32.5或42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，具體等級以設計文件為準。水泥的初凝時間應大于3 h，終凝時間應大于6 h且小于10 h。在水泥穩定碎石中摻加緩凝劑或早強劑等外加劑時，摻加的劑量應通過試驗確定，且外加劑應符合相關行業及國家標準。選用的水泥應滿足表1中的相關規定。

2.1.2 粗集料。可采用各種硬質巖石或礫石加工制成的碎石，也可采用天然礫石。三級公路壓碎值應不大于40%，最大公稱粒徑應小于31.5 mm，塑性指數應小于9。選用的粗集料應滿足表2中的相關規定。

2.1.3 細集料?？刹捎锰烊簧暗[及中、粗砂等材料作為細集料。其粒徑應滿足施工要求，且應有穩定的級配。細集料應干凈、未風化且無雜質，并有一定的顆粒級配。細集料中不大于0.075 mm的顆粒含量應小于20%。選用的細集料應滿足表3中的相關規定。

2.2 設備

2.2.1 拌和廠設置。出于環境保護及施工質量考慮，本項目采用集中廠拌方式拌和。為確保不被降雨影響，拌和廠選擇在地勢相對較高處，同時做好相應的排水設施，且該地有經檢測合格的拌和用水。在拌和廠分別設置粗集料、細集料料倉，并按規定的備料倉數量適當增加，留有余地。同時，設置外加劑、水泥等原材料倉庫，并做好防水措施。

2.2.2 運輸車輛。項目選用水泥穩定碎石混合料專用運輸車運輸。根據生產能力、運距及施工能力等因素計算出所需運輸車的數量，并適當增加2～3臺備用。同時，做好運輸車的防雨、防曬措施，以免水分增加或散失從而改變混合料的配合比。

2.2.3 攤鋪及碾壓設備。根據基層設計厚度、設計寬度、工期、生產能力等因素，選用140 kW的瀝青攤鋪機作為水泥穩定碎石基層的攤鋪機械。采用2臺18 t雙鋼輪壓路機作為初壓、終壓設備，1臺30 t膠輪壓路機作為復壓設備[1]。

3 水泥穩定碎石基層施工技術要點

3.1 配合比確定

水泥穩定碎石混合料配合比設計應嚴格按照原材料檢驗、目標配合比設計、生產配合比設計及施工參數確定四個階段進行。具體流程如圖1所示。

原材料檢驗階段，拌和用水應檢測pH、氯離子、硫酸根離子、堿含量等;粗集料應檢測壓碎值、針片狀顆粒含量、0.075 mm以下粉塵含量、軟石含量等;細集料應檢測塑性指數、有機質含量及硫酸鹽含量，并進行顆粒分析。目標配合比設計階段，應確定級配范圍、混合料的類型以及摻配比例，并驗證相關技術指標。生產配合比設計階段，應確定料倉的供料比例、混合料的容許延遲時間、混合料的標定曲線、最大干密度以及最佳含水率。施工參數確定階段，應確定相關劑量、符合施工要求的合理含水率及最大干密度，并驗證混合料的強度等相關指標。根據混合料強度試驗結果，按照式（1）計算混合料的強度代表值[2]。

式中：[R0d]表示強度代表值，MPa;[R]表示一組試驗的強度平均值，MPa;[Zα]表示隨著保證率[α]變化的系數，三級公路取1.282;[Cv]表示一組試驗的強度變異系數。

3.2 水泥穩定碎石攤鋪及碾壓

3.2.1 相關參數計算。水泥穩定碎石總用量計算公式為：

式中：[Q]表示該工程水泥穩定碎石總用量，m3;[L]表示路基長度，m;[B]表示路基寬度，m;[h]表示基層厚度;[λ]表示水泥穩定碎石攤鋪損耗率，取1%。將相關數據代入式（2），得出Q為40 573.2 m3。

每天所需運輸車數量（取每車容量13 m3）計算公式為：

式中：[m]表示每天所需運輸車數量，臺/d;[Q]表示該工程水泥穩定碎石總用量，m3;[T]表示基層施工工期，d;[q]表示每臺車的容量，m3;[t]表示每天工作時間，取8 h;[S]表示平均運距，取15 km;[v]表示運輸車平均速度，取20 km/h。

