水泥穩定碎石基層的質量控制

【摘要】為適應經濟的發展，全國各地對公路結構層的標準也做了改善，全部采用了水泥穩定碎石半剛性基層。在公路使用和施工過程中也暴露出許多質量問題：如強度不足、局部松散破碎、干縮裂縫等問題，嚴重影響了公路的使用壽命。本文結合工程實際和自身的施工經驗，從原材料、配合比設計、施工工藝及施工過程控制等方面作一下論述。

【關鍵詞】水泥穩定碎石 質量 控制

水泥穩定碎石作為半剛性材料，以其整體性強、承載力高、剛度大、水穩性好等特點在公路路面基層施工中被廣泛應用。為了保證水泥穩定碎石路面基層滿足設計要求和使用要求，除結構設計合理、路基強度滿足要求外，重點是水泥穩定碎石路面基層的原材料選擇、混合料組成設計和施工過程的質量控制。

1、水泥穩定碎石形成機理

水泥穩定碎石是以級配碎石作骨料，采用一定數量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨料的空隙，按嵌擠原理攤鋪壓實。其強度主要靠碎石間的嵌擠鎖結原理，同時有足夠的灰漿體積來填充骨料的空隙。它的初期強度高，并且強度隨齡期而增加很快結成板體，因而具有較高的強度，抗滲度和抗凍性較好。水泥穩定碎石水泥用量一般為混合料3%～6%，7天的無側限抗壓強度可達3～5MPa，較其他路基材料高。水泥穩定碎石成型后遇雨不泥濘，表面堅實，是高級路面的理想基層材料。

2、材料的質量控制

水泥穩定碎石基層這種結構對原材料要求較嚴，嚴把材料質量關是保證工程質量的基礎和重要環節。水泥穩定碎石路面基層的原材料主要有水泥、粗集料、細集料、礦粉。水泥應選用初凝時間3h以上和終凝時間較長（宜在6小時以上）的低標號水泥（為325），且不應采用快凝水泥、早強水泥以及已受潮變質的水泥。各項技術指標應滿足技術規范的要求，水泥初終凝時間是確定水泥穩定碎石的施工控制時間的重要依據。粗集料的質量控制指標主要是根據結構層性能決定的碎石壓碎值和顆粒組成，確定出碎石的強度和級配，石料的壓碎值不超過30%，磨耗值不超過35%。細集料主要是控制好石屑的顆粒組成和摻加量，保證級配連續。為了把好原材料質量關，應需加強對各類原材料的料源進行提前確定和檢查，在使用過程中按規定頻率抽樣檢驗，不合格的材料一律清退出場。通常適合于飲用的水，均可拌制和養護水泥穩定碎石。如對水質有疑問，要確定水中是否有對水泥強度發展有重大影響的物質時，需要進行試驗。從水源中取水制成的水泥砂漿的抗壓強度與蒸餾水制成的水泥砂漿抗壓強度比，低于90%者，此種水不能用于水泥穩定碎石的施工。

3、配合比設計

試驗室經過一定數量的原材料試驗和混合料制成試件進行無側限抗壓強度試驗，確定了混合料的配合比及最大干密度和最佳含水量，以后就靠拌合設備的配料準確。配料準確是保證水泥穩定碎石內在質量的關鍵環節。通過對工程實際應用的礦料分別進行篩分試驗和測定其相對密度，根據各種礦料的顆粒級配和計算用量比調配出合理的級配曲線。由于水泥劑量對干縮性的影響，隨集料平均粒徑的增大而減少，集料平均粒徑越大，水泥劑量對干縮性的影響越小；在相同條件下，水泥穩定碎石中粗粒料的收縮性較細粒料的收縮性要小得多；對大多數土混合料而言，隨水泥劑量的減少，收縮性逐漸減少，并達到最小值，隨水泥劑量的增加，收縮性逐漸增大，水泥劑量過大，同樣會產生收縮裂縫。配料準確的施工過程控制是： （1）碎石的級配要嚴格控制，在粗集料中單個顆粒最大粒徑不應超過37.5mm。（2）水泥穩定碎石混合料的比例要嚴格控制。即通過一定料斗門開啟高度下的給料皮帶機電機轉速比實現既定的混合料比例，具體調試時，碎石比例宜控制在80%～85%之間。根據不同設計強度的要求，確定水泥用量，確定各種混和料的最佳含水量、最大干密度，以此初步確定各料倉的供料比例。應考慮各地材料性能不同而引起的差異，注意混和料的強度應能滿足7d鉆芯取樣檢測的要求。

