水泥稳定碎石基层施工质量控制.pdf

第 4 期 ( 总第 7 6 期) 2 0 o6 1 2 2 5 市政设施管理 sh i z h e n g sh e s h i gu a n l i l_ 农 淀 豪 德 警 警 羔 耱 劬 口 朱晖刘 雨 摘要j 以开封地区近年来水泥稳定碎石基层施 5 - 实践为例， 结合水泥稳 定碎 石基层施 5 - 技 术、 质量控制 ， 探讨减少水泥稳定碎石基层材料干缩裂缝的方法，对延长 半刚性基层沥青路面的使用寿命提出设想 关键词 水泥稳 定碎石基层质量控制 水泥稳定碎石是无机结合料稳定基层的一种，它具 有良好的整体性、足够的力学强度、抗水性和耐冻性， 初期强度高，且随龄期增长而增长等优点，被广泛用于 公路 、城市道路路面基层 ( 底基层 )之中。虽然其优点 较多， 使用范围也 比较广泛， 但是若对其特点了解不足， 施工质量控制不好 ，就不能充分发扬其长处 ，甚至会造 成一定工程质量隐患。现以开封地区近年来水泥稳定碎 石基层施工实践为例， 谈谈水泥稳定碎石基层施工技术、 质量控制。 1 工 程概 况 开封市杏花营组团 l 6 撑 路道路工程为正南、正北的 路线方向的道路， 均起于魏都路， 止于宋城路 ( 大梁路 ) ， 6条路总长 6 4 9 1 9 3 m， 设计等级为城市次干路， 路面结构 为沥青混凝土路。 1 1 道路路面结构设计 本工程自然区划为 u5鲁豫轻冻区，沿途路基土组为 低液限粉质土， 土基回弹模量值采用 3 5 mp a ， 新建路面设 计标准轴载为 b z z - 1 0 0 ，设计年限为 l 5年，设计累计轴 次 1 5 0 万次，路面设计弯沉值 0 3 8 4 m m。 路面结构组合： 细粒式沥青混凝土 ( a ic l 3 1)2 5 c m 中粒式沥青混凝土 ( a c 2 o i i )5 c m 水泥稳定碎石 ( 7 d 无侧限抗压强度 3 mp a )1 5 c m 水泥稳定土 ( 7 d无侧限抗压强度 1 5 mp a )2 0 c m 路基顶面每 1 5 r f l 切一道缩缝， 深度5 c m， 缝上铺5 0 c m 土工格栅，并洒布一层透层油。 1 2 水泥稳定碎石的施工工艺 底基层验收一测量放线一备料一搅拌一混合料运输 摊铺一整形碾压现场测定压实度、 取样送检测中心 测定无测限抗压强度一养生 l -3 主要施工机具有 wb c 4 0 0型稳定土厂拌设备、 1 5 t 自卸汽车、 wt u 7 5 d 型摊铺机、p yi 6 5 平地机、2 5 t 振动压路机、l 8 2 l t 三 轮压路机、工程用洒水车等。 2 原材料的质量控制要点 2 l 水泥 水泥作为混合料的一种稳定剂，其质量对混合料的整 体质量是至关重要的， 施工时应选用终凝时间较长、 标号 较低的水泥。为使稳定土有足够的时间进行拌和、 运输、 摊铺、 碾压以及保证其具有足够的强度， 不应使用快凝水 泥、早强水泥以及受潮变质水泥。 开封市杏花营组团 l 6 撑 路道路工程选用新乡黄河牌 3 2 5级普通硅酸盐水泥，水泥细度 2 7 ，水泥初凝时间 为4 2h ，水泥终凝时间 6 5h 。 2 2 石料 开封市位于黄河中下游冲积平原，地势平坦，碎石 储量贫乏 ，工程用料多从周边界地区运输而来，按基层 施工的要求和用量 ，依经济合理的原则 ，最终选用新乡 地区作为石料供应地。 碎石采用 5 1 0 mm 1 0 2 0 mm级 配轧制碎石和 0 5 mm 米石，经实验筛分均在单级配区 间 。 通过实验严格控制碎石的其他指标 ，压碎值不超过 3 0 ，石料颗粒中细长及扁平颗粒含量不超过 1 5 ，有 机质含量不超过 2 ，硫酸盐含量不超过 0 2 5 等 ( 见表 1 ) 。 表 1 水泥稳定碎右混合料中集料的颗粒组成 通过下列筛孔 ( 啪 )的重量百分率 ( ) 匀 t 吾 一 3 1 5 2 65 l 9 9 5 47 5 23 6 0 6 0田 r 7 5 范围 1 0 0 9 0 - 1 0 0 7 2 - 8 9 4 7 - 6 7 2 9 - 4 9 1 7 - 3 5 8 - 2 2 0 - - 7 2 3 砂料 中砂也选用外地购进。 经试验各项指标 ( 视密度、 砂 当量 、 筛分和含泥量 ) 符合规范要求。 2 4 水：使用饮用水。 