高速公路水泥稳定碎石基层配合比设计及质量控制李航仲

高速公路水泥稳定碎石基层配合比设计及质量控制李航仲

李航仲

中铁十九局集团第一工程有限公司辽宁辽阳111000

摘要：水泥稳定碎石因其高强度、良好的板体性、水稳定性、低廉的造价等优点被广泛应用于我国高等级公路建设之中。但是由于该材料对温度和湿度变化较为敏感，所以当温度湿度发生变化时容易产生收缩裂缝，从而引起沥青路面反射裂缝的产生，降低路面使用性能，破坏路面结构整体的水稳定性，加大路面养护资金投入。以某高速公路工程建设为依托，通过对水泥稳定碎石基层裂缝的成因进行分析，从材料选择与级配优化设计着手，降低收缩裂缝的产生；通过严密的施工组织，合理的施工方式减小实际施工与规范规定施工方法的工艺偏差，提高基层的质量。

关键词：高速公路；水泥稳定碎石；基层配合比设计；质量控制

导言：由于交通荷载的日益增大，路面结构对底基层的施工质量提出了更高的要求，同时大量的工程实践证明，底基层的施工质量是影响路面使用性能和耐久性能的关键因素之一。因此，深入研究水泥稳定碎石底基层施工变异性，提出切实可行的减小施工变异性的措施，总结施工工艺及质量控制方法，对于提高工程质量、延长路面的使用寿命有十分重要的意义。

1概述

水泥稳定碎石是我国高速公路上广泛应用的材料，具有强度高、板材性能好、水稳定性好、价格低廉等特点。材料易受温度、湿度的影响，但当温度、湿度变化时，材料易出现收缩裂缝现象，使其在公路沥青路面出现裂缝，影响其性能。水泥稳定碎石的使用性能主要取决于其结构特性、混合料中结合料比例、基层混合料含水量等。水泥稳定碎石的结构类型有3种，即：骨架密实型、骨架空隙性、悬浮密实型。从材料收缩性能考虑：相对于其他两种结构，骨架密实结构粗细集料搭配合理、结构稳定，集料间存在较大的内摩阻力和粘聚力，导致在同样力学强度要求下，具有更好的收缩性。因此研究基于骨架密实结构的水泥稳定碎石配合比，并对其施工质量进行控制具有极强的实用价值。国际上关于水泥稳定碎石配合比研究，通常采用静压模式，但这种配比研究模式干缩、温缩性能差，强度低，难以满足公路建设需求。振动法配合比模式，通过振动压实仪确定最大干密度，并基于振动压实仪成型试件，模拟现场压实情况。该模式具有较大的最大干密度和强度，具有较大的水泥含量和干缩性，满足公路需求。本文以某高速公路为基础，利用振动实验研究水泥稳定碎石配合比，并利用振动击实法确定最佳含水量和最大干密度。同时结合实验，分析该材料的无侧限抗压强度及干缩特性、温缩特性，以此作为水泥稳定碎石施工质量控制的研究基础。

2水泥稳定碎石基层施工技术分析

2.1混合料的运输

由于夏季气温较高、水分极易蒸发，因而拌和好的混合料应在45min内快速运输到施工现场，且采取有效的覆盖措施，这样才能使混合料水分损失得到有效减小。而在装料过程中，应选用3次装料法，以便有效避免混合料离析现象的发生，然后在出料口中应设置导向板，以便使混合料能够顺利滑向车厢中。

2.2混合料拌和厂的管理

确定水泥稳定碎石混合料配合比后进行混合料的搅拌，混合料拌和厂的主要任务就是要配置出合格的混合料，混合料拌和厂必须要做好混合料配置管理工作，这是非常重要的[6]。

2.2.1每天在开始施工之前均应筛分混合料，对混合料级配比和目标配合比之间的匹配程度进行检查。

2.2.2在生产施工中应对水泥剂量进行严格控制。其中，水泥剂量应为设计剂量的1.02倍。另外，应提高测试力度，以便及时发现混合料中是否出现异常现象。如离析、灰团等。

2.2.3在对混合料进行拌和时，应严格控制含水量。其中，应取最佳含水量的1.05～1.01倍，以有效补偿施工期间减少的水分损失。同时，还应根据客观条件的变化，适当对含水量进行调整。如集料的运输距离、温度等。

