城市道路水泥穩定碎石基層施工工藝

王鵬

(國基建設集團有限公司，山西 太原 030000)

道路交通荷載日益增加，對公路施工質量提出更高的要求，水泥穩定碎石基層作為典型的道路基層結構，提升基層施工質量有利于改善道路通行條件，延長道路使用壽命。城市道路的施工條件復雜，水泥穩定碎石基層施工期間可能因干縮、溫縮等原因而出現裂縫，影響基層施工質量。為此，深入研究水泥穩定碎石基層施工工藝及質量控制措施具有重要意義。

1 工程概況

某城市道路工程，全長61.2km。按自上而下的順序，主線路面結構組成依次為瀝青面層、水穩碎石基層、級配碎石基層、砂礫墊層。主干道及次干道的行車道基層為36cm+18cm水泥穩定碎石，支路為32cm+18cm水泥穩定碎石，主干道非機動車道為18cm+30cm水泥穩定碎石。

2 水泥穩定碎石基層施工工藝

根據水泥穩定碎石基層施工內容，分為攤鋪區、壓實區、整形區3個區段，關鍵環節包含：精準配料、充分拌和、全面攤鋪、及時碾壓和適時養護。水泥穩定碎石基層的基本施工流程為“施工準備→測量放樣→拌和→運輸→攤鋪→碾壓→整形→養護”。

2.1 施工準備

1)全面清理施工現場的碎石、建筑垃圾等雜物，測量放線；2)根據施工要求配置機械設備及配件，進行保養、調試，保證各機械設備平穩運行，配件質量可靠、數量充足。例如，施工單位需準備拌和、運輸、攤鋪、壓實的相關機械設備；3)技術交底和安全交底，使施工人員明確水泥穩定碎石基層的施工目標，掌握施工方法[1]。

2.2 材料選擇

(1)水泥。選用細度、安定性、凝結時間、強度均達標并且無受潮結塊、無過期問題的普通P.032.5水泥。對水泥進行試驗檢測，檢測項目及結果如表1所示。

表1 水泥試驗檢測信息

按4.5%、5%、5.5%、6%的水泥劑量拌制混合料，檢驗不同水泥劑量的應用效果，應滿足7d無側限飽水抗壓強度>4.5MPa的要求。

(2)集料。顆粒組成見表2，最大粒徑≤31.5mm。

表2 集料顆粒組成

水泥穩定碎石混合料的集料包含粗集料和細集料2類，材料要求為：

(1)粗集料。集料的最大粒徑不超過31.5mm，粒徑小于0.075mm的含量≤2.0%，壓碎值≤28%，針片狀含量≤18%，堅固性≤20%，保持干凈、干燥。集料粒徑不宜過大，否則易出現如下問題：1)拌和時，不同粒徑的集料分離，導致混合料的均勻性差；2)粗集料和細集料難以板結為完整的整體，基層的強度偏低，局部有松散、滲水現象；3)大粒徑集料失水速度快，使混合料的含水量低于設計值，參與水泥水化作用的水量有限，抑制水泥的正常水化。

(2)細集料。集料的砂當量≥50%，最大公稱粒徑≤4.75mm且粒徑不宜過細。若細集料中粒徑在0.075mm以下的部分含量較高，將提高基層半剛性體的干縮應變系數，易出現裂縫，影響基層的結構完整性乃至強度。實踐表明，細集料中粒徑<0.075mm的含量應≤5%。

2.3 確定最佳含水量和最大干密度

按4.5%、5%、5.5%、6%的水泥劑量拌制混合料，根據標準擊實試驗結果確定最佳含水量和最大干密度。試驗分組進行，各組的試驗結果如表3所示。

表3 混合料的最佳含水量和最大干密度

2.4 測定7d無側限抗壓強度

2.4.1 7d飽水無側限抗壓強度

試件養護7d，分為2個階段完成，先進行6d的標準養護，溫度穩定在20℃±2℃，再浸水養護1d，而后測定飽水無側限抗壓強度。根據水泥用量的不同，試件分組進行，結果如表4所示。

