無機結合料穩定基層應用技術研究

苑亮

武漢中和工程技術有限公司 湖北 武漢 430080

引言

在道路建設中，使用的材料種類繁多，消耗巨大。不同的建筑環境，所使用的材料也是有區別的。無機黏結劑是目前基層常用的一種材料，如果使用效果不理想或工藝過程中出現問題，將會嚴重影響整個工程的質量。在一些高速公路項目中，采用了無機黏結劑，并收到了較好的效果。在我國，水泥穩定碎石已成為半剛性路面基層的基礎材料。在城市道路建設中，水泥穩定碎石基層因其良好的物理力學性能、水穩定性、抗凍性、抗侵蝕性和抗疲勞性而得到廣泛應用。隨著國民經濟的發展，超重型車輛的數量不斷增加，路面結構的破壞程度日益加劇。

1 無機結合料工藝以及常見類型

1.1 原料加工技術

在道路建設的基礎上，所采用的無機黏結劑必須經過加工才能得到。在原料制造過程中，要注意控制配合比。長期以來，在我國的道路建設中，沒有使用無機復合材料。總之，這種材料比較新，缺乏足夠的實踐經驗。所以，必須加強生產過程的管理，確保產品的質量，并嚴格控制生產過程，盡量減少物料的損耗，從而更好地保障工程建設的質量。在制作材料時，需要使用水泥、石灰、工業廢渣等。在保證產品質量的前提下，不僅要保證以上原料的配比，還要保證產品的品質。如何有效地控制水泥水化熱，確保無機黏結劑的質量，是建筑工人必須重視的問題。

1.2 常用的物料種類

無機黏結劑是高速公路工程基礎的一種總稱，其種類繁多。在早期的無機黏結劑中，可以采用的種類，是有限度的。但隨著技術的進步，隨著對材料的研究越來越多，這種材料的種類也越來越多，越來越多的分支材料被用于工程中，并且在某些領域中起到了很好的作用。不同的材料，在性能上也有很大的差別，從各個方面來看，都是獨一無二的。了解各種不同類型的特殊情況，可以使其充分滿足建筑材料的要求，為路面基層的總體穩定打下堅實的基礎。

石灰穩定土、水泥穩定土、石灰工業廢料穩定土是三種常用的材料，它們的組成和比例各不相同。在實際工程中，只采用一種無機黏結劑，就可以確保地基的穩定性。但是要注意，每種類型都有其適用范圍。所以，必須按照公路建設的要求，結合相應的質量標準，合理地選用合適的材料。通常認為，水泥穩定土的穩定性是比較差的。所以，在對建筑質量有嚴格要求的情況下，不宜采用。石灰穩定土的穩定性比較好，但是使用這種無機黏結劑，很容易造成路面的不平整，影響到司機的使用。所以，對這種物質的選擇也是十分必要的[1]。

2 使用無機結合料穩定基層的方法

本文通過一個具體的實例，簡單介紹了在基礎上采用無機黏結劑的方法。該項目位于我國某地區，具有廣泛的施工范圍性和高水平的施工質量。道路擔負著運送貨物和行人的任務。所以，必須保證工程的質量，保證地基的穩定性和承載能力。為此，本文從攤土施工和材料選擇兩個角度，對其應用進行了論述。