2.2.4硬化集料的堆放场地必须要确保能够通畅排水。不同的骨料桩之间应设置适当的隔离墙，使不同的骨料能够有序地放置，而不会因混合堆积而产生任何的骨料变化。集料堆放高度不应高出4m，这样才能有效避免发生离析现象；为避免因粗料滚落而发生离析现象，装载机在装料时应严格根据规定要求，铲装时应从料堆底部开始进行；应用高隔板将料仓隔离，以防止材料出现混杂现象。

2.3混合料的摊铺

为避免纵向接缝的出现，施工时应安排2台摊铺机共同进行摊铺和碾压。为确保摊铺机受料斗中一直存有一定的混合料，在混合料摊铺过程中，应开大后料斗后端闸门，将实际情况作为依据，对螺旋分料器转动速度进行有效变化，这样才能使摊铺机在工作过程中一直保持稳定、连续。施工单位应派专业人员来对摊铺机进行检查，在检查过程中，如果发现混合料离析现象时，应将其进行铲除，选取新拌和好的混合料进行填补。为提高铺筑上层和下层之间黏结性，在铺筑上层之前，应在下承层表面铺洒少量水泥浆。

2.4混合料的压实

在压实混合料时，碾压最大长度为30m，碾压延迟时间控制在2h以内。混合料碾压原则为由内及外、先边上后中间、先轻后重。在道路全宽范围中，应先选用钢轮压路机进行初压，然后选用露台压路机、振动压路机进行复压，最后进行终压。在整个压实过程中，混合料碾压速度应控制在2～6km/h，同时应严格控制混合料的含水量，如果混合料表面水分损失较多，应及时进行补洒，如果出现起皮现象、弹簧问题等，应将此处的混合料翻开，更换新的混合料进行压实。

3施工质量控制

与传统的公路基本建设技术规范中集材料级配、骨架密度类型相比，粗骨料用量的基础上水泥稳定碎石相对较大，和细骨料的用量相对较少，因此形成了一个骨架密度结构，达到提高性能的目的水泥稳定碎石基础裂纹和提高道路的性能。在混凝土稳定碎石基层的施工中，对骨料离析的控制尤为严格，因为严重的偏析会降低混合料的性能。。因此，为了保证水泥混合料能形成骨架密实结构，在施工过程中通过以下几个方面严格进行控制以保证质量稳定。高等级公路水泥稳定碎石基层施工均采用厂拌法拌合混合料，本次试验段施工采用的是WCB500型水稳拌合站，拌合时间过长或过短都容易使混合料产生离析，因此拌合过程中严格控制混合料拌合时间。完成拌合后，在混合料从拌合站通过皮带运送到泄料仓的过程中，传送带的夹角不宜过大，避免大料滚动发生离析。在卸料过程中避免出料口与车厢的高度过高，拌和机出料一定要配备带活门漏斗的料仓，由料斗出料直接装车运输，装车时自卸车应来回挪动车位，分3至6次装料，以尽量减小离析，卸料落差不应大于2m。

在摊铺过程中尽量减小摊铺机施工的宽度来减少混合料离析的产生，试验段采用中联DTU95D双机摊铺，避免分料过程中摊铺宽度过大而会造成的粗集料被拨向两侧并与细料分离，使得压实后基层两侧由于粗集料增加导致空隙率变大。水泥稳定碎石的摊铺过程中，摊铺机能否连续、稳定地摊铺也是影响混合料离析的因素之一，为达到连续稳定摊铺的目的，首先应使拌和设备的拌料能力、运输能力与摊铺机的摊铺速度相互协调，保证混合料的供应充足，避免摊铺机等料的现象出现。自卸汽车向摊铺机卸料的过程中车箱升起速度过慢，造成粗集料滚落也有可能造成混合料离析。因此，自卸车摊铺机受料斗卸料时，在确保车体稳定情况下，须将车箱大角度、快速升起，使物料整体向后滑下，以减少粗料向外侧滚动、堆积。

结束语

在施工过程中应考虑到水泥稳定碎石混合料的基础，考虑多种因素，采取有效的控制措施，合理设计配合比，从而有效提高水泥稳定碎石基层施工质量，提高施工效果。本工程施工结束后，所获得的施工效果比较好，水泥稳定基层并未出现较多的裂缝，因而对其他工程具有一定的施工参考价值。

参考文献：

[1]谢印艳.水稳碎石基层在公路施工中的控制要点分析[J].硅谷，2017（24）：126.

[2]吴太芬.浅谈水稳碎石基层的施工工艺[J].黑龙江交通科技，2018（3）：34.

[3]刘春晖.浅谈水稳碎石基层材料的质量控制[J].科技资讯，2018（22）：65.