市政道路水泥穩定碎石施工的質量控制研究

顧坤松

廣州市第二市政工程有限公司 廣東 廣州 510030

1 工程概況

該項目是廣州市增城區永寧街寧西工業區（南區）新建道路工程，建設內容包括三條路的建設，通濟路和光興二路：道路全長 488.778m和639.986m，路基寬度30m，斷面形式為：人行道4.5m-機動車道8m-中央綠化帶5m-機動車道8m-人行道4.5m。橫一路：道路全長958.878m，路基寬度20m，斷面形式為：人行道3m-機動車道14m-人行道3m。在前期勘察結果的基礎上，綜合會商決定采用水泥穩定碎石基層。

2 路面水泥穩定碎石基層技術原理及特點

2.1 技術原理

水泥穩定碎石基層是一種以普通水泥、水泥、灰漿為主的混合料，以水泥、水泥、灰漿等為主的嵌擠工藝，通過水泥、灰漿與級配碎石的組合，使水泥穩定碎石的強度、承載力和穩定性得到改善。水泥穩定碎石的結構、碾壓強度和灰漿質量是決定其穩定性和強度的主要因素。經過多年的實際工作，證實了水泥穩定碎石基層在初期強度高、抗凍、抗滲性能良好等方面的優越性，進而促進了水泥穩定碎石基層技術的推廣與應用[1]。

2.2 技術特點

與常規的鋪裝技術相比，水泥穩定碎石技術具有明顯的優越性：(1)水泥穩定碎石原材料來源廣泛，主要原材料是水泥、級配碎石，成本低，能有效地減少城市公路建設成本；(2)水泥穩定碎石具有很高的強度，尤其在初期階段，能迅速固化，5～7天的強度超過2.0 MPa，能滿足城市公路的需要；(3)水泥穩定碎石施工工藝簡單，只需將水泥、級配碎石等進行簡單拌和、壓實處理，即可實現機械化、高效的市政道路施工；(4)水泥穩定碎石具有良好的穩定性和滲透性，能夠適應復雜的城市公路環境；(5)可根據城市道路的具體條件，對碎石穩定層的強度進行調節，以提高其適用性。除了以上的優點之外，水泥穩定碎石基層也有一些缺點，例如：干縮裂縫等，會對工程的使用產生一定的不利影響。另外，水泥穩定碎石的凝固速率高，對施工工期有一定的要求，所以在工程實踐中要注意掌握其施工技術特征，并加強對其施工質量的控制[2]。

3 市政道路水泥穩定碎石施工質量的影響因素

3.1 材料混合的比例以及材料運輸的質量

水泥要經過水和其它材料的調配，才能達到使用的效果，而且各種原料的配比也很關鍵，只有做到科學的調配，才能讓路面變得更結實，更結實。此外，在運送的時候，也要了解一些材質的特點，例如一些無法與大氣接觸，防止氧化的物質，可以用膠布、麻袋等包裝，運輸時要小心防止因震動而損壞。

3.2 施工時壓實度的影響

壓實度是指水泥穩定碎石的致密程度，達到一定的壓實度是其強度與穩定性的前提。城市道路的主要結構是以水泥穩定碎石層為主，若壓實不夠，將會對基層的整體強度產生一定的影響，造成路面結構層的損壞。壓實程度越低，水泥穩定碎石的強度就會降低，裂縫、松散等質量問題也會隨之發生，導致路面的損壞。

3.3 施工過程的技術運用

在工程實踐中，合理的技術應用對工程質量起著至關重要的作用，比如攪拌技術，如果攪拌技術不夠好，則會造成混合料在水泥中的分布不均勻，從而無法保證混凝土的正常使用，從而影響混凝土的整體質量；另外，水泥穩定碎石基層的質量也受到工期長短的影響，從開始的拌和到最后的碾壓結束，需要大量的施工時間[3]。

4 水泥穩定碎石基層施工質量控制要點

水泥穩定碎石基層施工質量受混合料、施工技術、拌和、運輸等多種因素的影響，因此，在施工中應注意以下幾個問題。

4.1 混合料的質量控制

4.1.1 級配碎石質量控制

級配碎石的最佳粒度是37.5mm。為了保證級配碎石顆粒尺寸的一致性，本項目在碎石加工中使用了圓錐破碎器，通過振動篩分法對碎石進行了嚴格的篩分，以保證級配碎石的粒度控制在合理的范圍之內。為了避免砂礫集料粒度偏低，應將其壓碎程度控制在30%以下，并應注意選用細骨料，確保其干燥潔凈，避免摻雜雜物或風化骨料，否則會影響到水泥穩定碎石基層的施工。

4.1.2 水泥的選擇與質量控制

水泥穩定碎石水泥的選擇，按照國家有關規范及行業規范，選用32.5或42.5等級的普通硅酸鹽水泥，其初凝時間超過3小時，終凝時間不低于6h，應盡量避免使用早強、快硬水泥或劣質水泥，從源頭控制施工質量。

