市政道路施工水泥穩定碎石基層中的應用

呂加強，楊旭東

（山東宇通路橋集團有限公司，山東東營 257300）

1 水泥穩定碎石的應用原理

水泥穩定碎石基層是當前公路建設施工應用非常廣泛的一種半剛性路面施工采收率，伴隨著路面逐步硬化施工，會逐步形成板狀半剛性體結構，結構的強度、承載性能都得到了很大的提升，路面使用效率也在不斷提高。水泥穩定碎石的工作原理是應用合適的骨料作為級配碎石進行施工，通過灰漿和有膠凝材料的使用以保證骨料的縫隙填充完整，并且再通過碎石嵌擠作用形成整體結構，通過攤鋪與壓實施工后，利用碎石的加壓可以提高其結構的強度。應用灰漿填筑施工，保證基礎結構的密實度可以滿足實際需求。所以水泥穩定碎石基層的強度、穩定性、抗滲性都非常好[1]。該材料中，水泥材料的加入比例為3%~6%，7d 無側限抗壓強度為1.5～4.0MPa，較其他材料來說性能比較優越。

2 工程概況

某市政道路工程，項目地址位于該市南區，該工程全長3.5km，該工程所處地區的年降雨量相對較少，地下水位比較低，交通道路上通行的車輛比較多，所以對于道路工程的承載性能要求較高。為了滿足道路工程承載性能的要求，延長道路的使用年限，最終確定使用水泥穩定碎石基層結構，下基層則應用水泥穩定礫石基層的結構。本文重點分析水泥穩定碎石基層結構。

3 水泥穩定碎石材料的設計

3.1 材料選取

（1）在集料選擇階段，按照項目的要求進行選擇，集料規格最好在10~30mm，石屑的粒徑控制在10mm 以下，主要是以河砂作為主要的施工材料，篩分以及顆粒的組成可見表1 所示。對于城市內部的主干道建設項目，對于地層結構使用的材料來說，其最大粒徑不可大于40mm，一般來說集料的粒徑最好是控制在30mm 以內，根據設計方案的要求做好材料的含量以及塑性指數的控制，保證水泥穩定碎石符合各個組分要求，施工質量合格。應用0.075mm 的孔篩過濾，其過濾掉的材料比例不足5%，盡量的減小細土塑性指數，以確保材料的性能合格，不會產生嚴重的質量問題。

表1 材料參數標準

（2）水泥種類的不同，收縮性強度也會有明顯的不同，例如，選擇的硅酸鹽水泥材料其收縮流程需要比常規的材料要低，而一些標號小的水泥收縮了高標號的材料。因為路基內的水泥材料可供選擇的比較多，盡量選擇終凝時間在6h 以上的水泥材料。根據本次工程的具體要求，最終確定選擇使用P.O32.5 的硅酸鹽水泥材料進行施工。

（3）在水選擇上，選擇飲用水即可，選用無任何雜質的水是基本要求。在混合料的制作以及工程養護中都會使用大量的水，所以對水質的檢測顯得非常的重要，如果無法滿足要求，必然會給工程的質量造成較大的影響。

3.2 混合料的配合比

混合料的配合比就是各種材料的加入比例，這是極為重要的參數，關系到混合料的性能。在混合料配比之前，要在實驗室進行相關參數的試驗掌握配比要點，符合性能指標后的配合比參數作為施工管理的重點。在混合料的制作階段，做好各種材料配合比的控制，保證材料的性能符合要求。

4 施工要點

4.1 施工的前期準備

（1）測量、放樣。項目在開展之初做好測量工作與放樣工作對后續項目開展有積極作用。因此在施工前需要采取全站儀進行邊樁、中心點等樁體位置的測量，而后采用水準儀檢測基層頂面標高尺寸，并且即將檢測結果上報監理單位審核。

