談水泥穩定碎石或砂礫路面基層（底基層）的施工質量控制

摘要：隨著水泥穩定碎石或砂礫在高速公路路面基層（底基層）的廣泛應用，同時也暴露出許多強度不足、局部松散破碎、干縮裂縫等問題。本文從原材料試驗、配合比設計、施工工藝及質量控制等方面分析了高等級公路路面基層的施工質量控制，提出了注意事項及質量控制措施。

關鍵詞：水泥穩定碎石或砂礫路面基層（底基層）質量控制注意事項

一、前言

由于水泥穩定碎石或砂礫路面基層（底基層）具有良好的力學性能和整體性、穩定性（水穩定性和溫度穩定性）、耐久性和抗凍性及與面層結合好的技術特點，且料源廣泛，可就地取材，便于原材料和混合料的加工，易于機械攤鋪操作，因此被廣泛應用于修建高等級公路路面基層（底基層）。為了保證水泥穩定碎石或砂礫路面基層（底基層）滿足設計要求和使用要求，除結構設計合理、路基強度滿足要求外，重點是水泥穩定碎石或砂礫路面基層（底基層）的原材料選擇、混合料組成設計和施工質量控制。

二、原材料的質量控制

原材料是路面工程的物質基礎，嚴把材料質量關是保證工程質量的基礎和重要環節。水泥穩定碎石或砂礫路面基層（底基層）的原材料主要有水泥、粗集料、細集料、礦粉。水泥應選用初凝時間3h以上和終凝時間較長（宜在6h以上）的低標號水泥，普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質硅酸鹽水泥均可采用，但不應采用快硬水泥、早強水泥以及已受潮變質的水泥。各項技術指標應滿足技術規范的要求，水泥初終凝時間是確定水泥穩定碎石或砂礫的施工控制時間的重要依據。粗集料的質量控制指標主要是根據結構層性能決定的碎石（礫石）壓碎值和顆粒組成，確定出碎石（礫石）的強度和級配。細集料主要是控制好優質天然砂、石屑的顆粒組成和摻加量，保證級配連續。為了把好原材料質量關，應需加強對各類原材料的料源進行提前確定和檢查，在使用過程中按規定頻率抽樣檢驗，不合格的材料不能用于工程中，并應及時清除出場。

三、混和料的配合比設計

通過對工程實際應用的礦料分別進行篩分試驗和測定其相對密度，根據各種礦料的顆粒級配和計算用量比調配出合理的級配曲線。由于水泥劑量對干縮性的影響，隨集料平均粒徑的增大而減少，集料平均粒徑越大，水泥劑量對干縮性的影響越小；在相同條件下，水泥穩定中粗粒土的收縮性較細粒土的收縮性要小得多；對大多數土混合料而言，隨水泥劑量的增加，收縮性逐漸減少，并達到最小值，然隨水泥劑量的增加，收縮性逐漸增大，水泥劑量過大，同樣會產生收縮裂縫；混合料中若塑性細土的含量過大，采用水泥穩定時很容易產生干縮裂縫，并且隨土含量的增大和塑性指數的增加而明顯增加。因此為減少水泥穩定碎石或砂礫的收縮性和提高抗沖刷能力，級配曲線可成平順圓滑的s曲線型，通過4.75mm篩孔的通過量應控制在35-39%；通過0.075mm篩孔的含量宜控制在2%左右，且應上粗下細，通過試驗摻加減水劑或粉煤灰，在滿足設計要求的情況下，用最少的水泥劑量，不宜超過6%。根據不同結構層及設計強度的要求，確定水泥用量，確定各種混和料的最佳含水量、最大干密度，以此礦料級配初步確定拌和機各料倉的供料比例。通過二次篩分，確定各料倉的比例，作為拌和機控制參數使用。應考慮各地材料性能不同而引起的差異，注意混和料的強度應能滿足7-10d鉆芯取樣檢測完整的要求。

四、現場試驗段的施工

根據公路路面基層施工技術規范及國內外實踐經驗，高等級公路路面基層（底基層）施工前采用計劃使用的機械設備和初步確定的混和料的配合比鋪筑試驗段是不可缺少的步驟。通過試驗段的鋪筑，獲得最優化的生產配合比、合適的拌和時間、攤鋪速度、壓實機具的組合及碾壓工藝、攤鋪系數的確定及合適的作業長度等一系列控制參數，提出標準施工方法。除試驗段強度及幾何尺寸滿足要求外，現場鉆芯取樣的完整性及強度也是控制的關鍵環節，試驗段長度宜為100-150米，宜選用兩種或多種不同的碾壓組合，必要時可調整水泥用量及含水量試驗。

