市政路面基層水泥穩定碎石技術應用

溫轉轉

山西省工業設備安裝集團有限公司（030032）

1 道路類型及基層原材料選擇

1.1 路面結構層的組成及基層的類型和作用

高等級道路路面結構層主要由基層、面層組成，部分道路需要設置底基層或者墊層。根據行車過程中傳力特點，面層將接受的荷載傳遞到基層、底基層、墊層、甚至到土基，基層在這個過程中是主要承重結構。可見，基層在道路結構中的作用舉足輕重。基層應具有高強度、水穩定性、抗凍性和擴散荷載能力。基層強度承載比（CBR）可通過試驗確定。

白色路面面層下的基層的作用:減少唧泥現象的發生、板底脫空和錯臺等病害；在墊層共同作用下，控制或減少路基凍脹引起體積不穩定或體積變形對白色路面面層的不利影響；為白色路面面層施工提供堅實而穩定的工作面，改善接縫的傳遞荷載的能力。基層的類型很多，主要有無機結合料穩定類（半剛性基層）、粒料類（柔性基層）和瀝青穩定類基層。無機結合料柔性基層有水泥穩定類、石灰穩定類、石灰工業廢渣穩定類等。

根據交通等級和基層的抗沖刷能力來選擇基層:BZZ-100 累計標準軸次Ne（次/車道）＞2.5×107，或者大客車及中型以上的各種貨車交通量[輛/（d·車道）]＞3 000 宜選用粗、細級配集料與一定水泥和水拌和而成的一種混凝土，干硬性貧水泥的混凝土等基層；路段超載嚴重、車流量大、車速高，宜選用瀝青穩定碎石基層或水泥穩定粒料基層；路段乘坐正常人數，車速正常，車流量一般，有的路段車流量小，車速低，宜選擇級配粒料基層、水泥、石灰粉煤灰穩定粒料基層；多雨和濕潤地區繁重交通路段，宜采用排水基層。基層主要包括施工質量與基層材料，其是影響使用壽命和路面性能的決定性要素。

水泥穩定類施工流程是在粉碎的或原狀松散的土（包括各種粗、中、細粒土）中，按配合比要求摻入一定量的水泥或石灰等無機結合料和水拌和而成的混合料。施工所用材料分為水泥（石灰）穩定土、水泥（石灰）穩定粒料等。

石灰粉煤灰穩定類施工流程是用一定量的石灰和粉煤灰與其他集料相配合并加入適量的水，拌和而成的混合料。

下面主要介紹水泥穩定粒料類的主要材料[1]。

1.2 水泥穩定基層原材料的選擇

水泥穩定土類有較高的剛度和較強的荷載擴散能力，其防水性能、抗水性能經受多次凍融循環作用, 能保持強度和外觀完整性的能力都比石灰穩定土好。水泥穩定基層由水泥、外加劑、水、粗集料（碎石）、細集料（砂）等組成。要求水泥強度等級為32.5 或42.5，滿足規范要求的普通硅酸鹽水泥等均可使用。所用水泥的初凝時間應大于3 h，終凝時間應為6～10 h 的42.5 級P·O，32.5 級及以上P·S、P·P。水泥供應商應提供生產日期與出廠合格證，水泥復檢合格方可使用。宜選用粗粒土、中粒土，土的均勻系數應大于10，液限與塑限的差值宜為10～17。

在水泥穩定混合料中摻加早強劑或緩凝劑時，應對水泥穩定混合料進行試驗驗證。碎石用作被穩定材料的粗集料時，宜采用各種礫石或硬質巖石加工成的碎石。碎石用作基層時，粒料的最高限值是37.5 mm。碎石用作底基層粒料時最大粒徑：城鎮快速路、主干路最高限是37.5 mm，次干路及以下道路最高限是53 mm。

水泥、土、集料、碎石、拌和用水等原材料應進行試驗檢驗，達到規范要求才能使用。材料配合比設計應嚴格按照標準規范進行。基層與底基層城鎮快速路、主干路碎石、礫石、煤矸石壓碎值不得大于30%。其他道路基層碎石、礫石、煤矸石壓碎值不得大于30%，底基層碎石、礫石、煤矸石壓碎值不得大于35%。

