市政施工中水泥穩定碎石基層施工技術的研究

尹杰

【摘要】水泥穩定碎石基層屬于半剛性基層，有較好的整體性、水穩定性、強度、抗凍性等，因此廣泛應用于我國各等級路面的修建中。然而，由于基層開裂，使路面出現很多早期破壞現象，影響路面的使用壽命。因此，研究水泥穩定碎石基層及其技術是非常重要的。

【關鍵詞】水泥穩定碎石基層；施工技術；使用性能

1、引言

在路面結構中，路面基層是主要的承重層，其承重能力的大小、質量的好壞與路面的整體結構、強度、使用性能和使用壽命直接相關。隨著運輸量的增加，基層強度或者剛度較差的部位，在車輪載荷的反復作用下會產生殘余變形，出現剪切破壞或者彎拉破壞，是路面通車沒幾年就出現網裂、沉陷、龜裂等損害。對于瀝青路面，水會從兩側路肩、路肩與路面的結合處、路面裂縫、路面與緣石的結合處等縫隙處滲透到路面的結構層中。在寒冷的半干旱地區，冬季由于水分的重分布，路基上層和路面底基層都有可能出于潮濕或者過濕狀態，瀝青面層不是完全封閉的，但卻阻礙了路面結構層中的水分蒸發作用。經研究表明，水分從瀝青路面滲透進去比蒸發出來要容易的多、快得多。基層材料含水量較大會使其強度降低，會使瀝青路面遭到破壞。針對這一問題，本文著力研究水泥穩定碎石基層施工技術，以提高水泥穩定碎石基層的質量，提高瀝青路面的使用性能和使用壽命。

2、水泥穩定碎石基層

2.1簡介水泥穩定碎石基層

水泥穩定碎石基層材料是由集料、水泥、水等多種成分混合而成的非均勻體系，在設計時，有時還摻有一定比例的外摻劑、工業廢渣等，以改善路面的使用性能。水泥穩定碎石基層設在路面面層底。當路基完成后，要鋪筑路面，但因為路基很容易變形（受水軟化，天晴容易起灰塵），所以必須有一層結構能穩定路基，而且還能保護路基受水侵蝕，這就產生了路基穩定層。一般的高級路面基本都采用水泥穩定級配碎礫石作為穩定層。路基穩定層分兩種，一種是底基層，直接接觸路床的（與土直接接觸），一種是基層，放在底基層之上的。經過壓實、封閉處理后就可以鋪筑路面面層了。

水泥穩定碎石基層有很多優點，例如：修建成本低、整體性好等，但水泥穩定碎石基層作為一種脆性材料，對溫度和濕度的變化比較敏感，在施工或載荷的作用下，環境中溫度和濕度的周期性交替變化會導致水泥穩定基層發生龜裂、網裂等現象。對于水硬性水泥穩定碎石基層，水泥的水解所引起的物理和化學反應會使基層材料的體積收縮，或產生溫度收縮、干燥收縮，致使基層內部結構產生較大拉伸應力，當基層內部的拉伸應力大于其自身的抗拉強度時，基層會開裂或宏觀上產生裂紋。雖然微小裂縫對路面基層的影響不是很大，但在重載交通的反復作用下會降低基層等結構層的強度，加劇路面開裂，如果不對此現象采取合理的措施會導致變異加劇，影響其使用性能和使用壽命。對于水硬性水泥穩定碎石基層，水泥的水解所引起的物理和化學反應會使基層材料的體積收縮，或產生溫度收縮、干燥收縮，致使基層內部結構產生較大拉伸應力，當基層內部的拉伸應力大于其自身的抗拉強度時，基層會開裂或宏觀上產生裂紋。

2.2水泥穩定碎石基層早期破壞特點

水泥穩定碎石基層的早期破壞主要包括收縮裂縫、施工縫的處理不正確、推移、沉降不均勻等。

（1）裂縫。水泥粉煤灰穩定碎石基層或水泥穩定碎石基層在成型后很容易發生開裂現象，裂縫一般是規則的，是沿道路縱向的橫向裂縫，裂縫間距一般為5m～10m，寬約為1mm～3mm。

