水泥穩(wěn)定碎石路面基層施工

【摘 要】本文結(jié)合某道路工程水泥穩(wěn)定碎石路面基層的工程實踐，從原材料選擇、施工配合比設計、試鋪、拌和、攤鋪、碾壓等工序上詳細介紹了水泥穩(wěn)定碎石路面基層施工要點與方法。

【關(guān)鍵詞】水泥穩(wěn)定碎石；配合比設計；級配；施工

1. 工程概況

某城市主干道全長5.4公里，路幅總寬64.5米，道路按Ⅰ級標準設計，行車速度60Km/h，路面基層采用了36cm水泥穩(wěn)定碎石。

2. 原材料選用

本工程所用水泥為P.C32.5緩凝水泥，集料規(guī)格為0～3mm、3～5mm、5～10mm、10～31.5mm，原材料試驗結(jié)果見表1和表2。

3. 配合比設計

3.1 混合料級配設計。

配合比設計所用集料（石灰?guī)r）、水泥根據(jù)規(guī)范要求進行取樣，對取樣水泥穩(wěn)定碎石基層所用集料篩分，結(jié)果見表3。

根據(jù)篩分試驗結(jié)果，按照《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ034-2000）的要求進行級配設計，級配設計結(jié)果見表4。

3.2 設計級配的重型擊實試驗。

根據(jù)上述級配設計結(jié)果，按照《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》JTJ 057-94重型擊實標準進行設計級配不同水泥劑量混合料進行擊實試驗，擊實試驗結(jié)果見表5。

3.3 最佳水泥劑量的確定。

根據(jù)擊實試驗的結(jié)果，按照《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》JTG E51-2009的試驗方法進行設計級配不同水泥劑量下的無側(cè)限抗壓強度試驗，成型按照98%的壓實度控制。將成型發(fā)的試件放在標準養(yǎng)護養(yǎng)生7天，養(yǎng)護溫度為25℃±2℃，相對濕度為95%，在養(yǎng)生的最后一天（第7天）將試件泡水，在浸水之前，應稱試件的質(zhì)量，水的深度應使水面在試件頂上約2.5cm，浸水的水溫應與養(yǎng)護溫度相同。前六天養(yǎng)生期間試件的質(zhì)量損失不超過10g，質(zhì)量超過此規(guī)定的試件作廢。無側(cè)限抗壓強度試驗結(jié)果見表6。

由上述試驗結(jié)果，水泥劑量為4.5%。

3.4 配合比的確定。

根據(jù)試驗結(jié)果采用P.C32.5緩凝水泥，水泥劑量4.5%，水泥：集料=4.5：100，集料摻配比例為1#料：2#料：3#料：4#料=31：34：16：19，最佳含水量為5.5%，最大干密度取2.32g/cm3。

4. 施工機械設備配備

施工前配備齊全各種施工機械和配件，做好開工前的保養(yǎng)、試機工作，確保在施工期間一般不發(fā)生有礙施工進度和質(zhì)量的故障。本工程配備主要設備情況如下：

4.1 拌和機：配置產(chǎn)量為北聯(lián)眾科機械500T/h的拌和機一臺。該拌和機具有五個進料斗，料斗口安裝鋼筋網(wǎng)蓋，篩除超過粒徑規(guī)格的集料及雜物，配有儲水箱。同時拌和樓配備2個水泥鋼制罐倉，儲料量為200噸，罐內(nèi)配有水泥破拱器，以免水泥起拱停留。所有料斗、罐倉和儲水箱都按要求裝配有高精度電子動態(tài)計量器，在使用前做好了標定工作，并經(jīng)監(jiān)理部驗證認可。

4.2 攤鋪機：配備2臺RP951攤鋪機，每臺攤鋪寬度均能達到12m。這兩臺攤鋪機功能一致，新舊相仿。本工程1臺拼裝寬度為6.00米，另1臺拼裝寬度為6.25米，搭接寬度為25cm。