4.1.3 含水率的控制

在工程實踐中，含水量對碎石穩定層的施工有很大的影響。在控制混凝土的含水率時，要充分考慮運輸距離、溫度等因素，合理地選擇合適的摻入量，以防止摻入量太高或太低對城市道路建設的不利影響。如果水分含量太高，會使路面出現“彈軟”和“波紋”，從而造成路面干燥收縮開裂；如果水分含量太低，會導致混合不均勻，不充分，不容易形成，從而影響到碎石基層的密度和強度。在考慮運輸距離和天氣因素的影響下，混凝土的含水率在0.5%～1%之間（6.3%）之間，最大值不超過2%，這樣才能保證混凝土在運輸至工地時達到最優含水率的要求。

4.2 施工質量控制

4.2.1 混合料拌和質量控制

在攪拌之前，要加強水泥、碎石、灰料的質量管理，加強產品的質量檢查。在混合料的攪拌中，要注意控制投入料的順序和比例，最好選擇攪拌站的攪拌模式，以確保攪拌的均勻。在本項目中，根據現場施工條件，采取了攪拌站的混合模式，攪拌時間必須在30min以上，并以實驗方法確定混合比例為5:100 （水泥：骨料），經過實驗，達到了項目的質量標準（見表1）。另外，為了保證攪拌站的拌和達到質量控制標準，并安排專人進行現場的質量監控，以保證混合料的配比達到要求[4]。

表1 水泥混合料試驗數據

4.2.2 下承層質量控制

下承層是以水泥穩定碎石基層為基礎，表面應平整堅實，且高程、寬度、坡度均符合設計要求，不存在松動物質或薄弱部位，為達到此目的，在鋪筑水泥穩定碎石層之前，先用專用壓路機進行三至四次，后車輪要相互疊加，以免造成盲區和疏漏。

4.2.3 混合料運輸控制

將拌和好的材料經攪拌機拌和，然后用專門的施工車輛運輸至施工現場。強化攪拌、運輸管理、合理調配、合理分配攤鋪速度及攤鋪系數，從拌和到攤鋪結束的時間為3h，運輸車輛的行駛速度為10-30km/h，運輸距離為20km，合理控制攪拌料運輸時間和運輸路程，防止因運輸距離過長造成停機、停機、追尾等問題。

4.2.4 碾壓施工質量控制

在鋪面完畢后，必須立即進行碾壓，在適當的含水量或稍高于最優的情況下進行。碾壓作業時，必須使用輕質壓路機和12t以上的壓路機，在整個道路寬度范圍內進行碾壓。在無高限的直線段，由道路兩邊向中間部分碾壓；在有高限值的路段，從內部路肩到外路肩進行碾壓。在碾壓過程中，壓路機的寬度要達到1/2，每一次的碾壓次數不能低于6次，7～8次是最好的。在壓路機的碾壓速度控制上，第一、二次碾壓應為1.5～1.7km/h，其次為2～2.5km/h。在碾壓施工中，應注意基層的含水率，如果濕度不夠，應及時噴灑，以免道路干燥、龜裂。在碾壓結束后，要檢查平整度、壓實度，并按規定的壓實度和平整度，以及有沒有明顯的車輪痕跡。另外，為了防止壓路機掉頭對道路工程質量產生不良影響，必須加強對壓路機的施工管理，禁止碾路機在已經完工或正在施工的道路上進行掉頭或急剎，以確保其平整度和密實度。

4.2.5 路面接縫處理與養護質量控制

針對水泥穩定碎石基層的技術特點，提出了在城市道路中間線處，盡可能減小混凝土路面的橫向接縫，以確保其平整。接縫必須呈階梯狀，其接縫厚度不得小于1/2，以保證市政路面的壓實與穩定。在以上工作完成后，要加強基層的養護管理，養護期不能少于7天，在碾壓作業完成并通過驗收后，要及時噴灑水，并視天氣狀況適當調節噴灑水量，以確保路面含水率，防止水分過度蒸發而出現干縮裂縫。在進行碎石穩定基層的施工過程中，施工車輛要盡量避開非工程車輛，施工車輛的速度要在每小時30km以內[5]。

