水泥稳定碎石施工技术

1、李兴勇中铁十一局集团第一工程有限公司襄樊市襄阳区航空路73号441104摘要结合河南省叶集至信阳高速公路第7合同段水泥稳定碎石基层配合比设计、施工控制过程，从施工工艺和施工质量控制的角度，介绍水泥稳定碎石的施工工艺和质量控制。关键词水泥稳定碎石基层施工工艺 质量控制1前言随着我国公路事业的发展和公路技术等级的不断提高，水泥稳定碎石已成为高等级公路基层的 常用材料并得到广泛应用。为了更好的对水泥稳定碎石加以控制以使其发挥最佳性能，还需要更好 的进行研究和探讨，以避免因质量问题对路面产生的危害。本文从现场施工工艺和质量控制两个方 面，对如何控制水泥稳定碎石的施工质量问题进行重点阐述。2工程概况河南

2、省叶集至信阳高速公路第7合同段为线路加宽工程（左线已经投入使用），起讫里程为K88+880K107+100,全长为18.220Km。整个基层设计为 52cm水泥稳定碎石，其中底基层厚18cm,基层厚34cm,详见下图：3 d u r厚水泥稳定碎石基层上! L门厚水泥稳定碎石底基层水泥稳定碎石基层横断面图（单位：cm）3施工工艺3.1 施工前的准备工作3.1.1 原材料及配合比设计3.1.1.1 原材料采购首先必须把好材料来源，其次对所进每批材料都必须按规范要求的检测频率进行自检，自检合 格后报监理组、业主抽检，经三方检测合格后才组织上料，同时留样备查。材料入库后，必须严格 管理料场，做到材料整

3、洁无污染，对石料必须进行隔仓处理，插牌明示，细集料采取必要的覆盖措 施，采取加盖防水彩条布及防雨棚的办法。采用P032.5早强缓凝水泥，水泥各龄期强度、安定性等满足相应指标要求：要求水泥初凝时间3小时以上、终凝时间不小于 6小时，3d抗压强度不小于 18Mpa(2)碎石水泥稳定碎石混合料中碎石压碎值不大于28%,针片状含量不大于 15%,集料中小于0.6 mm的颗粒必须做液限和塑性指数试验，要求液限小于28%塑性指数V 9。(3)水接用当地自来水或打井取水，并对水质进行化验，满足施工要求。3.1.1.2 配合比组成设计(1)取施工现场使用的集料，分别进行筛分。按颗粒组成进行计算，确定各种集料的

4、组成比例， 同时要求4.75mnr 0.075mm的通过量接近级配范围的中值。水泥稳碎石混合料中集料的颗粒组成通过下列筛孔(mrm的重量百分率(%级配31.526.5199.54.752.360.60.075范围10090-10072-8947-6729-4917-358-220-7(2)取施工现场使用的水泥，按不同水泥剂量分组成试验。一般水泥剂量按4% 5% 6% 7%四种比例进行试验(水泥：集料=4:100、5:100、6:100、7:100)。制备不同比例的混合料，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)为减少基层裂缝，做到三个限制：在满足设计强度的基础上限制水泥用量；

5、 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大于 5.5%、集料级配中0.075mm以下颗粒含量不大于 4%含水量不超过最佳含水量的1%(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98%)。制备混合料试件，在标准条件养护6天，浸水一天后取出，做无侧限抗压强度。(5)水泥稳定碎石 7天浸水无侧限抗压强度代表值满足R> 3.5MPa。(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，经批准，以指导施工。经施工单位、监理组、项目办三家试验，最终确定现场施工的最佳

6、配合比。3.1.2 基层摊铺前的准备3.1.2.1 路面现场准备（1）外形检查，检查底基层高程、中线偏位、宽度、横坡度和平整度。（2）底基层应进行压实度检查，凡不符合要求的路段，重新分别采用碾压、填换等方法处理，达到规定要求。（3）清除底基层表面的浮土、杂物等，并将底基层表面洒水湿润。3.1.2.2 测量准备提前做好路面中桩、原地面测量，宽度放样，宽度必须满足设计要求，为确保边缘部分压实度，两边支立枕木，确保支撑牢固。按松铺系数架设好钢丝绳，松铺系数测定时采用相对坐标测量的方法，即仪器架立不动，分别测量原地面、碾压前、碾压后的相对标高，松铺系数计算如下：松铺系数=（碾压前的相对标高-原地面的相

7、对标高）/ （碾压后的相对标高-原地面的相对标高）根据试验段（K102+210K102+300段）确定松铺系数，详见下表：试验段松铺系数检测表里程右（1.2m 处）地面标高松铺后标高压实后标高设计压实标高松铺厚度压实厚度松铺系数K102+21062.52462.75062.70162.7000.2260.1771.28K102+22062.53062.76662.71262.7090.2360.1821.30K102+23062.53762.77062.71462.7160.2330.1771.32K102+24062.54462.77562.72362.7250.2310.1791.29K1