4.3 壓路機：配備YZ14輕型振動壓路機1臺；YZ16B振動壓路機1臺；YZ18J振動壓路機1臺；XSM220振動壓路機1臺， XP261重型輪胎式壓路機1臺。

4.4 內(nèi)外側(cè)鋼模：16cm高鋼模2.5Km。本工程水泥穩(wěn)定碎石路面基層34cm，分兩層攤鋪，為控制水穩(wěn)碎石碾壓時向外推移，并利于水穩(wěn)碎石邊部混合料的成型，需對水穩(wěn)碎石內(nèi)外側(cè)立模。

4.5 其它設備：自卸汽車18輛，裝載機4臺，灑水車3輛，工具車23輛。

5. 試鋪

5.1 正式開工之前，應進行試鋪。試鋪段應選擇在經(jīng)驗收合格的底基層上進行，其長度為300～900m左右，每一種方案試驗100m～200m。本工程水泥穩(wěn)定碎石路面基層在K0+100～K0+500（左幅）進行了400m試驗段的攤鋪。

5.2 試鋪段決定的主要內(nèi)容。

5.2.1 驗證用于施工混合料的配合比。

（1）調(diào)試拌和機，分別稱出拌缸中不同規(guī)格的碎石、水泥、水的重量，測量其計量的準確性。

試鋪段拌和采用了南方機械產(chǎn)的500T/小時的粒料拌和機，進場安裝時邀請了廠家工程師參與調(diào)試，并在場地鋪筑時進行了試用。在試鋪段施工前由監(jiān)理部及項目部對該機進行了多次驗證，均能滿足要求，試鋪段抽取5組碎石進行了級配驗證，篩分結(jié)果符合規(guī)范要求。對水泥劑量按頻率進行了檢測，共測6次，平均值為4.6%。拌和生產(chǎn)時為很好的對混合料含水量進行控制，后場派一人在拌和機旁專門進行觀察，并采用手感進行預估，對含水量發(fā)生變化的及時予以調(diào)整。

從以上結(jié)果可以確認，本次試鋪段拌和設備的計量是精確的，能滿足水穩(wěn)碎石生產(chǎn)的精度要求。該粒料拌和設備調(diào)試已獲得成功，能準確的對混合料級配進行控制。

（2）調(diào)整拌和時間，保證混合料均勻性。

在試鋪段拌和過程中，拌和機的正常產(chǎn)量控制為450T/h，前場攤鋪速度為1.3m/min左右，按450T/h產(chǎn)量計算，主線攤鋪時攤鋪速度控制為1.0～1.5m/min是可行的。

（3）檢查混合料含水量、集料級配、水泥劑量、7天無側(cè)限抗壓強度。

抽取混合料完成兩組強度測定，檢測結(jié)果合格，強度符合要求。因此水穩(wěn)碎石生產(chǎn)時可按如下配合比進行控制：水泥：石料=4.5：100，碎石內(nèi)比可按現(xiàn)場碎石篩分情況進行適當調(diào)整。

5.2.2 確定鋪筑的松鋪系數(shù)。

試鋪段初擬松鋪系數(shù)為1.25，實際攤鋪對松鋪系數(shù)進行了檢測，結(jié)果為1.23。

5.2.3 確定標準施工方法。

（1）混合料攤鋪方法和適用機具

攤鋪前應檢查攤鋪機各部分運轉(zhuǎn)情況，調(diào)好傳感器臂與導向控制線的關(guān)系；嚴格控制基層厚度和高程，保證路橫坡度滿足設計要求。攤鋪機宜連續(xù)攤鋪。根據(jù)拌和機的生產(chǎn)能力，在混合料攤鋪時，控制攤鋪機的速度，禁止攤鋪機停機待料。拌和機產(chǎn)量以450T/小時的生產(chǎn)率計算，得出理論攤鋪速為1.5m/分鐘，實際試鋪段控制為1.25m/分鐘左右。梯隊作業(yè)時攤鋪機的間隔距離，一般5－8m。

