论文部分内容阅读
【摘 要】 在水泥稳定碎石基层整个施工过程进行严格的质量控制管理，水泥的缓凝时间对水泥稳定碎石基层的影响较大，尤其对压实度和平整度影响较为明显，同时其强度的形成与材料的级配、配合比、养护密切相关，因此在施工中要控制好混合料的配合比设计、拌和、摊铺、碾压和养护。本文探讨了市政道路工程水泥稳定碎石施工技术。
【关键词】 市政道路;水泥稳定碎石;施工;技术
水泥稳定碎石作为半刚性材料，其作为路面基层和底基层具有良好的力学性能和整体性、稳定性（水稳定性和温度稳定性）、耐久性和抗冻性、承载力高及与面层结合好的技术特点，且料源广泛，可就地取材。便于原材料和混合料的加工，易于机械摊铺操作，是目前我国公路工程中应用十分广泛的一种基层结构形式，被广泛应用于市政道路工程中。
一、水泥级配碎石强度形成原理
1、嵌挤作用
由于水泥稳定级配碎石应具有一定的颗粒组成，按颗粒大小进行排列组合，按小颗粒填补大颗粒空隙，一级填补一级的原则进行设计。因此，它在外力（碾压）的作用下，使矿石能紧密地嵌挤在一起，依靠颗粒之间的嵌挤和摩阻作用而形成内摩阻力，使其具有一定的强度和稳定性。
2、水泥的硬化作用
水泥矿物质与水发生强烈的水解和水化反应，同时又从溶液当中分解出Ca（OH）2，并形成其他水化物。水泥的各种水化物生成后，有的自行硬化，形成水泥石骨架，有的则与碎石中的其他矿物质发生硬凝反应和碳酸化作用，从而增大了水泥稳定级配碎石的强度。
二、水泥稳定碎石在市政道路基层施工技术的应用
1、原材料的选取
（1）水泥。水泥是影响水泥稳定碎石质量的关键。由于水泥稳定碎石的成型必须在终凝前完成，而原材料的拌和、运输、摊铺、碾压须有足够的时间，因此，不能用快硬水泥、早强水泥。一般选用缓凝型普通硅酸盐水泥，初凝时间要求在3h以上，终凝时间不少于6h。为了有利于拌合及剂量上的控制，建议采用较低标号的水泥（如32.5级）。
（2）碎石。碎石应为坚硬、强度高、无风化的石灰岩料，其颗粒应具有规定的级配组成。碎石的有机杂质含量应小于2%，其最大粒径不应大于31.5mm，压碎值小于30%。碎石粒径偏大，则粒料间的粘接力不足，受力颗粒极易松散，整体性差;若粒径偏小，基层强度不够，预防温缩、干缩裂缝的能力越弱。级配取用中值范围，且小于0.075mm颗粒不宜大于5%，塑性指数宜小于4。
（3）水。水应清洁不含有害杂质，凡是饮用水（含牲畜饮用水）均可用于水泥稳定碎石的施工。
2、配合比组成设计
混合料组成设计时，应根据施工组织设计确定的施工设备，并以控制施工速度的关键设备如搅拌站的供料情况或摊铺机的摊铺能力，选定初始碾压段长度，一般为40m左右，从第一盘料加水拌和起至碾压完毕止，不超过混合料的初凝时间。在水泥稳定碎石基层混合料的组成设计中考虑水泥从加水拌和起就产生水化反应，而且发现有混合料含水率越低，水化速度越快的特征。并做了混合料延迟时间成型试件强度与密度变化的试验。一般水泥的初凝时间在1h～2h之间，终凝时间一般也在3h左右，为了达到缓凝的目的，掺用WS型外加剂（糖蜜），可以根据施工碾压成型延迟时间进行掺量，可将初凝时间延缓至5h～6h，甚至更长一些时间。
3、混合料的拌和