4、混合料的拌合

在水泥穩定碎石混合料拌和過程中，均勻性是影響水泥穩定碎石結構強度的關鍵因素。基層水泥穩定碎石必須采用集中廠拌混和料，混合料的拌制可從以下方面控制：

（1）.廠拌設備的選擇

拌和設備的性能決定了混和料的配料精度和均勻性，應選用帶有電子計量裝置的高性能穩定土拌和機，以保證混合料的級配符合配合比要求，保證拌和料的穩定性。

（2）.水泥劑量控制

水泥的用量對水泥穩定碎石基層質量起著關鍵作用，劑量太小，不能確保水泥穩定碎石施工質量，而且水泥穩定碎石強度也不能滿足承載力要求，而劑量太大，既不經濟、還會使基層的裂縫增多、增寬，從而引起面層相對應的反射裂縫。考慮施工時各種損耗，工地實際采用的水泥劑量應比室內試驗確定的劑量增加0～0.5%，以確保水泥穩定碎石基層的質量，但應控制不超過6%，以減少混和料的收縮性。

（3）.含水量控制

根據路面基層施工技術規范及國內外施工經驗，一般情況下拌和含水量應比最佳含水量略高0.5%～1%，若氣溫較高或運輸距離較長時應高1%～2%，以彌補混和料運輸、攤鋪和碾壓過程中水分的損失。含水量過大，既會出現“彈軟”、“波浪”等現象，影響混和料可能達到的密實度和強度，也會增加混和料的干縮性，使結構層容易產生干縮裂縫。含水量過小，混和料易松散，不容易碾壓成型，也會影響混和料可能達到的密實度和強度。施工過程中要根據氣溫情況及運輸距離及時調整含水量的大小，根據規范、經驗及現場攤鋪碾壓的效果確定。

5、混合料的運輸和攤鋪

長距離運輸，混合料含水量容易損失，產生離析，造成攤鋪碾壓后，基層局部平整度差，長距離運輸，應通過試驗，采取措施，及時攤鋪，在水泥的終凝時間內，完成水泥穩定碎石的運輸、攤鋪、碾壓、成型。

（1）.攤鋪現場的準備工作

①攤鋪前必須清除墊層上的浮土、雜物清理干凈，以免產生松散、起皮現象。開始攤鋪時，要在墊層上灑水使其表面濕潤。

②準確施工放樣。在全線路面施工前，要對全線的導線點、水準點進行復測。為了避免由于基準鋼絲繩的垂度影響攤鋪的平整度，其鋼釬縱向間距不宜過大，直線宜為10米，曲線宜為5米，并用緊線繩拉緊。

③由于水泥穩定碎石受攤鋪時間的限制，在攤鋪前必須認真檢查攤鋪及碾壓設備，確保其完好狀態，以免由于機械故障造成中途停機，造成不必要的經濟損失。

④攤鋪設備的選型。應選擇攤鋪性能好的全自動找平攤鋪機，盡可能整幅一次攤鋪，可很好地控制攤鋪厚度和表面平整度。攤鋪機的攤鋪效果必須滿足攤鋪料不離析、級配良好、穩定、平整度、橫坡度均符合規范要求。

（2）.混合料的攤鋪

拌和好的成品料運至現場應及時按確定的松鋪厚度均勻（攤鋪系數在1.3～1.5之間）、勻速的攤鋪，攤鋪過程中盡可能少收料斗。為確保攤鋪機行走方向的準確性，可在底基層上灑白灰線，以控制攤鋪機行走方向，攤鋪機要保持適當的速度均勻行駛，不宜間斷，以避免出現“波浪”和減少施工縫，在攤鋪機后面設專人消除局部細集料離析現象。用找補的方法摻撒新混合料或鏟除局部粗集料蜂窩之處，用新拌混合料填補。水泥穩定碎石下承層攤鋪成型后，在鋪筑上承層水泥穩定碎石前將下承層的表面刷一層水泥凈漿，使上下兩層結合良好。

水泥穩定碎石基層有諸多優點，但也不能忽視它的缺陷，這種承重結構層如果操作不好，容易出現裂紋，影響整體強度。實踐證明只要嚴格執行《技術規范標準》和《質量檢驗評定標準》的要求，抓住關鍵工序，加強管理，嚴控施工過程，就能夠消除質量通病確保工程質量

【參考文獻】

公路工程無機結合料試驗規程JTJ057-94

公路路面基層施工技術規范JTJ034-2000