（2）推移。層與層粘結不夠牢靠的時候就開放通車，由于重型車輛的載荷較大，其剪切力也過大，會使路面產生推移的早期破壞現象。

（3）不均勻沉降。不均勻沉降多發生在高填方路段，產生承建的原因有很多種，主要包括：首先，施工過程沒有嚴格按照規范執行，未按分層填筑分層碾壓工藝，致使路面壓實度不夠從而使路面沉降變形；其次，混合料的含水量不符合控制要求，導致基層壓實度不夠，從而產生不均勻沉降；最后，對原始地面處理的不夠徹底也會導致不均勻沉降。例如：淤泥、雜草未清除的不良土壤，其地基壓實度不夠，在動、靜載荷的作用下使路面發生基層變形。

3、水泥穩定碎石基層施工技術

3.1水泥穩定碎石基層很合料的級配類型

（1）懸浮密實結構。懸浮密實結構是按照密實級配原理構成的，通常是采用連續密級配。集料級配嚴格遵循 “松排骨架，緊密填充”的原則，按照粒徑大小顆粒尺寸有規則地排列在一起，以獲得最大的密度，但各級集料均要被次級集料分隔開，而粗集料測孤立的懸浮在細集料當中。級配強度主要由顆粒間的相互作用、水泥和不同粒徑集料之間的粘合力、內摩擦力構成的。

（2）骨架密實結構。骨架密實結構中的骨架是粗集料相互嵌擠形成的，骨架被不大于 4.75mm 的混合料填充。據瀝青路面設計規范，水泥穩定類的骨架密實型基層集料的最大粒徑小于31.5mm。其中細集料是起著填充骨架的孔隙的作用，粒徑細的細集料粒有助于提高骨架密實級配的穩定性。半剛性基層混合料中的粘結性基體材料是由集料與結合料中粒徑小于 4.75mm 的顆粒組成，基體材料要填充足夠的粗集料以形成孔隙，并達到要求的壓實度，以保證混合料具有較好的耐久性。并且，為能最大限度的提高混合料整體的抗裂性能，在保證混合料抗壓的前提下，要盡可能的減少細集料的含量。

（3）均勻密實結構。均勻密實結構指無機結合料穩定細粒土類材料所組成的混合料。細粒土指試件中細粒組的質量占總質量50%以上的土，可按擾動土的兩個塑性指標進行分類。此方法在一定程度上反映了土粒與水相互作用的部分性質，對于以土為主要材料的工程是很好的研究方法。

（4）骨架空隙結構。骨架空隙結構是介于骨架密實與懸浮密實結構之間的，常見的該類型有連續開級配的基層混合料。由于骨架空隙結構中粗集料的比例較高，即使他們可以相互靠攏并形成骨架，但因細集料比較少，不足以填滿粗集料之間的空隙。混合料中粗集料互相接觸，令骨架空隙結構具有較好的透水性。目前骨架空隙結構多用于排水層設計，具有排水功能好、結合力差、孔隙多的特點。

3.2施工技術路線

水泥穩定碎石基層施工技術路線如圖3.1所示：

圖3.1 施工技術路線

4、結束語

水泥穩定碎石用于瀝青路面基層具有良好的使用性能，但受水泥穩定碎石基層材料的影響，在施工過后的一段時間其內部會發生一系列的物理化學變化，隨著使用年限的增長，其剛度和強度也會不斷增強，其穩定性會遭到破壞，影響其使用性能，因此選用合理的材料和施工技術以保證路面的使用年限是很有必要的。

參考文獻

[1] 張華.水泥穩定碎石基層施工質量影響因素及控制措施，重慶交通大學，2013

[2] 孟浩.水泥穩定碎石基層使用性能及質量控制技術研究，長安大學，2012

[3] JTG D50-2006 .瀝青路面設計規范[S]。北京：人民交通出版社，2006