（2）含水量的調(diào)整和控制方法。

準確測定內(nèi)場各種原材料的含水量，計算加水量。加水流量進行反復測定，確保加水量的準確。出料口定人進行巡查，發(fā)現(xiàn)含水量有變化時，及時進行調(diào)整。混合料運輸時要采取覆蓋措施，確保水分不揮發(fā)。攤鋪后如水分蒸發(fā)太快，表面干燥發(fā)白必須進行補灑水分。

（3）壓實機械的選擇和組合，壓實的順序，速度和遍數(shù)。

根據(jù)試鋪段壓實度檢測及現(xiàn)場攤鋪情況確定采用表7碾壓方案。

5.2.4 嚴密組織拌和、運輸、碾壓等工序，縮短延遲時間。

當使用的原材料和混合料、施工機械、施工方法及試鋪路面各檢驗項目的檢測結(jié)果都符合規(guī)定，按以上內(nèi)容編寫《試鋪總結(jié)》，經(jīng)審批后，作為申報正式路面施工開工的依據(jù)，進行路面基層的大面積攤鋪。

6. 施工

6.1 一般要求。

6.1.1 清除作業(yè)面表面的浮土等雜物。并將作業(yè)面表面灑水濕潤。

6.1.2 開始攤鋪的前一天進行測量放樣，按攤鋪機寬度與傳感器間距，一般在直線上間隔為10m，在平曲線上為5m，做出標記，并打好導向控制線支架，根據(jù)松鋪系數(shù)算出松鋪厚度，決定導向控制線高度，掛好導向控制線。用于控制攤鋪機攤鋪厚度的控制線的鋼絲拉力應不小于800N。

6.1.3 水泥穩(wěn)定碎石基層的施工期建議在冰凍到來半個月前結(jié)束施工，盡量避免在高溫季節(jié)施工。

6.1.4 下層水泥穩(wěn)定碎石施工結(jié)束7天后方可進行上層水泥穩(wěn)定碎石的施工。兩層水泥穩(wěn)定碎石施工間隔宜不長于30天。

6.2 混合料的拌和。

6.2.1 開始拌和前，拌和場的備料應能滿足7天以上的攤鋪用料。

6.2.2 每天開始攪拌前，應檢查場內(nèi)各處集料的含水量，計算當天的配合比，外加水與天然含水量的總和要比最佳含水量略高。實際的水泥劑量可以大于混合料組成設計時確定的水泥劑量約0.5％，但是，實際采用的水泥劑量和現(xiàn)場抽檢的實際水泥劑量應小于5.0％。同時，在充分估計施工富余強度時要從縮小施工偏差入手，不得以提高水泥用量的方式提高路面基層強度。

6.2.3 每天開始攪拌之后，按規(guī)定取混合料試樣抽查級配和水泥劑量；隨時在線檢查配比、含水量是否變化。高溫作業(yè)時，早晚與中午的含水量要有區(qū)別，要按溫度變化及時調(diào)整。

6.2.4 拌和機出料不允許采取自由跌落式的落地成堆、裝載機裝料運輸?shù)霓k法。一定要配備帶活門漏斗的料倉，由漏斗出料直接裝車運輸，裝車時車輛應前后移動，分三次裝料，避免混合料離析。

6.3 混合料的運輸。

6.3.1 運輸車輛在每天開工前，要檢驗其完好情況，裝料前應將車廂清洗干凈。運輸車輛數(shù)量一定要滿足拌和出料與攤鋪需要，并略有富余。

6.3.2 應盡快將拌成的混合料運送到鋪筑現(xiàn)場。車上的混合料應覆蓋，減少水分損失。如運輸車輛中途出現(xiàn)故障，必須立即以最短時間排除；當車內(nèi)混合料不能在初凝時間內(nèi)運到工地攤鋪壓實，必須予以廢棄。