8、02+25062.55062.78662.72762.7300.2360.1771.33K102+26062.55662.79062.73662.7350.2340.1801.30K102+27062.56462.79762.74162.7430.2330.1771.32K102+28062.57162.81062.75162.7520.2390.1801.33K102+29062.57862.81462.76162.7600.2360.1831.29K102+30062.58562.82062.77062.7720.2350.1851.27取有效碾压厚度值的松铺系数平均值（1.30）作为松铺

9、系数，大面积摊铺时再进一步测量。为确保摊铺厚度，施工时高程采用架设钢丝绳控制。开始摊铺前的前一天进行测量放样，摊铺机宽度与传感器间距，间距为 10米，做好标记，并打好导向控制线的钢丝拉力应不小于800N。3.1.3 人员、设备的配备和拌和楼的试拌3.1.3.1 人员配备根据本合同段工期要求，本段施工计划每天完成单幅800m施工任务。计划摊铺机司机 2人，汽车司机30人，领工员1人，测量员2人，试验员4人，清扫路面20人，负责土工布、养生等12人,指挥车辆2人，压路机司机8人，装载机司机8人，合计89人。3.1.3.2 机械设备配备主要机械设备见下表主要机械设备表设备名称规格、型号功率(吨、kw

10、)数量自卸汽车东风15t30振动压路机YZ18JC18t2光轮压路机3Y18/2118-21t2洒水车东风8t4摊铺机WTU125161kw1水泥稳定碎石拌和站WCB500127kw2装载机ZL5043.1.3.3 拌和楼的试拌通过试拌检查其运作是否正常，特别是对各材料用量控制是否准确。3.2 水泥稳定碎石施工工艺施工工艺详见“施工工艺框图”。施工工艺框图3.2.1 水稳碎石拌制(1)结合施工工期和投入的机械设备，拟选用 2台WCB500水泥稳定碎石拌和站，每台每小时 产量500T,实际出料在350T400T之间，配5个进料斗，料斗口安装钢筋网盖，筛除超出粒径规 格的集料及杂物。(2)所有料斗

11、、水箱、罐仓都装配高精度电子动态计算器，并经计量部门标定。43） 按业主、 监理批复配合比进行生产，同时对混合料进行筛分检验级配及做好水泥剂量滴定、含水量、强度等试验。3.2.2 水泥稳碎石的运输（ 1）装料：装料根据放料人员的提示，按前、中、后三次作业的方法进行，不得太满外溢，车内混合料必须在初凝时间内运到工地。（ 2）采用载重15t 自卸汽车运输，运输过程中为了防止水分蒸发，采取用彩条布覆盖。根据拌和能力和运距采用30 台自卸车运输，确保连续不间断施工。（ 3）控制车辆卸料位置在摊铺机前30cm 处停住，卸料时挂空挡，注意不要撞击摊铺机，不要把料卸在摊铺机外面。3.2.3 水泥稳碎石的摊铺

12、摊铺采用徐州工程机械股份有限公司生产的WTU125设备功率161KW摊铺宽度为3.012.5 m）在摊铺机的外侧每10m,设置一高程桩，挂上钢丝，引导摊铺机控制高程；松铺厚度为 23.4cm,和 22.1 cm （现场实验确定松铺系数1.30,基层分两次摊铺，每次摊铺压实厚度为17cm）,根据设计高度加上松铺厚度作为钢丝高程。摊铺中螺旋布料器应均衡地向两侧供料，螺旋布料器的料置以略 高于螺旋布料器2/3 为度，使熨平板挡板前混合料在全宽范围内保持一致，避免摊铺层出现离析现象，设专人检查铺筑厚度及平整度，发现局部离析、拖痕及其它问题应及时处理；摊铺中途不得随意变速或停机，摊铺速度控制在1.25m

13、/min范围内。3.2.4 水泥稳碎石的碾压配备2台型号为3Y18/21光轮压路机和2台型号为YZ18JC振动压路机（激振力为330/190kN）。碾压工作及时、紧跟，严格控制作业时间，从加水拌和到碾压成型时间间隔不能超过2 小时，避免顶部混合料水分散发过快而变松散。碾压按由低到高，先轻后重，先静压后振压的原则进行。直线段，由两侧向中心碾压；超高段由内侧向外侧碾压。每道碾压与上道碾压相重叠1/2 轮宽， 使每层整个厚度和宽度均匀地压实到98%以上。压实后用光轮压路机赶光、收面，表面无轮迹、隆起，断面正确，坡度符合要求。碾压遍数为7遍，具体工艺为：YZ18JC振动压路机静压一遍；YZ18JC振动

