浅谈水泥稳定碎石基层施工的质量控制与管理
苏网才
（江苏金堰交通工程有限公司，江苏 泰州 225500）
【摘要】随着我国公路事业的高速发展，水泥稳定碎石基层在道路施工中得到了迅速的推广应用，同时也暴露出许多质量问题。如强度不足、局部松散破碎、干缩裂缝等问题严重影响了公路的使用寿命。结合工程实践，从原材料、配合比设计、施工工艺及施工过程控制等方面，对水稳基层的质量管理进行了探讨。
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关键词 水稳基层；施工；质量控制
水泥稳定碎石作为半刚性材料，以其整体性强、承载力高、刚度大、水稳性好等特点在公路路面基层施工中被广泛应用。为了保证水泥稳定碎石路面基层满足设计和使用要求，除结构设计合理、路基强度满足要求外，重点是水泥稳定碎石路面基层的原材料选择、混合料组成设计和施工质量控制。
1原材料
水泥稳定基层这种结构对原材料要求较严，严把材料质量关是保证工程质量的基础和重要环节。水泥稳定碎石路面基层的原材料主要有水泥、粗集料、细集料、矿粉。为了把好原材料质量关，应加强对各类原材料的料源进行提前确定和检查，在使用过程中按规定频率抽样检验，不合格的材料不能用于工程中，并应及时清除出场。
1.1水泥
水稳碎石基层对原材料的要求较高，水泥作为唯一的一种稳定剂，其质量尤为重要。
1）由于2008年6月份水泥新规范取消了P.O32.5水泥标号，现在我们施工时一般采用P.O42.5或P.C32.5。
2）凝结时间：为保证水稳碎石混合料有足够的时间来运输，摊铺及碾压，要求选用初凝时间大于3小时，终凝时间大于6小时的水泥，尽量使用缓凝水泥。
3）水泥在入罐前必须确认在出炉7d以后，安定性符合规范及设计要求。水泥进场后，应分批及时抽检。
4）3d抗压强度宜大于18MPa。
1.2集料
1）取样：材料取样的代表性非常重要，因为在不同的条件下，集料都有可能离析，直接关系到所取样品的代表性。
通过皮带运输机的材料，如采石场的生产线、无机结合料稳定集料、级配碎石混合料等，都应从皮带上采集样品。取样可在皮带运输机骤停的状态下取其中一截的全部试样，或在皮带运输机的端部连续接一定时间的料得到，将间隔3次以上取的试样组成一组试样。
而我们做配合比前到矿上取原材料，很难满足这种情况，大多情况下只能在料堆上取到样，取样时应在料堆上、中、下、里、外不同位置多取些样。
皮带上取料可在拌和楼调试时使用，注意每次要等距取样。
对于取来的料拌和均匀铺在平板上，自然状态下十字交叉分成 四份差不多的，取其对角，过多则继续以四分取料直到试验需要的重量。
2）水洗筛分：水稳用集料要求进行水洗筛分，筛分后其总质量与筛分前质量差值不得超过0.3%。否则应重新试验。
筛分应进行平等试验，其结果P0.075的差值超过1%，应重新试验。需要注意的通过0.075mm料的含量并不都是粉尘含量，还包括一部分比0.075mm小的细集料，要想将小于0.075mm的矿粉、细砂与含泥量加以区分，则需通过砂当量试验，现在沥青砼用细集料有砂当量要求。
规范规定水稳基层级配碎石的最大粒径不宜大于31.5mm。粒径过大对拌和站、摊铺机的损害性越大，且混合料易离析。集料混合料级配应满足《基层施工技术规范》所列3号级配范围（注意0.075mm筛孔通过率要求0~7%）。
3）针、片状颗粒含量：应采用游标卡尺法。在结果处理时需要注意，一般采用2次结果平均值为试验结果。但若两次差值大于或等于20%时，应当追加测定一次，结果取3次平均值。
4）压碎值：集料应先过9.5~13.2mm的筛，然后用金属筒标定，标定所得到的集料质量作为3次试验用料，也就是说3次试验用料是一样的。水稳用集料压碎值应不大于30%。
1.3后场材料控制
1）相对于沥青面层的料源来讲，基层的料源由于规模相对偏小，机械化程度不高，因而造成石料加工质量普通不够稳定。尽量选用规模较大、料源稳定的矿，最好能定料源（山场）、定破碎机筛孔尺寸，以保证原材料的稳定性。