一 l 7 _ 一 维普资讯 第4期 ( 总第 7 6 期 ) 2 o o 6 一 l 2 2 5 市政设施管理 s h i z h e n g s h e s h i gu a n l i 3 混合料的配合比 水泥稳定碎石虽具有强度高、刚度大、整体性强、水 稳性和抗冻性好以及抗行车疲劳性能较好的特点， 但它在 湿度变化时易产生干缩裂缝， 导致沥青面层表面形成反射 裂缝， 进而影响路面的使用性能和使用寿命。 在水泥稳定 碎石中，粒径 4 7 5 mm以上集料称为骨料，起框架作用， 而粒径 4 7 5 mm以下的细集料的填充空隙和胶结作用， 既 能提高水泥稳定碎石的强度，又能影响水泥稳定碎石的干 缩变形特性 ，细集料和水泥含量增加，水泥稳定碎石的干 缩变形就加剧。因此，要减少水泥稳定碎石的干缩变形， 可通过控制细集料和水泥的含量， 在满足基层强度要求的 前提下，尤其要控制通过 2 3 6 、0 6 、0 0 7 5 i n l n 筛孔的集 料比例，通过优化级配设计 ，实现既能保证强度，又使水 泥稳定碎石的干缩变形最小的目的。同时根据施工时气候 条件限制含水量也是减少水泥稳定碎石干缩裂缝较为有 效的方法之一。 混合料配合比具体按下列顺序： 3 1 取工地实际使用的石料分别进行筛分， 按颗粒组成进 行计算， 确定各种石料的组成比例。 要求组成混合料的级 配应符合的 公路路面基层施工技术规范j t j 0 3 4 - 2 0 0 0 的规定，且 4 7 5 i n l n 、0 0 7 5 i n l n的通过量应接近级配范围 的中值。 3 2 取工地使用的水泥， 按不同水泥剂量分组试验。 水泥 剂量按 3 、3 5 、 4 、4 5 、 5 5 种比例进行试验。制 备不同比例的混合料， 采用同一种集料级配按 公路工程 无机结合料稳定材料试验规程j t j 0 5 7 9 4规定的击实实 验方法，对每种水泥剂量作为平行试验，再用重型击实法 确定各组混合料的最佳含水量和最大干密度。 3 3 为减少基层裂缝， 在满足设计强度的基础上限制水泥 用量； 在减少含泥量的同时，限制细集料、 粉料用量； 根 据施工时气候条件限制含水量。 具体要求水泥剂量不应大 于 5 、 集料级配中 0 0 7 5 i n l n以下颗粒含量不宜大于 5 、 含水量不宜超过最佳含水量的 l 。 3 4 根据确定的最佳含水量，拌制水泥稳定碎石混合料， 按要求压实度 ( 重型击实标准 9 5 ) 制备混合料试件， 在 标准条件下养护 6 d ，浸水一天后取出，做无侧限抗压强 度 。 3 5 水泥稳定碎石7 d 浸水无侧限抗压强度代表值应满足 r 3 0 mp a 。 3 6 取符合强度要求的最佳配合比作为水泥稳定碎石的 生产配合 比，用重型击实法求得最佳含水量和最大干密 度 。 经试验计算得出各施工单位生产配合比 ( 略选其中两 家如下)： 杏花营组团 3 择 路水泥碎石配合 比为最佳干密度： 2 3 2 g ， c m ，最佳含水量：6 1 ，水泥含量：4 5 ，碎石级 配组成：l 0 2 0 i n l n碎石 3 4 、 0 5 i n l n米石 l 9 ； 5 1 0 i n l n 碎石 1 9 、中砂 2 8 杏花营组团 5 择 路水泥碎石配合比为最佳干密度： 2 2 9 g ， c ，最佳含水量：5 2 ，水泥含量：5 ，碎石级 配组成： 5 1 0 i n l n碎石 1 5 、 0 - 5 i n l n米石2 5 ： 1 0-2 0 i n l n 碎石 4 5 、中砂 2 0 4 施工过程中的质量控制要点 4 1 底基层准备 按底基层的有关检验标准进行复检， 凡不合格的路段 及时进行整修，使其达到标准。底基层表面必须平整、坚 实，具有规定的路拱，没有任何松散和软弱地点。 水泥稳定碎石基层施工期是在 和5月份， 水泥稳定碎 石混合料从拌和到碾压之间的延续时间要求控制在 3 h 以 内。 确定每一作业段的合理长度时，综合考虑了下列因 素，水泥的终凝时间；施工季节和气候条件：延缓 时间对混合料密度和抗压强度的影响； 施工机械的效率 和数量；操作的熟练程度；尽量减少接缝。 