（2）準備所需原材。根據工程要求選擇合適的材料，加強材料質量控制，保證供應量充足。

（3）材料試驗。基層施工環節，應用的碎石材料需要進行試驗檢測，保證顆粒、密度等符合要求，進行擊實試驗檢測，各項指標滿足要求，在上報監理工程師批準同意后使用。

（4）施工場地的準備。在基層結構驗收工作結束后，可以使用人工加機械施工的方式進行修復處理，提升基礎工程的質量。此外，在項目開展之前需要對地基層的標高進行核對，保證誤差能夠滿足施工需求，確保基層表面達到平整、密實的要求，且通過人工方式將表面進行清潔處理[2]。

（5）準備合格的施工機械和施工器具，各項設備和工具的性能合格，車輛運行正常。

4.2 導線布設

為了使得攤鋪施工可以有序的展開，在現場鋪筑中，要設置合適的導線形式。導線設置環節，需要對半幅結構進行科學設置，而后需要在路面中線位置與邊線位置布設一道導線，相互之間的距離要間隔10m 劃分另外一條，而在彎道位置上縱向間距的距離要設定為5m，導線樁的長度需要設置為70cm。在操作的過程中，需要導線把導線樁固定起來，設置的拉力度要達到100kg，各個導線長度的總和不能超過400m，保證兩側導線高差處于合理范圍內，一般超出底基層表面約50cm 即可。

4.3 混合料拌制

在項目初開階段中混合料拌和是一項系統性的工作，需要選擇合理的施工設備進行操作。

混合料的攪拌施工應用的是500 型穩定土拌和機設備，然后應用兩臺裝載機供應施工材料，并且使用集中拌和的方式進行材料的生產制作。本次工程中，設計配合比中水泥材料加入比例為4.3%，為了使混合料的質量合格，該項目施工技術人員根據5%的水泥配比加入材料，其含水量控制在5.1%～5.4%。攪拌制作混合料之前，試驗人員需要及時進行碎石材料的含水量檢測，然后得到最佳配合比參數，再根據計算確定的配合比參數開展項目手工，確保攪拌時間控制在15s 以上。試驗人員還要碎石進行含水量的監測，如果發現出料值不合格，禁止運輸到現場。

4.4 運送混合料

混合料的運輸使用自卸車進行，確保車輛的行駛狀態良好，車輛的性能達標，車廂完好無損。裝載環節，分為三次進行裝車，按照前、中、后的結構形式裝載，防止發生離析的問題。在車輛運輸環節，車輛行駛速度保持均勻、慢速，不會發生離析的問題，也沒有沁水和質量缺陷。根據拌和材料的出料方式以及運輸距離確定合適的運輸車輛數量，以保證施工可以連續、順利的進行，為工程質量的提升奠定基礎[3]。

4.5 攤鋪

在水泥穩定碎石基層攤鋪施工的過程中，作為非常關鍵的施工步驟需要在項目開展之前，將下承層表面結構存在的松散材料進行處理，避免結構性能下降而影響工程的質量。如果發現松散結構比較嚴重，需要及時清除，然后挖補填充處理，達到運行的要求。下承層結構的表面要達到平整、濕潤、堅實的要求才能施工，路拱合格，彎沉值、壓實度達到工程的標準。

水泥穩定碎石基層的質量受到攤鋪階段的影響，這是碾壓施工工序的基礎和根本，只有保證攤鋪施工達到質量標準，才能在壓實之后符合要求，達到表面平整度的標準。所以在攤鋪作業開始之前，應該做好現場的攤鋪準備工作，表面的濕潤度合格，使用符合配合比要求的水泥漿液材料。攤鋪工作開始之前，應該確定合適的松浦系數，攤鋪環節應該保持連續進行，防止出現縱向接縫的情況。如果在施工中不得不分為兩幅進行施工，可以選擇兩臺攤鋪機同時進行，間隔10m 左右[4]。