2）料场的材料员应加强对每批进场原材料的控制。对肉眼可观测发现的材料异常情况：如明显超尺寸、性能不符合（风化石等）、含泥量严重超标、含大量泥块、石粉的应严格控制、拒收。
3）料场应用彩条布对石粉等细集料进行覆盖。即使每盘拌和料都测含水量来调整拌和用水，雨后施工的混合料含水量也很难准确控制，因为石粉堆的上部和下部含水量偏差较大。而且细集料含水量太高的话，施工时易卡在料仓中，无法下来，会造成断料，灰剂量也无法控制。
4）不同品牌的水泥应分类放置，不能混用，因为同标号不同品种水泥，灰剂量曲线可能相差很大。
2配合比设计
配料准确是保证水泥稳定碎石内在质量的关键环节，其基本前提是原材料质量合格。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。基层混合料的级配直接影响到混合料的密实度及强度，混合料的配合比设计是质量控制过程中最关键的一环。
2.1标准击实试验
水泥试样加水拌和后应在1小时内完成试验，超过1小时应予作废。
分层击实，最后一层击实后，试样超出试筒顶的高度不得大于6mm。
2.2无侧限试验
同击实试验一样，拌和均匀的加水泥的混合料应在1小时内完成，超过1小时应该作废。
在脱模后试件高度往往过大，可以制作若干个厚度为0.1mm左右，直径略小于150mm的薄铁皮。根据试验要求垫上一片或几片铁片，直至达到150mm。
脱模称量后应用塑料薄膜包复并立即放入养护室养护，温度（25±2）℃，养护6天后称量损耗不得超过10g。
2.3无侧限抗压强度
1）用压力机成型试件时一定要对中均匀加压，待上下压柱都压入试模后，维持压力1min。
2）试件数量宜比规定值多1~2个，防止养生过程中个别试件发生意外，不能测定，导致试件数量不足，偏差系数变大。
3）在制作无侧限试件时，由于个人装料的手法不同，会导致强度值偏差系数比较大，而影响强度代表值。
4）试模经常用游标卡尺测量，注意是否有上下直径大小不同或中间起鼓（过压时造成）或试件周壁“起毛”现象，必要时更换。
5）试件7d无侧限抗压强度按规范要求，应采用应力环或电动路强仪。
3准备下承层
在基层摊铺前，准备下承层非常重要。采用压路机进行碾压检验。发现软弱层应及时换填处理。对表面松散的部分，应针对现场情况采用撒水翻拌或者换填方式来处理。务必保证下承层具有足够的密实度及强度。否则，因下承层强度不足，基层极易产生裂缝。最终会反映到沥青砼面层，影响沥青砼面层的使用寿命。
4试拌试铺
通过试拌、试铺（做试验段）来验证水泥稳定碎石的配合比和最大干密度，确定最优的施工方案和松铺系数、含水量等参数的控制方法，确定合适的作业段长度、摊铺速度、合理的压实组合和方法等。
5混合料的拌和
在水泥稳定碎石混合料拌和过程中，均匀性是影响水泥稳定碎石结构强度的关键因素。基层水泥稳定碎石必须采用集中厂拌混合料，混合料的拌制可从以下方面控制：
5.1厂拌设备的选择
拌和设备的性能决定了混合料的配料精度和均匀性，应选用带有电子计量装置的高性能稳定土拌和机，以保证混合料的级配符合配合比要求，保证拌和料的稳定性。
5.2水泥剂量控制
水泥的用量对水泥稳定层质量起着关键作用，剂量太小，不能确保水泥稳定碎石施工质量，而剂量太大，既不经济、还会使基层的裂缝增多、增宽，从而引起面层相对应的反射裂缝。考虑施工时各种损耗，工地实际采用的水泥剂量应比室内试验确定的剂量增加0~0.5%，以确保水泥稳定基层的质量，但应控制不超过6%，以减少混合料的收缩性。
5.3含水量控制
根据路面基层施工技术规范及国内外施工经验，一般情况下拌和含水量应比最佳含水量略高0.5%~1%，若气温较高或距离较长时应高1%~2%，以弥补混合料运输、摊铺和碾压过程中水分的损失。含水量过大，既会出现“弹软”、“波浪”等现象，影响混合料可能达到的密度和强度，也会增加混合料的干缩性，使结构层容易产生干缩裂缝。含水量过小，混合料易松散，不容易碾压成型，也会影响混合料的密度和强度。施工过程中要根据气温情况及运输距离及时调整含水量的大小，根据规范、经验及现场摊铺碾压的效果确定。