表4 7d飽水無側限抗壓強度試驗結果

2.4.2 確定試驗室配合比

水泥穩定碎石基層混合料中水泥的最佳用量為。

(1)根據工程對混凝土強度的要求，試件強度平均值需達到4.5MPa，在各組試驗中，達到該強度要求的是水泥用量為5.5%、6%的試件。

(3)由于水泥用量為5.5%、6%時的混合料均達到強度要求，因此，從技術經濟性的角度擇優選擇，水泥用量取5.5%較為合適，可減少水泥的用量，降低材料成本，則試驗室配合比為水泥∶集料=5.5∶100，施工時壓實度按98%控制。

2.5 混合料的拌合

(1)拌合前按照配合比試拌，檢驗拌合設備的運行精度和穩定程度，根據試拌混合料的性能評價配合比的合理與否，要求材料均勻分布，無離析、結塊等問題。根據水泥穩定碎石基層施工用料要求控制混合料的拌合量，供料充足但不引起材料浪費。廠拌混合料應進行篩分。含水量和水泥用量經試驗確定，利用試驗結果指導混合料的生產，拌制質量可靠的混合料。砂礫需覆蓋，避免因遭雨淋而導致含水量偏高，石屑類細集料應加蓋篷布，否則濕度偏高，在拌合過程中引起冷料倉口堵塞問題[2]。

(2)拌合前，標定冷料倉口開口大小和皮帶秤計量精度，拌合過程中定期檢查，及時糾偏。

(3)拌合期間，由專人檢查螺旋輸送器的運行穩定性、原材料混合均勻程度以及色澤的一致性。

(4)每日生產前，檢查集料的含水量，確認無誤后開始生產，并每隔1～2h進行一次抽驗，判斷混合料的含水量、均勻性是否達標。拌合時，定期檢測水泥計量精度，嚴格按照配合比控制水泥的用量。

(5)拌合用水以最佳含水量+(1%～2%)為宜，夏季氣溫較高，混合料的水分蒸發量較大，需要適當提高含水量，但不允許超過最佳含水量的+2%，適當提高混合料的含水量后，彌補運輸、攤鋪、壓實過程中的水分損失。早晚溫度存在差異，需要根據1d內不同時段的溫度靈活控制含水量。

(6)嚴格檢驗進場原材料的質量，各項性能指標、數量均要與設計要求相符。原材料進場后，分類存放，采取防雨、防曬等防護措施。

2.6 混合料的攤鋪

在鋼筋樁支架上掛設Φ2mm的鋼絞線，用緊線器拉緊，將鋼絞線作為攤鋪基準線。混合料被運輸至施工現場后，及時用2臺攤鋪機以梯隊聯合作業的方式進行攤鋪，2臺攤鋪機拼裝寬度為6.5m，嚴格控制攤鋪速度、攤鋪厚度。螺旋輸送器以3檔為主，控制好仰角，有序布料。連續攤鋪上下基層，分別將底基層、基層的厚度控制在32cm、20cm，對于不具備連續攤鋪作業條件的，需要在單幅每隔20m灑布1袋水泥。2臺攤鋪機聯合運行時，機械設備的速度保持協調，全程穩定在1～1.5m/min，攤鋪距離控制在5～8m，相鄰兩幅的搭接寬度控制在10～20cm。攤鋪設備平穩運行，盡可能連續攤鋪，及時將混合料均勻攤鋪至現場。攤鋪過程中，施工人員需要及時檢查攤鋪層厚度、平整度和路拱，對于施工中出現的離析、卡料等異常情況，必須及時指出，然后暫停施工，妥善處理。通過鋼釬、鋁合金條控制2臺攤鋪機中間高程，需配置攤鋪機傳感器，根據檢測數據判斷攤鋪高程，及時糾正高程偏差。水泥穩定碎石下層施工結束7d后，若無質量問題，則施工水泥穩定碎石上層，且要求上下2層的間隔時間控制在10d以內。