6.4 混合料的攤鋪。

6.4.1 攤鋪前應將底基層適當灑水濕潤。對于基層下層表面，應噴灑水泥凈漿，按水泥質(zhì)量計，宜不少于1.0～1.5Kg/m2。水泥凈漿稠度以灑布均勻為度，灑布長度以不大于攤鋪機前30～40為宜。

6.4.2 攤鋪前應檢查攤鋪機各部分運轉(zhuǎn)情況，而且每天堅持重復此項工作。

6.4.3 調(diào)整好傳感器臂與導向控制線的關(guān)系；嚴格控制基層厚度和高程，保證路拱橫坡度滿足設計要求。

6.4.4 攤鋪機宜連續(xù)攤鋪。如拌和機生產(chǎn)能力較小，在用攤鋪機攤鋪混合料時，應采用最低速度攤鋪，禁止攤鋪機停機待料。根據(jù)經(jīng)驗，攤鋪機的攤鋪速度一般宜在1m/min左右。

6.4.5 基層混合料攤鋪應采用兩臺攤鋪機梯隊作業(yè)，一前一后應保證速度一致、攤鋪厚度一致、松鋪系數(shù)一致、路拱坡度一致、攤鋪平整度一致、振動頻率一致等，兩機攤鋪接縫平整。

6.4.6 攤鋪機的螺旋布料器應有三分之二埋入混合料中。

6.4.7 在攤鋪機后面應設專人消除細集料離析現(xiàn)象，特別應該鏟除局部粗集料“窩”，并用新拌混合料填補。

6.5 混合料的碾壓。

6.5.1 每臺攤鋪機后面，應緊跟三輪或雙鋼輪壓路機，振動壓路機和輪胎壓路機進行碾壓，一次碾壓長度一般為50 m ～80 m。碾壓段落必須層次分明，設置明顯的分界標志，有監(jiān)理旁站。

6.5.2 碾壓應遵循生產(chǎn)試驗路段確定的程序與工藝。注意穩(wěn)壓要充分，振壓不起浪、不推移。壓實時，可以先穩(wěn)壓（遍數(shù)適中，壓實度達到90%）→開始輕振動碾壓→再重振動碾壓→最后膠輪穩(wěn)壓，壓至無輪跡為止。碾壓過程中，可用核子儀初查壓實度，不合格時，重復再壓（注意檢測壓實時間）。碾壓完成后用灌砂法檢測壓實度。

6.5.3 壓路機碾壓時應重疊1/2輪寬。

6.5.4 壓路機倒車換擋要輕且平順，不要拉動基層，在第一遍初步穩(wěn)壓時，倒車后盡量原路返回，換擋位置應在已壓好的段落上，在未碾壓的一頭換擋倒車位置錯開，要成齒狀，出現(xiàn)個別擁包時，應專配工人進行鏟平處理。

6.5.5 壓路機碾壓時的建議行駛速度，第1～2遍為1.5～1.7Km/h，以后各遍應為1.8～2.2Km/h。

6.5.6 壓路機停車要錯開，相距間隔不小于3m，應停在已碾壓好的路段上。

6.5.7 嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上調(diào)頭和急剎車。

6.5.8 碾壓宜在水泥終凝前及試驗確定的延遲時間內(nèi)完成，并達到要求的壓實度，同時沒有明顯的輪跡。

6.5.9 為保證水泥碎石基層邊緣強度，應有一定的超寬；對用方木或型鋼模板支撐時，也應有一定超寬。

6.6 橫縫設置。

6.6.1 水泥穩(wěn)定碎石混合料攤鋪時，應連續(xù)作業(yè)，如因故中斷時間超過2h，則應設橫縫；每天收工之后，第二天開工的接頭斷面也要設置橫縫；要特別注意橋頭搭板前水泥碎石的碾壓。

