大粒徑骨架密實型水泥穩定碎石基層施工工藝

桑新平

摘 要：作為半剛性基層的主要類型，大粒徑骨架密實型水泥穩定碎石不僅能夠增強基層強度，還能有效控制基層裂縫。本文結合具體工程案例，對大粒徑骨架密實型水泥穩定碎石基層材料準備、配合比設計及施工要點進行了闡述，以此為相關工程建設提供可靠依據。

關鍵詞：大粒徑骨架；水泥穩定碎石基層；施工要點

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）14-0100-02

1 工程案例分析

國道107線長葛長社路口至S325線大修工程，K807+511—810+031，全長4.32Km，路面寬 29.0m。其中，選取P.042.5硅酸鹽水泥作為本工程水泥材料，且做好水泥常規試驗。通過檢驗得出，所選水泥與施工規范規定相符。所選碎石應具有良好級配，質地堅硬，耐久，潔凈。

2 大粒徑骨架密實型水泥穩定碎石基層配合比設計

根據嵌擠原理及粒子干涉理論，可對粗、細骨料含量進行準確確定，隨后對施工和易性進行充分考慮，進行骨架密實結構混合料級配C設計，為更好分析該設計的合理性，選取施工規范規定中懸浮密實型水穩碎石級配A進行對比分析，具體如表1所示。則試驗室配合比則可利用重型擊實試驗及無側限抗壓強度試驗進行確定。

2.1 擊實試驗

4%、5%及6%為水泥穩定碎石內水泥用量范圍，試驗重點的水泥劑量為5%。根據以上3類比例進行不同含灰量擊實試驗，各組含水量依次為4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%、6.5%，其中6%為級配A最佳含水量，每立方厘米最大干密度為2.32g；則5%為級配C最佳含水量，每立方厘米最大干密度為2.29g。

2.2 無側限抗壓強度試驗

試件制作時，應嚴格遵循最佳含水量及干密度要求施工。強度試驗過程中平行試驗的試件數量、強度偏差必須控制在設計要求范圍內。根據各類混合料最佳含水量及98%壓實度規定，選取靜壓法在室內進行圓柱體試件制作，試件尺寸為直徑15x15cm，400KN為其成型壓力。在20℃標準溫度下，試件需進行6天保濕養護，浸水時間需控制在1天左右，隨后對其無側限抗壓強度進行測試。

2.3 失水收縮試驗

根據級配規定進行所需中梁試件的制作，尺寸為40x10x10mm，5%為水泥劑量，同樣在20℃控制試驗室內溫度。以此對各個時間段試件重量、變形情況進行詳細觀測，直到其含水量及試件體積穩定。具體結果如表2所示。

由此可見，與級配A相比，級配C具有較小最大干縮應變及干縮系數，平均干縮系數少22.9%左右。這就表明此方案具有良好抗裂性能，可對水泥穩定碎石干縮性能進行有效改善。

2.4 配合比的確定

伴隨水泥劑量的不斷增多，設計強度都將隨之增大。通過上述分析，可以得出與懸浮結構級配A相比，骨架密實型級配C物理力學性質更強。如5%到6%之間為水泥穩定集料內水泥劑量范圍時，其具有最低收縮系數。如在6%以上，將大大增強其收縮系數。在確保其強度的基礎上，必須盡可能降低混合料收縮性，基于經濟性原則，必須在6%以內控制水泥劑量。為此，應以5%水泥劑量作為此次配合比設計。

3 粒徑骨架密實型水泥穩定碎石基層施工要點

3.1 拌和

與最佳含水量相比，混凝土碾壓施工中其含水量應多出一些，一般可多出0.2%到1.0%之間，以此補充攤鋪、碾壓施工中的水分損失。為避免材料被雨淋濕，需全面覆蓋細集料。同時，施工前對集料含水量進行測定，以此對拌和過程中的加水量進行確定。保證拌和場和攤鋪現場聯系緊密，且按照氣溫變化、含水量等條件對加水量進行及時調整。

根據現場施工情況，拌和站可進行4個料斗設置，通過調速電機控制所有料斗出料量，并將高精度電子動態計量器設置到水泥倉內。生產時先將出料曲線確定好，隨后根據水泥、集料及水的重量進行混合料配置，且做好篩分檢驗工作，確保其滿足級配要求。