摊铺用料搅拌前，应检查场内各处集料的含水量，计算当天的配合比，外加水与天然含水量的总和要比最佳含水量略高。实际的水泥剂量可以大于混合料组成设计时确定的水泥剂量约0.5%，但是实际采用的水泥剂量和现场抽检的水泥剂量应小于5.5%。同时在充分估计施工富余强度时要从缩小施工偏差入手，不得以提高水泥用量的方式提高路面基层强度;每天开始搅拌之后，出料时要在拌和机投料运输带上取样检查是否符合设计的配合比，进行正式生产之后，每1h～2h检查一次拌和情况，检验其配比、集料级配、含水量是否变化。高温作业时，早晚与中午的含水量要有区别，要按温度变化及时调整;拌和机出料不允许采取自由跌落式的落地成堆、装载机装料运输的办法。一定要配备带活门漏斗的料仓，由漏斗出料直接装车运输，装料时运输车辆必须前后移动，最少分3次装料，避免混合料离析。
4、混合料的摊铺
基层采用摊铺机进行梯队摊铺，摊铺前对已铺筑的底基层适当洒水湿润。摊铺机摊铺时，通过传感器来控制高程，采取半幅全断面一次摊铺成型的方法，以减少接头并方便施工。摊铺时配置4个工人对松铺层边缘进行修整，并对摊铺机摊铺不到和摊铺不均匀的地方进行人工补料，确保基层的平整度。摊铺时采用2台摊铺机一前一后相隔5～10m同步向前把混合料按松铺厚度、设计宽度和设计横坡均匀摊铺，一起进行碾压，以避免纵向接缝。摊铺过程中兼顾拌和机出料的速度，适当调整摊铺速度，尽量减少停机待料的情况。摊铺机应设专人消除集料离析等现象，铲除任何离析、太湿等不合格的混合料，并在碾压前采用合格的拌和料添补。
5、压实
混合料摊铺后，当混合料的含水量等于或略大于最佳含水量时，应及时根据试验段确定的碾压工艺，用轻型压路机并配合12T以上压路机在结构层全宽内进行碾压。碾压段长度根据试验段确定的长度及气温情况确定，气温高时，水分蒸发快，缩短碾压段长度，反之，可适当延长碾压段长度，一般以40～50m为宜，过短则易造成平整度较差。初压一般采用胶轮压路机或钢轮压路机静（稳）压1～2遍（压实度达到90%）→开始轻振碾压→再重振动碾压（主导压实机械是50T）→复压采用振动压路机弱振碾压2～4遍→最后用胶轮稳（静）压至无轮迹为止。初、终压宜为1.5～1.7km/h，复压宜为2.0～2.5km/h。严禁压路机在已完成或正在碾压的路段上“调头”和急刹车，以免拉动基层，在第一遍初步稳压时，倒车后尽量原路返回，换挡位置应在已压好的段落上，在未碾压的一头换挡倒车位置错开。严格控制施工时间，尽量减少和避免各种原因造成的间断，自拌和至碾压结束原则控制在2h（水泥终凝前及试验确定的延迟时间）以内。
6、养生
水泥稳定碎石的养生是十分重要的一个环节，养生期间的湿度及龄期对水泥稳定碎石的强度影响相当大，在混合料形成初期应进行保湿养生，以保证水泥进行水化反应所需水分。养生期间还应采取封锁交通的处理措施，除洒水车外其它车辆禁止通行，特别严禁重型车辆通行。我们在施工过程中，除采取了封锁交通的措施之外，还专门购进了毛毡进行覆盖养生，这样既保证了混合料初期形成强度所需要的外界条件又保证了其内在的质量。
三、重点控制部位
1、原材料是工程质量的根本，只有使用合格的原材料才能确保路面施工质量，对材料严格进行招投标管理。
2、应该通过试验复核验证，得到较为准确的做大干密度和最佳含水量，更好地控制施工压实度。
3、根据碎石含水量以及不同批次石料级配情况及时调整施工配比。
4、混合料水泥剂量的测定宜在水泥加入后的10min内测定，压实度宜在水泥初凝前进行，此时挖试坑容易，而且此时测得的含水量能反映最佳含水量情况下的压实程度。
5、水泥稳定碎石路面基层一定要坚持做到7d养生，28d正常养护。
总之，水泥稳定碎石基层由于强度和刚度较高，稳定性好，要保证其施工质量须严格控制施工程序，加强养生和交通管制，完善施工工艺，通过试验段，总结并全面指导施工，进一步取得施工经验。
参考文献：
[1]陈琪，陈炳建.公路水泥稳定碎石施工分析[J].中国高新技术企业，2009，（24）.