2 水泥穩定混合料的生產、攤鋪及碾壓養護

基層機械配置:基層材料的拌和設備，穩定土拌和設備，攤鋪平整機械，拌和料攤鋪機、平地機、石屑或場料撒布車，裝載機和運輸車輛，壓路機，清除車、灑水車。

對于高等級道路及城鎮施工，要求無機結合料穩定基層應采用集中廠拌，并且宜采用強制式拌和機進行攪拌，以保證配合比準確，且達到文明施工要求。對穩定中、粗粒材料，混合料的含水率可高于最佳含水率0.5～1 個百分點。對穩定細粒材料，含水率可高于最佳含水率1～2 個百分點。廠拌的混合料運到現場，根據干密度試驗的最佳含水量，隨原材料含水量變化適當調整拌和用水量。集料應過篩，級配符合設計要求。運輸時，應采取遮蓋封閉措施防止水分損失。材料在下承層上的堆置時間不宜過長。材料運送宜比攤鋪工序提前1～2 d。路肩用料與穩定材料層用料不同時，應先將兩側路肩培好。路肩料層的壓實厚度應與穩定材料層的壓實厚度相同。在兩側路肩上，宜每隔5～10 m 交錯開挖臨時泄水溝。

基層施工前應保證路基下承層的施工要求的含水率、平整度和一定的路拱橫坡。施工宜采用攤鋪機攤鋪，施工前應根據試驗確定最佳含水量進而確定壓實系數。攤鋪時做到分層攤鋪、分層壓實、攤鋪完的盡早碾壓密實、當天攤鋪當天碾壓。碾壓時的最適宜含水量宜在最佳含水量的±2%范圍內。應在溫度適宜的時節施工，施工時的最低氣溫不小于5 ℃。雨季施工應防止水泥、混合料等原材料被淋雨。直線段和不設超高的線段應由低處向高處碾壓，設超高的線段應由低處向高處碾壓。攤鋪機應采用大于120 kW 攤鋪功率的瀝青混凝土攤鋪機或專用的穩定材料攤鋪機攤鋪混合料。現場需要采用兩臺攤鋪機并排攤鋪時，兩臺攤鋪機的型號及使用程度宜一致。兩臺攤鋪機的前后間隔宜小于等于10 m，縱向應保持300～400 mm 的重疊。下承層是穩定細料材料時，宜先將下承層頂面拉毛或采用凸塊式壓路機碾壓，再攤鋪上層混合料。下承層是穩定中、粗粒材料時，應先將下承層清除干凈，且灑鋪水泥凈漿，再攤鋪上層混合料。水泥穩定粒料自拌和至鋪筑完成，不得超過3 h。分兩層攤鋪時，應在下層穩定層養護7 d 后，方可攤鋪上層材料。水泥穩定碎石正式施工前，應進行100～200 m 試驗段的鋪筑。

碾壓成型后每層的鋪筑厚度宜160～200 mm。宜在水泥初凝前碾壓成型。碾壓過程分為初壓、復壓、終壓三個步驟。初壓和終壓適宜靜壓，在復壓時可以使用振動碾壓。碾壓各個階段，機械的選擇關系到碾壓的質量。使用鋼輪壓路機初壓時，采用雙鋼輪壓路機初壓2～3 遍，再用大于35 t 的重型振動壓路機功率、18～21 t 的三輪壓路機或25 t 以上的輪胎壓路機復壓密實，最后采用雙鋼輪壓路機終壓，消除輪跡。如果采用膠輪壓路機初壓，應采用25 t 以上的重膠輪壓路機穩壓1～2 遍，錯輪不超過1/3 的輪跡帶寬度，再采用重型振動壓路機復壓密實，最后采用雙鋼輪壓路機終壓，消除輪跡。

應選擇全自動找平攤鋪機，盡可能整幅一次攤鋪少留縱縫。攤鋪機必須滿足攤鋪料不離析、級配良好、穩定的攤鋪效果。存在縱向接縫時，縱縫應垂直相接，嚴禁斜接。碾壓時機械行駛速度應控制在1.5～3 km/h。根據試驗段確認的施工方法進行碾壓，層與層之間的碾壓輪跡要有1/2 的搭接。

宜采用灑水養護，保持濕潤。常溫下成型后應經7 d 養護，方可在其上鋪筑面層。養護宜采用不透水薄膜、濕砂、草袋、棉毯覆蓋并灑水保濕。基層完成后要及時交給路面施工單位，進行瀝青乳液養生，避免基層長期暴曬。穩定土養護期應封閉交通。