2.1 原料試驗

2.1.1 水泥：通過研究，適宜使用32.5級P·C級水泥。

2.1.2 骨料：實驗選擇了標準的石灰巖骨料。粗集料粒徑范圍為4.75～9.5mm,9.5～26.5mm；集料0～4.75mm（機制砂），集料以中砂為主。

2.2 配合比設計

水穩碎石基層可分為懸浮壓實、骨架壓實和骨架壓實三種類型。

集料級配的確定通過試驗研究，骨料級配比例選擇為粗骨料9.5～26.5mm，粗骨料0～4.75mm=51%：22%：27%。

2.3 攤土施工

從鋪土法的觀點來看，鋪土工程的施工質量是其施工質量的關鍵。在公路建設中，經常會出現土壤微粒，或含有多種有害物質，如腐殖質，對工程的質量造成很大的影響。在鋪土過程中，如果不及時清理這些土壤，將會造成鋪土質量的影響。今后，就算采用各種方法控制地基的質量，也很難保證其滿足設計要求。可見，在鋪土過程中，應及時清理過多的泥土和其他雜物。在進行鋪土作業時，也要注意混凝土攤鋪問題，并要留意天氣情況。實際情況表明，在下雨的情況下，必須暫時停止施工，否則會造成路面基礎水分含量過高，從而對鋪土效果和提高基層的穩定性產生不利影響。

2.4 選材

正確選用公路工程基礎材料，對確保基層的穩定性具有重要意義。無機黏結劑是一種重要的原料。但是，僅采用這種材料仍不能完全滿足該項目的建設需要。在施工過程中，為了進一步提高其機械性能，必須在施工期間添加一些礦渣。指出，在選用礦渣時，并不是所有的礦渣都能達到施工的要求，如果礦渣的濃度太低，不但不能保證工程的質量，而且會對基層的穩定性產生不利的影響。因此，對基礎材料的合理選用是十分必要的[2]。

水泥用量的確定。本試驗擬出水泥用量為2.5%，3%，4%，5%，5.5%，7%，對于不同水泥用量的混合料。

在分析試驗數據的基礎上，綜合考慮路用性能、經濟效益、施工性能等因素，對水穩定性、抗壓回彈模量、在長期無側限抗壓強度和劈裂強度試驗中，對配合比的抗凍性和收縮性進行了測試和分析。

3 道路表現

3.1 無側限長期抗壓強度和劈裂強度

同一齡期的無側限抗壓強度和劈裂強度隨水泥用量的增加而增加；在一定齡期內，無側限抗壓強度和劈裂強度隨齡期的增加而增加。

3.2 壓縮回彈模量

水泥穩定碎石基層的抗壓回彈值較高。壓縮回彈模量隨養護齡期的增加而增加。路面基層抗壓回彈模量過低，容易產生變形，導致公路整體養護水平下降；過大的壓縮回彈模量會導致表面因過大的拉伸應力而開裂[3]。

3.3 水穩定性

水泥穩定碎石的水穩定性系數隨齡期的增加而增大；各齡期的水穩定性系數均在85%以上，水穩定性良好。

3.4 抗凍性

水泥穩定碎石的抗凍性隨齡期的增加相應增加，當它增加到一定值時，它不會隨著年齡的增長而增加。

4 建筑質量管控

采用無機黏結劑可以在一定程度上提高混凝土的施工質量。但是，在工程建設過程中，若沒有對工程質量進行有效的管理，將會對工程的最后結果產生不利的影響。這一節著重從各種無機黏結劑的種類入手，歸納了它們的質量控制方法[4]。

4.1 水泥砂漿地基

對于這種無機黏結劑，在使用時，必須對其原料性質進行充分的保障。石灰是這種物質的基本原料。如果石灰的品質有問題，就會造成基礎材料的整體性能不合格。因此，應嚴格選用石灰，以防止以上問題的發生。如果項目采購的石灰未達到質量標準，或者有關參數不合理，就不能使用，必須再次采購。此外，在施工過程中，當地的氣溫和濕度也會對水泥穩定土的施工產生一定的影響。解決該問題的關鍵是盡量避免在天氣條件較差的情況下進行施工。分層施工是公路建設中最重要的基礎施工技術。在施工過程中，要對各層的質量進行嚴格的控制。要確保一層一層的連接。實踐表明，在春、夏兩個季節進行施工，一般都能收到較好的效果。鑒于項目的維修費用和施工質量問題，推薦在以上時間內進行施工。