[2]王宏毅，吴明峰.水泥稳定碎石施工质量控制[J].黑龙江交通科技.2009（11）
【关键词】 市政道路;水泥稳定碎石;施工;技术
水泥稳定碎石作为半刚性材料，其作为路面基层和底基层具有良好的力学性能和整体性、稳定性（水稳定性和温度稳定性）、耐久性和抗冻性、承载力高及与面层结合好的技术特点，且料源广泛，可就地取材。便于原材料和混合料的加工，易于机械摊铺操作，是目前我国公路工程中应用十分广泛的一种基层结构形式，被广泛应用于市政道路工程中。
一、水泥级配碎石强度形成原理
1、嵌挤作用
由于水泥稳定级配碎石应具有一定的颗粒组成，按颗粒大小进行排列组合，按小颗粒填补大颗粒空隙，一级填补一级的原则进行设计。因此，它在外力（碾压）的作用下，使矿石能紧密地嵌挤在一起，依靠颗粒之间的嵌挤和摩阻作用而形成内摩阻力，使其具有一定的强度和稳定性。
2、水泥的硬化作用
水泥矿物质与水发生强烈的水解和水化反应，同时又从溶液当中分解出Ca（OH）2，并形成其他水化物。水泥的各种水化物生成后，有的自行硬化，形成水泥石骨架，有的则与碎石中的其他矿物质发生硬凝反应和碳酸化作用，从而增大了水泥稳定级配碎石的强度。
二、水泥稳定碎石在市政道路基层施工技术的应用
1、原材料的选取
（1）水泥。水泥是影响水泥稳定碎石质量的关键。由于水泥稳定碎石的成型必须在终凝前完成，而原材料的拌和、运输、摊铺、碾压须有足够的时间，因此，不能用快硬水泥、早强水泥。一般选用缓凝型普通硅酸盐水泥，初凝时间要求在3h以上，终凝时间不少于6h。为了有利于拌合及剂量上的控制，建议采用较低标号的水泥（如32.5级）。
（2）碎石。碎石应为坚硬、强度高、无风化的石灰岩料，其颗粒应具有规定的级配组成。碎石的有机杂质含量应小于2%，其最大粒径不应大于31.5mm，压碎值小于30%。碎石粒径偏大，则粒料间的粘接力不足，受力颗粒极易松散，整体性差;若粒径偏小，基层强度不够，预防温缩、干缩裂缝的能力越弱。级配取用中值范围，且小于0.075mm颗粒不宜大于5%，塑性指数宜小于4。
（3）水。水应清洁不含有害杂质，凡是饮用水（含牲畜饮用水）均可用于水泥稳定碎石的施工。
2、配合比组成设计
混合料组成设计时，应根据施工组织设计确定的施工设备，并以控制施工速度的关键设备如搅拌站的供料情况或摊铺机的摊铺能力，选定初始碾压段长度，一般为40m左右，从第一盘料加水拌和起至碾压完毕止，不超过混合料的初凝时间。在水泥稳定碎石基层混合料的组成设计中考虑水泥从加水拌和起就产生水化反应，而且发现有混合料含水率越低，水化速度越快的特征。并做了混合料延迟时间成型试件强度与密度变化的试验。一般水泥的初凝时间在1h～2h之间，终凝时间一般也在3h左右，为了达到缓凝的目的，掺用WS型外加剂（糖蜜），可以根据施工碾压成型延迟时间进行掺量，可将初凝时间延缓至5h～6h，甚至更长一些时间。
3、混合料的拌和
摊铺用料搅拌前，应检查场内各处集料的含水量，计算当天的配合比，外加水与天然含水量的总和要比最佳含水量略高。实际的水泥剂量可以大于混合料组成设计时确定的水泥剂量约0.5%，但是实际采用的水泥剂量和现场抽检的水泥剂量应小于5.5%。同时在充分估计施工富余强度时要从缩小施工偏差入手，不得以提高水泥用量的方式提高路面基层强度;每天开始搅拌之后，出料时要在拌和机投料运输带上取样检查是否符合设计的配合比，进行正式生产之后，每1h～2h检查一次拌和情况，检验其配比、集料级配、含水量是否变化。高温作业时，早晚与中午的含水量要有区别，要按温度变化及时调整;拌和机出料不允许采取自由跌落式的落地成堆、装载机装料运输的办法。一定要配备带活门漏斗的料仓，由漏斗出料直接装车运输，装料时运输车辆必须前后移动，最少分3次装料，避免混合料离析。