3 質量控制及檢查

柔性基層水泥穩定類質量檢驗項目主要有：混合料配合比、含水量、集料級配、拌和均勻性，7 d 無側限抗壓強度、基層壓實度等。

3.1 下承層質量的控制

基層施工前，先檢查下承層的成品質量，要進行沉降穩定檢驗、高程測量等檢查驗收工作。用直尺檢查承層是否平整，清理下承層表面雜物并用水沖洗。路基鋪筑前,根據100～200 m 的壓實試驗段,來確定壓實遍數、松鋪厚度、松鋪系數、壓實設備的組合方式及含水量的浮動范圍等。

3.2 車輛運輸的控制

在車輛數量安排上應通過計算確定車輛數量，這樣可以保證混合料供給的連續性，不會因原材料供給不足影響了工程的進度。同時保證車輛在運輸混合料的過程中用篷布覆蓋，以防雨淋防日曬。

3.3 攤鋪時的控制

要求攤鋪機同品牌、同型號、磨損程度相同或者機械差別較小。機管員可根據現場實際情況作出相應的機械調整。現場供料系統的受料板至少一車料收一次，要根據輸送器和料斗閥門控制進入攤鋪室的供料量。根據料斗閥門開度保證連續、均勻供料，保證刮板輸料器連續均勻地供料。在整平預壓系統，如振搗梁預先搗實、熨平板裝置整面熨平，否則密實度會降低。

3.4 配合比的控制

基層強度是水泥、碎石之間的原材料配合比要求所致，因此控制兩種材料含量是材料配制人員要注意的事項。材料配制人員還要通過現場工地勘察熟悉施工段能夠承載的車輛載荷，然后調整柔性基層水泥穩定粒料混合材料的配合比，避免路面出現干縮、離析、溫縮、裂縫等問題。

3.5 雨季施工影響基層的控制

雨水的沖刷以及侵蝕，是最容易對市政道路造成損害的自然因素。要延長道路使用壽命，就要采取措施控制雨水的破壞。調整施工順序，根據現場情況分段施工，搭雨棚或者可移動的棚罩，做好防雨準備。防排結合，設排水溝，加強巡視。設置擋水構筑物，及時疏通積水。盡量在無雨時候施工，隨拌隨鋪，當天施工當天碾壓。如果現場排水設施有損壞，要及時修復。

3.6 裂縫的防治控制

施工時要考慮到水泥類穩定粒料在養護中易產生裂縫的問題，基層應盡量選擇收縮性小的水泥穩定類結構。瀝青混凝土面層非荷載裂縫是由低溫和疲勞裂縫引起的，與瀝青的材料關系很大，主要是瀝青的溫度穩定性和抵抗剪切破壞。抵抗剪切破壞指標越高，溫度穩定性越低，在選擇瀝青混凝土面層材料時就要充分考慮以上因素。

嚴格控制粒料質量，選擇合適的水泥或添加劑，優化水泥用量，合理安排施工時間，保證壓實度，加強養護，控制好基層的碾壓施工工藝。柔性基層水泥穩定粒料類由于干縮、溫縮等原因會出現開裂問題。這是一種常見病害，可采取灌縫、鋪設玻璃纖維格柵、灑鋪熱改性瀝青等措施來處理裂縫，或者嚴格控制各個施工階段，如設計、選材、施工及后期維護等，水泥穩定粒料基層的開裂現象是能夠消除的。

3.7 其他方面的施工技術控制

混凝土中水分會影響水泥穩定粒料的凝結硬化速度，應合理控制水的含量使其達到技術要求的強度。當混合料中水分含量較少時，需要采用土工布、塑料布覆蓋，在覆蓋物上灑霧狀水或低壓澆水，并加強邊角接縫處的養護。

4 結語

市政道路工程中基層的作用十分重要，要確保施工前、施工中、施工后三個階段的控制。施工前根據施工現場勘察報告、實地考察、實測實量、設計說明、圖紙等要求，確定工地實際地貌，合理選擇基層材料。施工中根據試驗段要求，編制施工方案，合理安排人員、施工機械設備等，根據施工流程安排施工，保證施工質量。施工后做好成品保護，在一定時間內封閉交通，控制小型車輛的行駛速度。綜合基層施工過程的各種問題，加強施工質量檢測，提供穩定堅實的基層，保證設計要求的強度、剛度及穩定性，為上層面層施工提供完整的施工面，為人們出行提供舒適的道路環境。