14、压路机车5振一遍；YZ18JC 振动压路机重振两遍；YZ18JC振动压路机轻振一遍；3Y18/21光轮压路机碾压两遍。碾压过程中压路机不能在工作面上调头。碾压结束后，碾压表面达到平整密实，无轮迹裂纹、搓板起皮、松散、反弹现象。人工把末端含水量合适的混合料处理整齐，紧靠混合料放两根18X 18cm方木，整平紧靠方木的混合料，方木的另一端用碎石回填约3m长，高度高出方木 5cm,然后将混合料碾压密实。在重新摊铺混合料前将碎石和方木除去，下承面清扫干净。用水泥浆湿润接头，铺上水稳碎石后压路机横向碾压，使接缝平整度达到要求。3.2.6 养生和交通管制每一段的水稳碎石碾压完毕，并经过压实度、标高检查合格

15、后，即可进入养生阶段，采用用湿润的土工布进行覆盖，覆盖2 小时后，用洒水车洒水，洒水车的喷头用喷雾式，每天洒水次数视气候而定，整个养生期间始终保持水泥稳定碎石层表面湿润。在7 天内应保持基层处于湿润状态，28天内正常养护，在养护期间封闭交通。7 天后进行钻孔取芯试验。4 施工质量控制中的几个关键问题。4.1 现场混合料配比的控制在已摊铺而尚未碾压的水泥稳定碎石混合料中随机抽样检测混合料的配比，水泥与集料的含量以及集料中的级配（尤其小于5mm勺细料含量），将混合料内的水泥洗去，再检测集料的级配，既费工，又欠精确。我们则采用的室内标准配比的水泥碎石混合料烘干所做的筛分试验结果，作为施工现场检查混合

16、料配比与集料级配的依据，以方便检查。4.2 控制裂缝的产生水泥稳定碎石基层的裂缝有两类: 一类是强度不足引起的裂缝，与结构设计和施工质量有关。只要搞好结构设计和加强质量管理，这类裂缝是可以清除的。另一类是收缩裂缝，因为水泥稳定碎石是一种快凝的胶凝材料，和其它胶凝材料一样也有收缩的性质，主要是干缩和冷缩。当发生收缩时，如受到底层或者其它因素限制，就有出现收缩裂缝的可能。故解决此裂缝问题，要先了解影响收缩的原因。水泥稳定碎石混合料的干缩是由水分的散失引起的，失水越多，收缩愈大。这是因为混合料水分蒸发时毛细孔内水面下降，弯月面的曲率变大，在表面张力作用下水的内部压力比外部压力小，随着毛细孔水的不断蒸

17、发，毛细孔中负压逐渐增大，产生收缩力使混合料收缩。干缩另一个原因是水化物层间水的脱出，水化硅酸钙的层间水分子具有吸水膨胀和脱水收缩的特征。影响混合料干缩性质因素有骨料数量、含水量和密实度等。温度下降会使混合料产生温度收缩，但在负温阶段时，由于水结冰后在结构中产生膨胀压力，结构有膨胀的趋势，而负温下材料本身又要产生收缩。由此可见，负温阶段混合料结构产生了膨胀与收缩两种相反的作用。而工程实践中发现，负温阶段均表现为冷缩而无膨胀现象，这可能是由于冷冻的体积膨胀，尚不足以抵消温度下降而引起的冷缩及结构抗拉强度大于膨胀压力的原因。从上面分析，导致裂缝出现的外因如下序号外因1施工含水量过大。收缩裂缝的发生

18、与发展和含水量有密切关系，含水量大则干缩和冷缩都大，因而施工中必须严格控制含水量。2压实度不够，结构中存在大孔隙的结构才有可能产生较大的收缩孔隙，也是水分的藏身之处。3施工期间重车行驶的影响。在混合料结晶结构形成后，车轮作用使结构破坏产生细微裂缝，收缩裂缝就有可能在这些地方出现。4刚度增长的影响。混合料基层的刚度随龄期的增大而增大，变形能力减少，容易因收缩而开裂，故混合料的刚度不宜过大。为了减少干缩裂缝，除了上面提出的控制好施工含水量，保证基层密实度以外，应采取如下几点措施：序号采取措施1增加混合料的粉末含量，可减少干缩；2适当减少混合料中二灰含量，以减低其刚度；3预设收缩缝，使裂缝有规律，也易于养护；4在施工中，应及时铺筑面层，可防止水分蒸发，避免表层失水过多而开裂；5选用石粉材料时，石粉的塑性指数不宜过高，材料拌和要均匀。4.3 混合料含水量的控制混合料的含水量控制。厂拌混合料现场，每天由后场专职试验人员在早上、中午、下午分别测定各种集料白含水量，根据施工配合比设计的最佳含水量指标，