4.3 施工全過程控制

4.3.1 混合料拌和與運輸

在水泥穩定碎石混和中，均勻度是影響其結構強度的主要因素。水泥穩定碎石基層應選用集中式混合料，其拌和方式如下：一是選配設備。拌和機械的性能直接影響到拌和料的精度和均勻度，必須選擇高性能的穩定土攪拌機械，并配有電子測量裝置，使攪拌料級配達到一定的配比，并確保攪拌料的穩定性。二是控制水泥的使用。水泥用量對水泥穩定碎石基層的質量有很大的影響，加入量太低不但不能保證其質量，還會使其強度無法滿足要求；但過量使用非但不經濟，還會造成基層裂縫增多、變寬，從而產生對應的裂縫。為確保水泥穩定碎石基層的施工質量，減少收縮，應按照室內試驗要求，增加0～0.5%的水泥。三是水分的調控。結合國內和國外的施工經驗，在運輸、碾壓等過程中，拌和的含水率一般要比理想的含水量稍高0.5%～1%，在高溫、運輸距離遠的情況下，要增加1%～2%，以補償在運輸、攤鋪、碾壓過程中的水分損耗。水分含量高時，會出現“彈軟”、“波浪”等現象，對混凝土的致密程度、強度有一定的影響，同時也會導致混凝土的干燥收縮。含水量太少，則會導致混合料的疏松、致密、強度降低。施工過程中，根據施工現場的溫度和運輸距離，適時地調整水分含量，根據施工規范、經驗和現場的鋪筑、碾壓效果來決定。四是長途運輸時，瀝青混合料含水量易流失，出現離析現象，導致鋪面、碾壓后基層的局部平整性較差。如果運輸距離很遠，則使用油布遮蓋，以降低濕氣的損耗。及時攤鋪，在水泥的最后凝結階段，完成運輸、攤鋪、碾壓、成型。

4.3.2 混合料攤鋪及碾壓

一是在鋪裝之前，要把墊面上的浮土和雜物清理干凈，避免出現松散和起皮現象。在鋪展前，先用水澆濕墊層。

二是對建筑的精確放樣。在全線鋪軌之前，必須重新測量所有的導線點和水準點。為防止基準鋼索的垂度對鋪面的平整度產生影響，使用鋼釬的縱向間距不能太大，一般采用10m的直線，5m的彎曲，然后用緊線繩進行拉緊。

三是水泥穩定碎石因攤鋪時間有限，所以在鋪面之前，要仔細地檢查鋪面和碾壓設備，以保證其處于良好的狀態，避免因機械故障而導致的停機，從而造成不必要的經濟損失。

四是對鋪面機械的選擇。路面基層宜選用攤鋪機進行攤鋪。選用具有良好攤鋪效果的全自動攤鋪機，盡量整張一次鋪展，可以很好地控制鋪面的厚度和平整程度。攤鋪機的攤鋪效果要達到不離析、級配良好、穩定、平整度和坡度等指標。

待場地準備完畢，再進行混合料的鋪裝。拌和后的成品料運送到工地后，要及時按照所定的松層厚度（攤鋪系數為1.3～1.5)，以勻速進行鋪面，并盡量減少堆料量。為了保證攤鋪機的行進方向，可以將白灰線撒到底層，從而實現對攤鋪機的行走方向的精確控制。攤鋪機應以合理的速度、均勻的速度運行，不可停頓，以免產生“波浪”，減小施工縫。在攤鋪機后方應設置人員，以防止局部細骨料的離析。采用找補法將新的混合料或鏟除局部粗粒的蜂窩，再用新的混合料填充。

混合料在攤鋪后要馬上進行碾壓。壓實時，先用止震振動壓路機在全寬度上進行1～2次的靜壓，然后開啟振動器，將其均勻地壓實至預定的壓實度。在碾壓過程中，振動輪一定要相互重疊。除了在道路的兩邊加壓2～3次外，其它部位的碾壓次數都是一樣的。禁止在碾壓或已經完工的道路上掉頭或緊急制動。在碾壓時，混凝土穩定碎石的表面要保持濕潤，如果表面水分太大，應及時噴灑適量的水分進行補充[6]。

4.4 后期養護質量控制

水泥穩定碎石養護是工程中的一個關鍵環節，養護過程中的濕度和施工周期對其強度有較大的影響。水泥穩定碎石在碾壓完畢并通過壓實度檢驗后，立即進行養護，休養期不得少于7天，并且要對道路進行封閉，除灑水車以外，禁止重型車輛通過，養護到下一層施工。為了保證水泥穩定碎石的強度，采取適當的養護措施，可以有效地降低和防止混凝土干縮開裂。新鋪水泥穩定碎石基層由于含水量的降低而出現干縮應力，其干縮強度降低的速度越快，其干燥收縮應力也就越大；隨著時間的推移，隨著時間的推移，材料的松馳應力和溫度都會逐漸增加，從而使其抗變形性能得到提高。施工后養護不及時或突然干燥、潮濕，會使混凝土的含水量迅速流失，使干縮應力迅速增加，同時抗變形能力也很差，容易出現干縮開裂，并隨著時間的推移而不斷擴大。

5 結束語

在該項目中，通過嚴格控制拌和質量和施工技術質量，使該項目的施工質量符合施工規范，并在實際中得到了較好的應用，為以后的施工提供了有益的借鑒。水泥穩定碎石基層施工技術在市政道路施工中具有優勢，但存在干縮裂縫、初凝時間短等問題，應加強施工組織與優化，加強拌和質量、施工過程的質量控制，確保公路施工質量，推動城市基礎設施的建設。