4.2 水泥加固地基

本項目施工中，質量控制的關鍵是確保混凝土的配比合理，并對建筑工地的溫度、濕度進行嚴格的控制。從原理上說，質量控制程序和內容與石灰穩定土是一樣的。從水泥的角度來看，必須要達到合適的水化熱等性能指標。混凝土的用量，要控制在6%左右。如果超出這個范圍，就會使基礎的穩定性降低。在選擇不同的季節時，推薦選用春天和夏天，氣溫和濕度都比較合適，這樣可以有效地確保水泥穩定的地基，提高工程的質量[5]。

4.3 水泥工業廢料的穩定土

針對石灰行業的廢渣（常用的是石灰粉煤灰穩定土），其質量控制的關鍵是石灰、粉煤灰的摻入量、最大干重和最佳含水率、穩定土攪拌的均勻性。在對所使用的物料進行品質控制時，必須確保所使用的物料達到了國家有關的標準。最大粒徑不得大于38mm，粒子含量應為建筑物料總重量的75%。在此基礎上，在進行混凝土的摻和、拌和時，要做到混凝土的最佳含水率和干密度，以滿足城市道路、高速公路的總體要求。

4.4 本研究案例建筑質量管控

4.4.1 測量。所有使用的材料的成分應準確，通常在質量方面應嚴格把控。

4.4.2 混合料。攪拌水泥穩定碎石混合料時，要做到首選在工廠攪拌。詳細觀察水泥穩定碎石混合料的拌和程度是否達到均勻，混合料顏色標準，沒有離析、結塊的情況，測試水泥用量和含水量。混合料顏色一致，混合均勻，無夾層、結塊、骨料離析現象。攪拌結束時不得出現離析現象[6]。

4.4.3 攤鋪。水穩碎石路面基層采用穩定土攤鋪機或平地攤鋪。使用平地機攤鋪混合料時，根據路面厚度和要求的壓實密度計算每輛車混合料的攤鋪面積；當混合物在道路寬度的中寬處均勻卸載時，混合物也可以卸載成兩條線；根據松鋪系數用平地機攤鋪混合料，從試驗段確定松鋪系數。攤鋪機或平地機后面應派專人消除粗細骨料離析，特別是清除局部粗骨料的“窩”，用新拌混合料填充，或加入拌和良好的細混合料，然后加入粗骨料，使其混合均勻。

4.4.4 施工縫和裂縫處理。①混合料基層作業不要讓其縱向接縫。作業過程，縱向接縫要垂直連接，不可以斜接。②同一天完成的兩個工作段的接縫應重疊。前一段施工時，施工端預留0.5～0.8m進行碾壓。后一段施工時，應將前一段的未壓實部分留下，摻入一些水泥。③如果隔天不在進行工程，那結束的前一天的最后項工作縫的混合料拌和完成后，沿穩定層在攤鋪層的全寬和全深上挖一個約10～15cm的臺階，以避免接縫處出現貫穿縫。在繼續施工之前，應將松散顆粒分散并回收，直到將適當的水泥和水加入攪拌站并混合均勻。接縫部分澆水后，攤鋪混合料。④如果需要將機械轉移到水泥穩定層上，應采取措施保護轉彎作業段。

5 結束語

水泥穩定碎石基層具有良好的物理力學性能、水穩定性、抗凍性和抗收縮性。當地農貿城一期路面基層工程已成功應用，給予今后現實施工應用理論的支持。為了提升公路的使用壽命和服務水平，本課題結合某城市當地材料的特點，編制了無機結合料路面穩定基層的施工方法，對工程技術和施工質量管控闡明了詳細的標準。

總之，該項目在基礎層穩定、維修費用低、行車安全、延長道路使用壽命方面，均采取了無機復合材料。今后，可以借鑒這方面的經驗，采用無機黏結劑進行施工。在確定好的材料種類后，要按照項目的要求和公路的質量水平來確定，在選定后要主動地進行質量控制，從而使公路工程的整體質量得到提高。