4.6 碾壓

混合料完成攤鋪施工后，分析含水量的特性，開始進行碾壓施工，如果含水量達到最佳含水量，或者稍微高于最佳含水量，即可進行碾壓施工。碾壓環節要按照從低到高、先輕后重的順序進行。碾壓施工的長度要結合具體的天氣環境來確定，一般需要按照試驗數據實時碾壓作業。如果環境溫度較高，此時水分的流失速度會比較快，盡量的縮短碾壓作業的長度；環境溫度相對較低的情況下，水分的蒸發速度相對較慢，則可以適當延長碾壓路段的長度，但是也不能過長，以40~50m 為宜，如果太短，會造成平整度不足。在碾壓施工，先應用20t 的單鋼輪壓路機進行碾壓施工，按照靜壓、振壓、靜壓的3 次碾壓施工進行，每個環節的碾壓施工都要做好質量的控制，且碾壓施工遍數符合實際需要。禁止在碾壓施工環節進行調頭或者急剎車，否則容易導致碾壓施工完成的路段出現結構損壞的情況[5]。為了提高碾壓施工的質量，工作人員在車輛后部及時做好檢測，主要是針對含水量、寬度、厚度、平整度、壓實度等方面進行檢測，如果發現任一指標存在問題，應立即采取措施處理，以確保不會發生嚴重的質量問題。

4.7 養護、處理接縫

在項目開展環節，當水穩基層碾壓工序完畢以后，需要安排專門的人員對結構層的高度、寬度與坡度、壓實度以及平整度等參數進行檢查和驗收。同時在現場需要設置減速帶，在表面覆蓋一層土工布，以達到保濕、養生的效果，每日組織施工人員對現場進行噴水保濕處理，采取噴霧的方式進行，確保水穩基層結構表面的濕潤度合格，且養生時間不少于7d。由于該項目應用的是半幅方式施工，在一側道路施工結束后，再進行另外一側道路的施工，所以要做好縱向接縫的處理和控制。一般來說，在每日施工結束后，均會存在部分橫向接縫問題，此類問題體現最多的區域是在明洞與橋梁位置，因此在項目開展的過程中，需要按照接縫處理的要求，做好橋頭搭板前后的施工控制，保證整體工程的質量滿足實際需求。橫縫在設置時，施工結束后與正常碾壓施工要求是相同的，壓路機碾壓到下部的承重結構上，碾壓結束后，在水泥穩定基層結構強度性能合格后，將碾壓結束且各項技術參數都符合要求的部分，開挖出和道路中心線垂直的斷面，作為第二天施工的連接部分。縱縫在設置時，一般是一側道路攤鋪施工后，再進行另外一側攤鋪時形成的，因此需要確保結構厚度的控制，確保縱縫連接部位的質量性能合格。

5 容易出現的質量問題

5.1 裂縫

水泥穩定碎石基層在施工與養生環節，裂縫問題的發生率是最高的，所以施工單位必須結合具體情況選擇合適的控制措施。從工程實踐分析，只要是發生裂縫問題，容易造成嚴重的安全隱患和質量問題，只能從下述幾個方面出發進行分析：①分析具體情況，水泥穩定碎石基層在道路工程中應用范圍比較大，如果出現裂縫的情況，會造成結構強度下降，且投入使用后，車輛碾壓、環境侵蝕等出現，裂縫會變得更加嚴重，威脅行車安全，也會造成養護成本升高。②如果沒有及時處理裂縫問題，在長期運行中，雨水進入結構內部，會導致裂縫寬度變得更大，且受到車輛作用力的持續性影響，裂縫位置會發生破碎、斷裂的問題，性能快速下降，還會導致道路使用壽命的大幅縮短，管理單位需要投入過多的資金養護施工，同時還會容易引起交通安全事故出現，給社會穩定造成一定的影響。

5.2 離析

本文所說的離析主要是指道路工程基層結構發生粗集料沉底的情況，此類問題通常是在水泥穩定碎石基層施工環節出現得比較多，并且離析問題還會導致其他結構出現問題。如果發生離析的問題，就會造成道路基層結構強度分布不均勻、平整度不合格等嚴重問題，會給道路交通運行帶來負面的影響。經過分析發現，形成離析問題的原因較多，但是最為關鍵的就是施工技術選擇不合理，也就是說，在集料攪拌的環節出現了離析的情況，必須提起足夠的重視。如果運輸環節管控不到位而引發的離析問題，或者卸料攤鋪不當而造成的離析問題，都要采取相應的處理措施，以確保不會發生離析的問題，切實提升結構的總體質量，以免產生嚴重的質量問題。