4 2 拌合和摊铺： 杏花营组团 1 6 梓 暑 各 道路工程水泥稳定碎石采用厂拌 法施工： ( 1 )混合料采用 wb c 4 0 0型稳定土厂拌设备在中心 拌和厂拌和； ( 2 )所有拌和设备都按比例 ( 重量比)加料，配料 准确， 其加料方法便于监理工程师对每拌的配合比进行核 实； ( 3 )拌和均匀，含水量略大于最佳值的 0 5 l ，使 混合料运到现场摊铺碾压时的含水量不小于最佳值； ( 4 ) 用 wt u7 5 d摊铺机按松铺厚度( 松铺系数 1 3 1 4 ) 摊铺，摊铺均匀，有粗细料离析现象时及时用人工补充拌 匀。 4 - 3 整型 在摊铺后立即用 p y1 6 5平地机初步平整， 平地机由路 两侧向路中心进行刮平以确保路拱形状 。 4 4 碾压 ( 1 )整型后，当混合料的含水量略大于最佳含水量 时， 用停振的振动压路机在全宽范围内先静压 1 - 2 遍， 然 后打开振动器均匀压实到规定的压实度 ( 重型击实标准 一 l 8 一 维普资讯 第 4 期 ( 总第 7 6 期) 2 o o 6 1 2 2 5 市政设施管理 sh i z he n g s h e s h i gu a n l i 9 5 )。碾压时振动轮必须重叠。除路面的两侧多压 2 3 遍以外，其余各部分碾压到的次数一般相同。 ( 2 )严禁压路机在已完成的，或正在碾压的路段上 “ 调头”或急刹车。 ( 3 )碾压过程中，水泥稳定碎石的表面始终保持潮 湿，表层蒸发过快时，尽快洒少量的水加以补充； ( 4 )碾压过程中，有 “ 弹簧”、松散 、起皮等现象， 及时翻开重新拌和，使其达到质量标准要求： ( 5 )在碾压过程结束前，用平地机再终平一次，使 其纵向顺适， 路拱和标高符合规定要求。 终平时仔细用路 拱板校正，将高出部分刮除，并扫出路外。 4 5 接缝处理 ( 1 ) 当天两个工作段的衔接处， 必须搭接拌和， 即先施 工的前一段尾部留5 8 m不进行碾压。 待第二段施工时， 对 前段 留下未压部分再加部分水泥重新拌和， 并与第二段一 起碾压 ： ( 2 )每天最后一段末端缝 ( 即工作缝)要特别处理， 工作缝切成直线，而且上下垂直。经过摊铺整型的水泥稳 定碎石当天要全部压实，不留尾巴。第二天铺筑时为了使 已压成型的稳定碎石边缘不致于破坏，要采用方木 ( 厚度 与其压实后厚度相同) 保护， 碾压前将方木提出， 用混合 料回填并整平。 4 6 养生及交通管制 ( 1 ) 每一段碾压完成且自 检压实度合格后， 要立即进 行养生，不能延误。养生采用不透水薄膜覆盖养生，在覆 盖前，先对自检合格的基层洒足量水养生，而后铺设薄膜； ( 2 )在整个养生期间水泥稳定碎石层始终保持潮湿 状态，养生结束后，及时将覆盖物清除干净。 4 7 养生期满验收合格后立即浇透层油。 5 减少水泥稳定碎石基层材料千缩裂缝的方法 在水泥稳定碎石中，粒径 4 7 5 n - l r n以上集料称为骨 料，起框架作用，而粒径 4 7 5 n -l r n以下的细集料和水泥起 填充骨料空隙和胶结作用。既能提高水泥稳定碎石的强 度，又能影响水泥稳定碎石的干缩变形特性，细集料和水 泥含量增加，水泥稳定碎石的干缩变形就加剧。因此， 要 减少水泥稳定碎石的干缩变形， 可通过控制细集料和水泥 的含量， 在满足基层强度要求的前提下， 尤其要控制通过 2 3 6 、0 6 、0 0 7 5 n -l r n筛孔的集料比例，通过优化级配设 计，实现既能保证强度，又使水泥稳定碎石的干缩变形最 小的 目的 。 通过对工程实际应用的矿料分别进行筛分试验和测 定其相对密度， 根据各种矿料的颗粒级配和计算用量比调 配出合理的级配曲线。由于水泥剂量对干缩性的影响，随 集料平均粒径的增大而减少，集料平均粒径越大，水泥剂 量对干缩性的影响越小：在相同条件下，水泥稳定中租粒 土的收缩性较细粒土的收缩性要小得多：对大多数混合料 而言，随水泥剂量的增加，收缩性逐渐减少，并达到最小 值，然后随水泥剂量的增加，收缩性逐渐增大，水泥剂量 过大，同样会产生收缩裂缝； 混合料中若塑性细土的含量 过大，采用水泥稳定时很容易产生干缩裂缝，并且随土含 量的增大和塑性指数的增加而明显增加。因此为减少水泥 稳定碎石的收缩性和提高抗冲刷能力，级配曲线可以成平 顺圆滑的 s 曲线型，通过 4 7 5 n -l r n筛孔的通过量应控制在 3 5 3 9 ，通过 0 0 7 5 n -l r n筛孔的含量宜控制在 2 左右，且 应上粗下细；也可以通过试验掺加减水剂或粉煤灰，在满 足设计要求的情况下，用最少的水泥剂量，不宜超过 6 。 合理的养生既是保证水泥稳定碎石强度的需要， 又是 减少和避免干缩裂缝的措施。