水泥穩定碎石基層施工質量控制技術研究

張 鈺

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中 030600)

0 引言

水泥穩定碎石基層是我國公路建設中應用最為廣泛的路面基層型式，其整體性強、耐久性好、強度和承載力高，壽命周期成本低，在我國交通建設中發揮了巨大作用。但這一基層結構型式也存在易開裂、抗沖刷和排水能力差等缺點，如何提高水泥穩定碎石基層質量、減少早期病害的發生，尤其在施工控制方面仍有諸多方面有待研究。

1 水泥穩定碎石基層特性

基層是路面結構的主要承載部分，此外，其還起到維系、連接路面與底基層的作用，因此，路面基層施工技術和質量控制措施直接關系到道路的綜合承載能力和服役時限。水穩碎石具有強度高、施工簡單等優勢，但也存在諸如：路面反射裂縫擴展、長期重荷載下承載力失效、凍融循環后容易翻漿及唧泥等病害，因此，為了最大限度降低路基、路面病害，提升路面路用能力，應加強水穩碎石基層及路面施工質量。

水穩碎石基層對溫濕度均敏感，加之剛度大，在早期極易發生開裂問題，直接影響路面使用性能。應對其特性及產生原因進行深入分析。

水穩碎石基層在失水和溫降的共同作用下很容易產生干縮和溫縮，進而開裂，一旦裂縫控制不好，就會造成路面結構尤其瀝青路面出現反射裂縫，同時由于水的滲入，瀝青路面會產生唧漿問題，水泥路面可能會產生脫空、錯臺，影響路面使用性能。所以，要解決好水穩碎石基層大面積開裂及裂縫擴展問題，增強路基路面結構的抗裂能力。

水泥穩定碎石基層作為路面主要承重層，須具有足夠的強度，在車輛荷載的反復作用下，不至于出現疲勞破壞，因此應嚴格控制水泥穩定碎石基層的抗彎拉強度滿足要求。同時，路面基層結構在外荷載長期反復作用下，加之外部凍融環境、腐蝕滲透環境的耦合作用下，導致路面、路基長期處于復雜的應力作用和擾動下，嚴重影響路基、路面的承載能力和耐久性，這就要求水穩碎石基層具有良好的抗疲勞性能。

對于水泥穩定碎石基層來說，路面積水的滲入，地下水通過路基縫隙進入基層，均會對基層產生影響，水穩碎石基層的強度、剛度及整體性在水分的作用下應保持穩定，這就要求水泥穩定碎石基層具有較好的水穩定性和抗沖刷能力，同時還應具有較好的抗凍性，以適應在寒暑變化劇烈、冬季漫長寒冷、早晚溫差大的地區使用。

2 水泥穩定碎石基層設計指標控制

2.1 碎石、水泥

碎石作為水泥穩定碎石混合料的粗集料應保證密度、壓碎值、針片狀含量、含泥量等指標滿足規范要求；水泥作為重要的膠結材料，須嚴格要求，水泥的細度、凝結時間、安定性、強度指標等符合試驗規程中的相應要求。此外，細集料、水的質量要求也須滿足要求。

2.2 級配、水灰比

水泥穩定碎石基層的強度主要來自路基混合料中的水泥碎石和粗集料形成的骨架結構，在大部分施工項目中，為了增強路基混合料的綜合強度，通過增加水泥比重以獲取較高的強度和剛度，但需要注意的是，由于水泥使用量增加，在拌和攤鋪過程中，由于水化熱影響，提高了水穩基層開裂的可能性，故在確保水穩碎石強度的前提下，應積極采取措施改善水泥穩定碎石基層的抗裂性能，通過調整集料的級配來降低水泥用量。

級配設計對于水泥穩定碎石的強度及穩定性具有不可替代的作用，水穩碎石基層混合料級配設計，應以科學的級配類型為基準，盡可能在保證水穩碎石混合料承載能力基層上，降低水泥使用量，優化碎石基層級配，推薦級配組成中粗集料占總集料的63%～65%左右，細集料占35%～37%左右，以形成骨架密實結構。本工程項目建議的基層級配范圍見表1。

表1 水穩碎石基層混合料級配范圍情況

水灰比是水泥穩定碎石混合料強度大小的另一個影響因素，在嚴格控制水泥用量的同時，盡量選用較小的水灰比，以達到強度要求，同時減小水泥穩定碎石基層早期開裂的不利影響。

3 水泥穩定碎石基層施工質量控制技術研究

水泥穩定碎石基層施工工藝一般流程如圖1所示。

3.1 水穩碎石基層混合料生產及運送

混合料生產應嚴格按照配合比設計控制粗、細集料與水泥的用量，確保混合料的顆粒組成和含水量滿足要求。在施工現場定期對集料含水量進行檢測，做好集料存儲，避免出現集料因降雨造成含水量過高，影響混合料的質量。不同批號的水泥應做好及時檢測，確保水泥質量在整個施工過程中的穩定性。生產工藝流程見圖2。

在混合料運輸過程中，做好混合料的離析問題控制也是施工前的重要環節之一，裝車時車輛應前后移動，拌和樓放料保證在車輛的前、后、中三次以上裝滿一車，此外，車輛安排應結合拌和站生產能力與攤鋪速度需要合理配備一定數量的運輸車，并略有富余，以防混合料供應不及時，影響現場攤鋪進度與混合料質量。

3.2 攤鋪、碾壓、養護

水泥穩定碎石基層現場攤鋪施工應控制好基層攤鋪厚度，為了保證攤鋪厚度設計的準確性，通過試驗確定的攤鋪系數確定攤鋪厚度，在檢驗合格的路基結構上，應確保基層表面清潔、平整，使用全站儀測定路基標高和路幅寬度，在路基層架設模板或基準線，以進行施工控制，保證基層平整度。路側和中央分隔帶可均設模板，或中央分隔帶支立模板，路側自動形成路肩。在路基攤鋪階段，必須控制好路基攤鋪層有效厚度、縱坡、橫坡率值等關鍵參數，確保其滿足設計及相關規范要求。路基攤鋪應保證連續、順次進行，基層攤鋪速率應控制在1 m/min～1.5 m/min，在攤鋪過程中，應協調好攤鋪機和送料車，保證攤鋪混合料充足供應。攤鋪完成后及時進行。對路段全幅范圍內由外側向中心分條壓實，先采用膠輪壓路機靜態碾壓2道，再使用鋼輪振搗壓路機低功率碾壓1道，高功率碾壓2道，最終使用膠輪壓路機靜態壓實3道。在碾壓過程中應控制前后2道碾壓重疊1/2輪胎寬度，以保證水泥穩定碎石層全厚度碾壓均一、達標。水泥穩定碎石基層的養生可采用覆蓋土工布或其他保濕養生措施，定期灑水，養生時間以基層強度達到設計強度80%為準，一般不少于7 d，氣溫低于20 ℃可適當延長養生期，養生期間應封閉交通，同時注意保護覆蓋設施不被破壞。

3.3 質量檢測

檢測內容及指標要求如表2所示。

表2 水泥穩定碎石基層施工質量檢測項目

水泥穩定碎石基層施工質量現場檢測包含壓實度、平整度、厚度、強度等指標，同時注意表面平整密實、無坑洼、無離析、接槎平整、穩定等外觀要求。