5.3 平整度差

平整度是重要的路面技術參數，也是影響工程質量的關鍵要素。若平整度比較差，那么相應的結構層就會滿足不了工程的標準要求。簡單來說，需要在保證基礎層工序完畢以后再開展此類工作，因為攤鋪施工環節的質量管控不到位或者其他質量問題而引發的平整度較差，進而出現連鎖反應，極易造成現場施工無法達到規定的標準要求，也會影響總體的平整度與穩定性。因此，現場施工單位必須嚴格落實施工管理和控制，消除平整度差的問題，執行施工工藝和技術標準，提高工程的施工質量，滿足交通運行的標準和要求。

6 提升基層施工質量的措施

6.1 裂縫的預防

6.1.1 重視原材料及其配比設計

水泥是施工的主要原材料，所以選擇合適的水泥材料種類和型號非常重要，它能直接影響干縮性參數，基于此，我們需要選擇合適的水泥材料，以免造成水泥穩定基層結構發生裂縫的病害問題。從大量的實踐經驗分析可以發現，硅酸鹽水泥材料的性能滿足要求，所以被廣泛應用到道路工程基層施工中。同時，在現場施工環節，加強路基結構設計的控制，保證結構強度性能合格，確保水泥材料的配比比例合格，防止產生裂縫等質量缺陷。

6.1.2 含水量控制

水泥穩定碎石基層的含水量是重要參數，因為該數據和干縮應變會存在直接的關系，也就是說，含水量比較大的情況下，干縮應變也會越高，所以在車輛碾壓的情況下發生裂縫的概率也會越大。因此，工程人員嚴格落實施工技術標準和要求，做好原材料配比控制，避免出現裂縫問題，提升工程整體質量。

6.1.3 加大碾壓密實程度

經過實際經驗分析發現，碾壓后結構的密實度會給水泥穩定碎石的抗凍性、干縮性方面帶來直接的影響，密實度越高，發生干縮裂縫的概率也就會越低。

6.1.4 施工時間的合理選擇

氣候環境也是影響道路性能的關鍵性技術參數，所以氣候條件的分析也是非常的關鍵。夏季環境溫度較高，集料內水分的流失速度比較快，冬季環境溫度較低，也會導致干縮問題的出現，尤其是早晚溫差過大的天氣條件下，裂縫發生的概率是非常高的。因此，施工單位必須結合當地的氣候條件，合理組織施工，以保證工程的質量合格。

6.2 離析現象的預防

6.2.1 強化拌合工藝的管理

實踐表明，水穩混合料的拌合溫度及拌合時間在很大程度上決定了離析現象是否出現，因此，相關施工人員要對此進行關注。也就是說，在水穩混合料拌合完成之后，任何人不得再隨意攪拌，而是要對其外觀進行仔細觀察，若外觀均勻，無花白現象發生，則說明該混合料已經攪拌均勻，可正常使用。

6.2.2 加強卸料過程的管控

在卸載材料的時候，必須保持動作輕柔、緩慢，盡量不要過快抬升料斗，否則容易造成卸料不連續，需確保材料供應達到均勻性的要求。此外，在攤鋪施工中，操作人員保持攤鋪的穩定性和連續性，一旦出現離析的問題，立即進行修正。

6.3 提升基層平整度

6.3.1 加強對振動倉中料位的控制

在施工中，如果料位過低，容易發生孔洞的問題，且抹壓作業難度高；如果料位過高，還會給振動排氣產生影響，出現麻面的問題。因此，在攤鋪前要做好設備調試作業，保證料位始終處于振動棒轉角的部位上，確保小螺旋從料的最低點位置轉向最高點位置。

6.3.2 對排水予以高度重視

路基結構要達到穩定、干燥的要求，這是提高穩定性的關鍵，所以在現場需要做好排水處理，要有符合要求的排水設施，達到現場施工要求，保證路基穩定性合格。

7 結論

市政道路施工中，水泥穩定碎石基層的應用比較廣泛，在施工中加強質量管理和控制，消除一切負面的影響，提高工程施工水平，對于滿足道路運行標準有積極作用和價值。