3.2 混合料運輸

為縮短倒車與水泥穩定碎石攤鋪時間，要求選取的自卸汽車自重必須超過15t，且具有良好車況，防止水泥穩定碎石混合料凝固，產生極大浪費。裝料環節，需前后移動汽車，防止出現錐體現象離析集料。如具有較高氣溫，必須做好覆蓋工作，防止水分蒸發。

3.3 攤鋪與整型

選取2臺性能、型號一致的混合料攤鋪機進行混合料攤鋪，要求同向相隔5到10m以階梯式進行施工，半幅一次攤鋪、碾壓成型。為降低攤鋪機停機待料的次數，要求每分鐘在2到2.5m之間控制攤鋪速度，1.23到1.25之間控制松鋪系數。

指派專人緊跟攤鋪機將粗細集料離析問題有效去除，同時，將局部粗集料凸出位置鏟除，并填補新拌混合料。水泥穩定碎石基層可分兩層進行攤鋪，需先整型、碾壓其中一層，保證其質量合格后，即可拉毛其表面，并做好清理工作，隨后進行上層攤鋪。

3.4 碾壓

于混合料而言，碾壓是提高其密實度、穩定基層的重要施工環節。碾壓施工段長度、工序、速度、遍數等因素都會對壓實效果造成極大影響。要求綜合考慮施工容許延遲時間、拌和噸位等因素，并將最大碾壓長度準確計算出來，通常以30m為碾壓長度。根據施工現場實際情況，可分為3個階段進行碾壓作業，具體如下：

第一，選取靜力壓路機進行初期穩壓施工，機械設備自重需控制在10t左右，為做到機械配置合理化，具體施工中，也可選取振動壓路機施工，無需開啟振動碾壓模式，1遍為此階段碾壓遍數，則速度可控制在每小時1.5到2km之間。待其與表面穩定需求相符后，即可進行下階段施工。

第二，振壓施工是滿足設計壓實度的重要階段，為此，應選取振動壓路機進行施工，該壓路機具備良好碾壓效果及較大作用深度。碾壓作業中應對其振動參數及碾壓遍數進行合理控制，以3遍作為振壓遍數，1/3輪寬為施工過程中碾壓輪重疊寬度，進而將壓痕去除，且在每小時3km以內控制碾壓速度。

第三，為達到良好施工效果，一般選取輪胎壓路機進行靜壓收光施工，該機械具有良好彈性及搓揉功能，能夠有效消除表面裂縫。2遍為其碾壓遍數，可在每小時4到6km之間控制其碾壓速度。

水泥穩定碎石基層在碾壓施工中應始終確保其具有較為濕潤的表面，如表面水分喪失較多，需及時進行灑水補充。碾壓路段禁止壓路機急轉彎、急剎車，避免損壞水泥穩定碎石層。

3.5 養生

選取塑料薄膜對水泥穩定碎石基層進行覆蓋養護，完成各段碾壓作業后，需對其壓實度進行檢驗，確保質量合格后即可進行養生施工。要求24h后將薄膜揭開，進行均勻灑水及覆蓋施工，通常需控制7d以上。整個養護階段不得出現穩定碎石層表面干燥現象，盡可能降低收縮開裂問題的產生。

4 結語

綜上所述，伴隨經濟社會的快速發展，我國交通量逐年遞增，重載車輛也越來越多，致使道路裂縫問題大量出現。尤其是瀝青面層反射裂縫，將嚴重損害水泥穩定碎石基層路面的質量。為解決上述問題，必須在充分了解水泥穩定類半剛性基層缺陷的基礎上，通過室內試驗及理論研究，選取大粒徑骨架密實型結構混合料用于施工，以此實現水泥穩定碎石基層抗裂性能有效改善的目的。本文所說的骨架密實結構是指水泥碎石混合料內大顆粒粗集料石料能夠形成相互嵌擠的骨架結構，粗集料骨架空隙內應填充適量水泥、細集料。在混合料內硬化后的水泥石及細集料混合物占用較小體積，并能夠分開粗集料形成的空間。骨架結構由粗集料形成之后，石料間互相緊密嵌擠，可全面提升混合料的內摩擦角，進而提升其強度，達到抗裂性能改善的目的。

參考文獻

[1]劉韌，齊璐璐.骨架密實型水泥穩定碎石施工與質量控制[J].科技信息，2010（13）.