2.7 混合料的壓實

1)每臺攤鋪機后緊跟三輪或雙鋼輪壓路機，及時碾壓混合料。水泥穩定碎石基層的碾壓分段進行，每段長度為50～80m，設置明顯的分界標志，用于區分各碾壓段落；2)以試驗路段確定的碾壓方案為準，按照流程有序進行碾壓；3)按照“穩壓→輕振動碾壓→重振動碾壓→膠輪穩壓”的流程有序碾壓。穩壓必須充分，振壓平穩進行，避免混合料推移、起浪。碾壓時，可以先用核子儀初查水泥穩定碎石基層的壓實度，若未達到要求，重復再壓；4)碾壓時，重疊量取輪寬的1/2；5)壓路機平穩運行，根據碾壓遍數控制壓實速度，第1、2遍碾壓以1.5～1.7km/h的速度為宜，待水泥穩定碎石基層初步穩定后，適當提高碾壓速度，例如1.8～2.2km/h，但全程均要保證壓路機平穩運行；6)壓路機工作時維持平穩的狀態，不可拖動混合料，以免影響基層的平整性。第一遍初步穩壓結束后，壓路機在未碾壓的一頭換擋倒車位置錯開，換擋必須在已壓實的路段進行。對于局部擁包問題，由人工鏟平，基層混合料不足時需填補；7)壓路機停車應錯開3m以上，停留位置在已經壓實過的路段；8)水泥穩定碎石基層超寬碾壓，保證基層邊緣部位密實穩定；9)禁止壓路機在正處于碾壓狀態或剛碾壓結束的路段急剎車、調頭，避免尚未穩定的水泥穩定碎石基層受損[3]。

2.8 接縫處理

(1)相鄰2段的銜接部位搭接拌合，暫不碾壓前一段預留的5～8m的尾部，后一段施工時，向預留部分添加適量水泥并進行拌和，同步碾壓后一段基層和前一段預留部分。

(2)每日施工后，將形成末端縫(工作縫)，需要嚴格控制工作縫的上下垂直度，形成直線狀的工作縫。工作縫的處理必須在水泥穩定碎石基層攤鋪整形后隨即進行，當日結束，不可無故延后。在已壓實成型的基層邊緣設置方木條，起到防護作用，此后水泥穩定碎石基層方可繼續施工。在設置方木后，避免已壓實部分遭到新鋪料的污染，但在碾壓前需取出方木，將方木所在部位的空隙回填平整，再碾壓密實。

3 施工質量控制措施

貫徹全流程質量控制理念，包含施工前的準備、施工期間、施工后三大階段，具體做如下分析。

3.1 施工準備階段的質量控制

1)清理下承層，修補破損部位，保證下承層平整、堅實，而后灑水潤濕；2)根據圖紙要求測量放樣，每10m設1處中樁；3)嚴格控制水泥、集料各類原材料的質量，確定混合料的配合比，水泥用量應比設計值高0.5%～1.0%；4)工程人員密切關注天氣預報，根據氣溫、是否降雨等規劃施工時間。出于對施工質量的考慮，水泥穩定碎石基層施工不可在高溫時進行，防止因溫度過高而出現基層開裂現象。

3.2 攤鋪階段的質量控制

向清理干凈、修補平整的下承層灑布水泥漿，用攤鋪機將運送到場的混合料攤鋪到位。攤鋪采取2臺攤鋪機梯隊聯合作業的施工模式，2臺攤鋪機平穩運行，前后2臺攤鋪設備保持合適的距離，盡可能減少接縫。攤鋪后，混合料需均勻分布，攤鋪范圍、攤鋪厚度均達標。

3.3 壓實階段的質量控制

以試驗路段的施工結果為準，選擇合適類型的壓實機械，控制碾壓參數，為正式施工提供指導。壓實機械進場后，檢驗運行狀態，為設備設定運行參數，使其平穩運行。嚴格控制壓路機的運行路徑，壓路機平穩運行，無急剎車、忽然提速等影響基層平整性的行為。水泥穩定碎石基層壓實后，檢測壓實度和平整度。

4 結語

綜上所述，水泥穩定碎石基層的承載能力強，相比于一般混凝土基層，在質量可靠性、耐久性、經濟效益性等方面均具有優勢。經過本文對某城市道路水泥穩定碎石基層施工工藝的分析，明確了施工流程、施工方法及各階段的質量控制措施。