6.6.2 橫縫應與路面車道中心線垂直設置，接縫斷面應是豎向平面。其設置方法：

（1）壓路機碾壓完畢，沿端頭斜面開到下承層上停機過夜。

（2）第二天將壓路機沿斜面開到前一天施工的基層上，用三米直尺縱向放在接縫處，定出基層面離開三米直尺的點作為接縫位置，沿橫向斷面挖除坡下部分混合料，清理干凈后，用水泥凈漿涂刷橫向端面，攤鋪機從接縫處起步攤鋪。

（3）壓路機沿接縫橫向碾壓，由前一天壓實層上逐漸推向新鋪層，碾壓完畢再縱向正常碾壓。

（4）碾壓完畢，接縫處縱向平整度應符合規(guī)定。

6.7 養(yǎng)生及交通管制。

6.7.1 每一段碾壓完成以后應立即進行質(zhì)量檢查，并開始養(yǎng)生。

6.7.2 養(yǎng)生方法：將透水無紡土工布濕潤，然后人工覆蓋在碾壓完成的基層頂面。覆蓋2小時后，再用灑水車灑水。在7天內(nèi)應保持基層處于濕潤狀態(tài)，28天內(nèi)正常養(yǎng)護。養(yǎng)生結(jié)束后，必須將覆蓋物清除干凈。

6.7.3 用灑水車灑水養(yǎng)生時，灑水車的噴頭要用噴霧式，不得用高壓式噴管，以免破壞基層結(jié)構(gòu)，每天灑水次數(shù)應視氣候而定，整個養(yǎng)生期間應始終保持水泥穩(wěn)定碎石層表面濕潤。

6.7.4 基層養(yǎng)生期不應少于7d。養(yǎng)生期內(nèi)灑水車必須在另外一側(cè)車道上行駛，工人手持水龍帶，跨過中分帶噴灑養(yǎng)生水。

6.7.5 在養(yǎng)生期間應封閉交通。

7. 常見質(zhì)量通病及預防措施

7.1 常見通病特征：

（1）水泥穩(wěn)定碎石基層開裂，具體表現(xiàn)為橫向較規(guī)則的裂紋、裂縫。

（2）水泥穩(wěn)定碎石基層表面松散不成型。

（3）水泥穩(wěn)定碎石基層混合料進場材料質(zhì)量達不到要求，特別是含泥量經(jīng)常超標。

（4）碾壓不及時，壓實度不夠。

7.2 施工預防措施：

（1）在保證強度的情況下應降低水泥穩(wěn)定碎石的水泥劑量。

（2）混合料的級配4.75mm、0.075mm篩孔的通過量應接近級配范圍的中值。

（3）加水應嚴格控制。

（4）養(yǎng)生結(jié)束后應及時鋪筑下封層。

（5）宜在春末和氣溫較高季節(jié)組織施工，工期的最低氣溫應在5℃以上，并在第一次重冰凍到來之前半個月到一個月完成。

（6）水泥穩(wěn)定碎石基層在施工過程中注意控制混合料含水量，確保在最佳含水量下碾壓成型。

（7）水泥穩(wěn)定碎石基層應覆蓋到位，及時灑水保濕養(yǎng)生，確保表面一次成型。

（8）對過冬的水泥穩(wěn)定碎石基層應采取各種防凍措施，防止表層被凍壞。

（9）嚴格控制各種集料的含泥量，對含泥量超標的集料拒絕進場。

8. 結(jié)語

近年來，水泥穩(wěn)定碎石路面基層已經(jīng)成為道路基層施工的主要形式之一， 水泥穩(wěn)定碎石路面基層在我國高等級道路上得到了廣泛使用，但水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫一直是困擾工程技術(shù)管理人員的難題，為減少基層裂縫，在水泥穩(wěn)定碎石基層施工過程中必須做到三個限制：在滿足設計強度的基礎上限制水泥用量；在減少含泥量的同時，限制細集料、粉料用量；根據(jù)施工時氣候條件限制含水量。施工中要求水泥劑量不應大于5.0%、合成集料級配中0.075mm以下顆粒含量不宜大于4%、含水量不宜超過最佳含水量的1%。