4、混合料的摊铺
基层采用摊铺机进行梯队摊铺，摊铺前对已铺筑的底基层适当洒水湿润。摊铺机摊铺时，通过传感器来控制高程，采取半幅全断面一次摊铺成型的方法，以减少接头并方便施工。摊铺时配置4个工人对松铺层边缘进行修整，并对摊铺机摊铺不到和摊铺不均匀的地方进行人工补料，确保基层的平整度。摊铺时采用2台摊铺机一前一后相隔5～10m同步向前把混合料按松铺厚度、设计宽度和设计横坡均匀摊铺，一起进行碾压，以避免纵向接缝。摊铺过程中兼顾拌和机出料的速度，适当调整摊铺速度，尽量减少停机待料的情况。摊铺机应设专人消除集料离析等现象，铲除任何离析、太湿等不合格的混合料，并在碾压前采用合格的拌和料添补。
5、压实
混合料摊铺后，当混合料的含水量等于或略大于最佳含水量时，应及时根据试验段确定的碾压工艺，用轻型压路机并配合12T以上压路机在结构层全宽内进行碾压。碾压段长度根据试验段确定的长度及气温情况确定，气温高时，水分蒸发快，缩短碾压段长度，反之，可适当延长碾压段长度，一般以40～50m为宜，过短则易造成平整度较差。初压一般采用胶轮压路机或钢轮压路机静（稳）压1～2遍（压实度达到90%）→开始轻振碾压→再重振动碾压（主导压实机械是50T）→复压采用振动压路机弱振碾压2～4遍→最后用胶轮稳（静）压至无轮迹为止。初、终压宜为1.5～1.7km/h，复压宜为2.0～2.5km/h。严禁压路机在已完成或正在碾压的路段上“调头”和急刹车，以免拉动基层，在第一遍初步稳压时，倒车后尽量原路返回，换挡位置应在已压好的段落上，在未碾压的一头换挡倒车位置错开。严格控制施工时间，尽量减少和避免各种原因造成的间断，自拌和至碾压结束原则控制在2h（水泥终凝前及试验确定的延迟时间）以内。
6、养生
水泥稳定碎石的养生是十分重要的一个环节，养生期间的湿度及龄期对水泥稳定碎石的强度影响相当大，在混合料形成初期应进行保湿养生，以保证水泥进行水化反应所需水分。养生期间还应采取封锁交通的处理措施，除洒水车外其它车辆禁止通行，特别严禁重型车辆通行。我们在施工过程中，除采取了封锁交通的措施之外，还专门购进了毛毡进行覆盖养生，这样既保证了混合料初期形成强度所需要的外界条件又保证了其内在的质量。
三、重点控制部位
1、原材料是工程质量的根本，只有使用合格的原材料才能确保路面施工质量，对材料严格进行招投标管理。
2、应该通过试验复核验证，得到较为准确的做大干密度和最佳含水量，更好地控制施工压实度。
3、根据碎石含水量以及不同批次石料级配情况及时调整施工配比。
4、混合料水泥剂量的测定宜在水泥加入后的10min内测定，压实度宜在水泥初凝前进行，此时挖试坑容易，而且此时测得的含水量能反映最佳含水量情况下的压实程度。
5、水泥稳定碎石路面基层一定要坚持做到7d养生，28d正常养护。
总之，水泥稳定碎石基层由于强度和刚度较高，稳定性好，要保证其施工质量须严格控制施工程序，加强养生和交通管制，完善施工工艺，通过试验段，总结并全面指导施工，进一步取得施工经验。
参考文献：
[1]陈琪，陈炳建.公路水泥稳定碎石施工分析[J].中国高新技术企业，2009，（24）.
[2]王宏毅，吴明峰.水泥稳定碎石施工质量控制[J].黑龙江交通科技.2009（11）