3.2.2 水泥穩定碎石攤鋪。由于基層設計厚度為20 cm，為減少結構層數量，改善層間結合，提高路面結構的整體性，確定基層施工為1層。正式施工前，應通過試驗段確定壓實厚度為20 cm時對應的松鋪厚度[3]。該工程通過對試驗段進行施工，確定松鋪厚度為25.4 cm，松鋪系數為1.27。該工程墊層為15 cm厚天然砂礫，開始攤鋪基層材料前，應先采用凸塊式壓路機對墊層碾壓1～2遍，確保層間結合緊密。在攤鋪機后方應安排專人消除混合料的粗、細集料離析現象，及時鏟除粗集料堆積或離析的部位，同時用新拌制的混合料加以填補。由于該基層在夏季施工，在拌制混合料時，應適當增加水的比例，確保運輸至現場碾壓時混合料的含水率比最佳含水率增加0.5%～1%。

3.2.3 混合料碾壓。應遵循“邊攤鋪，邊碾壓，由低向高，由內至外”的原則進行碾壓。碾壓過程中，應保持緊跟、慢壓、高頻、低幅的碾壓方式。先由2臺18 t雙鋼輪壓路機初壓2～3遍，然后使用1臺30 t膠輪壓路機碾壓密實，最后再用雙鋼輪壓路機收面，消除輪跡。各階段碾壓時，應錯縫碾壓，輪跡重疊應不小于1/3。碾壓時，若出現軟彈現象，須及時挖出該路段的混合料，換填新混合料后再重新碾壓。碾壓過程中嚴禁隨意停放壓路機，嚴禁中途掉頭。每天工作結束或意外中斷超過2 h時，應設置橫向接縫，接縫的留置及處理應符合設計及規范要求[4]。

3.3 養護

碾壓結束并經壓實度檢測合格后，應立即進行不少于7 d的養護?？紤]到項目位于甘肅省隴南市，水資源較匱乏，本項目選擇塑料薄膜覆蓋養生的方式進行養護。選擇薄膜厚度不小于1 mm，覆蓋薄膜時應注意薄膜之間互相搭接，同時在搭接處覆蓋土塊，以免出現薄膜未完全覆蓋或被風吹開的情況。養生期間應經常檢查，發現有局部破損時，應及時更換，若發現水分散失較多，則應適當補水。直至養生至上層結構施工前2 d，方可將薄膜掀開，并檢查養護情況、強度增長情況等，為后續面層施工做好準備。

3.4 施工質量控制

養護7 d后，應及時進行相關檢測。檢測項目應包括標準試件的7 d無側限抗壓強度;水泥穩定碎石基層取芯，數量不少于9個，進行外觀及強度檢測，測定其彎沉值及承載比等相關參數[5]。同時，應按表4進行施工質量控制。

施工中也應隨時進行施工質量控制，確保工程質量。在施工過程中，應隨時檢查攤鋪質量、碾壓質量，發現不符合有關設計及規范要求時，應及時調整;每作業段完成后，應及時進行壓實度、強度及鉆芯檢測，同時進行彎沉和承載比檢測。具體控制標準如表5。

工程實踐表明，路面基層施工質量往往決定了整條道路的工程質量。國內很多道路損壞的根本原因在于基層受到破壞，如混凝土面板板底脫空、路面開裂等。在水泥穩定碎石基層施工中，如果做好上述要點，則能在很大程度上保證其施工質量。

參考文獻：

[1]李昊，安平，高俊啟，等.水泥穩定碎石長期強度發展規律[J].公路，2021（6）：59-62.

[2]中華人民共和國交通運輸部.公路路面基層施工技術細則：JTG/T F20—2015[S].北京：人民交通出版社，2015.

[3]張二輝.水泥穩定碎石大厚度整體碾壓技術在路基施工中的應用[J].中國公路，2021（10）：110-111.

[4]潘廣錄.高速公路水泥穩定碎石基層施工技術[J].四川建材，2021（6）：117，121.

[5]姚愛玲，王軍偉，許敏，等.水泥穩定碎石基層瀝青路面隆起開裂數值分析[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2021（6）：105-111.