五、混和料的拌和

按照技術規范的要求，高速公路的基層（底基層）水泥穩定碎石或礫石必須采用集中廠拌混和料，應注意以下三個方面的問題：

1、廠拌設備的選擇

拌和設備的性能決定了混和料的配料精度和均勻性，應選用帶有電子計量裝置的生產能力不小于400T/h的高性能穩定土拌和機，才能保證混合料的級配符合配合比要求，保證拌和料的穩定性，且生產能力應與攤鋪能力應匹配。

2、嚴格控制水泥劑量

水泥劑量太小，不能確保水泥穩定碎石或砂礫的施工質量，而水泥劑量太大，既不經濟、還會使基層的裂縫增多、增寬，從而引起瀝青面層相對應的反射裂縫。考慮施工時各種損耗，工地實際采用的水泥劑量攤鋪機攤鋪時應比室內試驗確定的劑量增加0～0.5%，底基層路拌時增加0.5～1%，以確保水泥穩定基層（底基層）的質量，但應控制不超過6%，以減少混和料的收縮性。

3、重視含水量對施工的影響

根據路面基層施工技術規范及國內外施工經驗，一般情況下拌和含水量應比最佳含水量略高0.5%-1%，若氣溫較高或運輸距離較長時應高1%-2%，以彌補混和料運輸、攤鋪和碾壓過程中水分的損失，如果機械碾壓性能較好且經驗豐富時，控制現場含水量比最佳含水量略低0.5%，含水量過大，既會出現“彈軟”、“波浪”等現象，影響混和料可能達到的密度和強度，也會增加混和料的干縮性，使結構層容易產生干縮裂縫。含水量過小，混和料易松散，不容易碾壓成型，也會影響混和料可能達到的密度和強度。施工過程中要根據氣溫情況及運輸距離及時調整含水量的大小，根據規范、經驗及現場攤鋪碾壓的效果確定。

六、混和料的運輸

運輸混和料宜采用大噸位（15T以上）的自卸運輸車，在卸料和運輸過程中要盡量避免中途停車和顛簸，以確保混和料的延遲時間和混和料均不產生離析，此時，還要根據運輸距離和天氣情況，考慮混和料是否采用苫蓋，以防水分過分損失及表層散失過大。混和料在卸入攤鋪機喂料時，要避免運料車撞擊攤鋪機。運輸車輛的數量按現場、拌和場各有五輛再加中途運輸車輛考慮。

七、混和料的攤鋪

1、攤鋪現場的準備工作

（1）在攤鋪底基層前一定要對路基的高程、寬度、橫坡度、壓實度、彎沉等進行全面的檢測，高程軸線不少于3-4條，達到路槽的驗收標準，凡不合格者必須采取適當措施進行補救，使其達到要求，同時要將其上的浮土、雜物清理干凈，以免產生松散、起皮現象。有墊層時，在施工底基層（或基層）前要灑水碾壓密實。開始攤鋪時，要在下承層上灑水使其表面濕潤。攤鋪基層時，對底基層進行驗收，有問題時，要及時處理，清理干凈，并灑水濕潤。

（2）準確施工放樣。在全線路面施工前，要對全線的導線點、水準點進行復測，水準點設在附近的橋涵上，便于施工。為了避免由于基準鋼絲繩的垂度影響基層（底基層）攤鋪的平整度，其鋼立柱縱向間距不宜過大，直線宜為10米，曲線宜為5米，并用緊線繩拉緊。同時要防止現場作業人員攏動鋼絲繩，以免造成攤鋪面波動，長度不宜小于150米，宜為200米左右為宜，并且在攤鋪前及時進行高程、橫坡等各項指標的檢查，發現問題及時處理。

（3）由于水泥穩定土受攤鋪時間的限制，在攤鋪基層（底基層）前必須認真檢查攤鋪及碾壓設備，確保其完好狀態，以免由于機械故障造成中途停機，造成不必要的經濟損失，同時要加強攤鋪現場與拌和廠之間的聯系，以應付緊急情況，拌和機拌和料必須征得現場的同意后方可開始。

（4）攤鋪設備的選型。根據《技術規范》的要求，高等級公路的基層（底基層）必須采用攤鋪機攤鋪混和料。因此，攤鋪設備的選型非常重要。應選擇攤鋪性能好的全自動找平攤鋪機，盡可能整幅一次攤鋪，可很好地控制攤鋪厚度和表面平整度。攤鋪機的攤鋪效果必須滿足攤鋪料不離析、級配良好、穩定、平整度、橫坡度均符合規范要求。

2、混料的攤鋪

（1）拌和好的成品料運至現場應及時按確定的松鋪厚度均勻、勻速的攤鋪，攤鋪過程中盡可能少收料斗，嚴禁料斗內混和料較少時收料斗。為確保攤鋪機行走方向的準確性，可在路槽或底基層上灑白灰線，以控制攤鋪機行走方向，攤鋪機要保持適當的速度均勻行駛，不宜間斷，以避免基層（底基層）出現“波浪”和減少施工縫，如因故中斷2h時應設置橫向接縫，攤鋪機應駛離混和料末端，試驗人員要隨時檢測成品料的配合比和劑量，并及時反饋拌和廠。要有專人消除粗細骨料離析現象。如果發現粗集料窩應予鏟除，并用新拌混和料填補，此項工作必須在碾壓之前進行，嚴禁薄層貼補。基層分兩層攤鋪時應在攤鋪上層前，進行表面拉毛或灑水泥凈漿處理。

（2）若由于寬度較寬或級配原因為防止離析分兩幅攤鋪時，宜采用兩臺攤鋪機（盡可能同型號）一前一后相隔約5-10米同步向前攤鋪混和料，為保證標高和平整度，縱向接合部采用移動式基準線，并一起進行碾壓，盡可能避免縱向接縫。在不能避免縱向接縫的情況下，縱縫必須垂直相接，嚴禁斜接。上下層縱向結合部位置應錯開距離不小于1米，盡可能避開行車道位置。

八、混和料的壓實

混和料攤鋪后，當混和料的含水量等于或略大于最佳含水量時，應及時根據試驗段確定的碾壓工藝，用輕型壓路機并配合12T以上壓路機在結構層全寬內進行碾壓。碾壓段長度根據試驗段確定的長度及氣溫情況確定，氣溫高時，水分蒸發快，縮短碾壓段長度，反之，可適當延長碾壓段長度，以40-50米為宜，過短則易造成平整度較差。碾壓方式初壓一般采用膠輪壓路機或鋼輪壓路機靜壓1-2遍，復壓采用振動壓路機弱振強度2-4遍，終壓采用鋼輪壓路機或膠輪壓路機靜壓1-2遍，碾壓速度初、終壓宜為1.5-1.7Km/h，復壓宜為2.0-2.5Km/h，直線和不設超高的平曲線段，由兩側路肩向路中心碾壓，設超高的平曲線段，由內側路肩向外路肩進行碾壓。碾壓時，輪跡應重疊1/2輪寬。相鄰兩段的接頭處，應錯成橫向45°的階梯狀碾壓。嚴禁壓路機在已完成或正在碾壓的路段上“調頭”和急剎車。自拌和至碾壓結束原則控制在2h以內。

九、水泥穩定碎石或砂礫基層（底基層）的養生

每一段碾壓完成并經壓實度檢測合格后，應立即開始養生，養生宜采用不透水薄膜、濕砂、草袋、棉毯覆蓋并灑水保濕養生，基層完成后也可采用瀝青乳液養生，用量按0.8-1Km/m2（指瀝青用量）選用，分兩次噴灑，避免基層長期暴曬。

養生期不宜少于7天，并應封閉交通，除灑水車輛外，嚴禁其它車輛通行，保濕養生至下一層施工前。

合理的養生既是保證水泥穩定碎石（砂礫）強度的需要，又是減少和避免干縮裂縫的措施。新鋪水泥穩定碎石（砂礫）基層隨著混合料水分的減少產生干縮應力，水分減少的越快，產生的干縮應力越大，水分減少的慢，干縮應力緩慢產生逐慚增大，由于材料的松馳應力和溫度隨齡期增大，抗應變能力增強。如果鋪筑后養生不及時或忽干忽濕，導致水分散失較快，干縮應力急劇增大而此時的抗應變能力還較低，就易產生干縮裂縫，并隨時間增長裂縫增加。即使養生期結束后；如果不及時鋪筑瀝青封層（透層）和瀝青面層讓其曝曬，同樣會散失水分產生干縮裂縫。

基層過冬時，應采取冬季覆蓋保溫措施，以防止基層開裂或表面受損，可采取先鋪塑料薄膜后覆蓋粘土措，。減少和避免因氣溫的溫差過大時產生溫縮裂縫。溫縮裂縫主要是受混合料中含土量的影響，并且氣溫越低時，含土量對其溫縮系數影響越大，水泥劑量對其溫縮系數也有一定影響。

十、注意事項

1、保持材料的均勻性和一致性；

2、優先采用先進的精度高的帶有電子計量裝置的拌和設備和全自動找平攤鋪機械，并根據設備的特點選擇；

3、基層（底基層）施工時，通過試驗段在橫斷面上間隔2-3米取樣篩分試驗，根據篩分結果判斷攤鋪機的性能及數量；

4、嚴格控制施工時間，盡量減少和避免各種原因造成的間斷；

5、通過試驗室成型強度和7-10d現場鉆