6混合料的运输和摊铺
长距离运输，混合料含水量容易损失，产生离析，造成摊铺碾压后，基层局部平整度差。应通过试验，采取措施，及时摊铺，在水泥的终凝时间内，完成运输、摊铺、碾压、整平等工序。
6.1摊铺现场的准备工作
1）摊铺前必须清除垫层上的浮土、杂物清理干净，以免产生松散、起皮现象。开始摊铺时，要在垫层上洒水使其表面湿润。
2）准确施工放样。在全线路面施工前，要对全线的导线点、水准点进行复测。为了避免由于基准钢丝绳的垂度影响摊铺的平整度，其钢立柱纵向间距不宜过大，直线宜为10m，曲线宜为5m，并用紧绳拉紧。
3）由于水泥稳定土碎石受摊铺时间的限制，在摊铺前必须认真检查摊铺及碾压设备，确保其完好状态，以免由于机械故障造成中途停机，造成不必要的经济损失，同时要加强摊铺现场与拌和厂之间的联系，以应付紧急情况。
4）摊铺设备的选型。公路的基层宜采用摊铺机摊铺混合料。应选择摊铺性能好的全自动找平摊铺机，尽可能整幅一次摊铺，可很好地控制摊铺厚度和表面平整度。摊铺机的摊铺效果必须满足摊铺料不离析、级配良好、稳定、平整度、横坡度均符合规范要求。
6.2混合料的摊铺
拌和好的成品料运至现场应及时按确定的松铺厚度均匀、匀速的摊铺，摊铺过程中尽可能少收料斗。为确保摊铺机行走方向的准确性，可在路槽或底基层上洒白灰线，以控制摊铺机行走方向，摊铺机要保持适当的速度均匀行驶，不宜间断，以避免出现“波浪”和减少施工缝，在摊铺机后面设专人消除局部细集料离析现象。用点补的方法掺撒新混合料或铲除局部粗集料搭窝之处，用新拌混合料填补。
6.3混合料的压实
用振动压路机配合重型轮胎压路机紧跟混合料的摊铺机面进行碾压。开始用振动压路机不挂振动进行碾压1~2遍，然后挂振碾压。直线段由两侧路边向路中心或自横坡度低的一侧向高的一侧碾压，碾压范围应较基层边缘宽出10cm，碾压时重叠1/2轮宽，碾压速度1.5~1.7km/h。用振动压路机在前轮胎压路机在后配合继续碾压。碾压速度2.0~2.5km/h。碾压顺序同前，碾压至要求的压实度为止。碾压过程中如气温高或大风天气基层表面易风干，可利用轮胎压路机自动喷水装置边喷水边碾压。在操作中应做到三快，即快运输、快摊铺、快碾压。以确保从向拌和机内加水拌和到碾压终了延迟时间不超过两小时。
7施工缝处理
两工作段搭接部分应严格按照规范要求的横向施工缝处理的方式进行处理，施工过程中如出现因故造成施工中断2h以上，也应该按照横缝的方式进行搭接处理。横缝与路中线垂直，其设置方法为：
1）人工将混合料末端整理整齐，紧靠混合料放两根木方，高度应与混合料的压实度厚度相同，整平紧靠木方的混合料。
2）木方的另一侧采用沙砾或碎石回填约3m长，其高度应略高于混合料。
3）将混合料碾压密实。
4）在重新摊铺混合料前，将木方与砂石料除去，并将作业面清理干净。
8养生
每一段碾压完成并经压实度检测合格的基层，应立即进行养生。养生可采用不透水薄膜或湿砂进行覆盖养生。也可以采用撒水养生（一般采用土工布覆盖后洒水养生）。
如气温过高，蒸发量过大，宜采用小水量快行的撒水办法，尽量避免养护用水在基层表面流淌。养生期间，应始终保持基层表面潮湿。同时，应封闭交通，除撒水车外，禁止其它车辆在养生的基层上通行，养生期不少于7d。
9质量检测
主要检测项目有混合料级配、含水量、水泥剂量、强度、厚度、高程、压实度、平整度、横坡度、芯样完整性等。应根据规范规定的试验方法、检测频率进行跟踪检查，如发现问题，应及时调整施工参数，以便更有效地指导施工。
10结束语
水泥稳定碎石基层的施工质量与原材料、施工工艺、环境温度及养护等多方面因素有关，只有综合考虑多方面因素的影响，抓住关键环节加强控制与管理，才能使半刚性基层有可能出现的如：强度不足、局部松散破碎、干缩裂缝等质量问题得到有效控制。充分发挥其强度高、板体成型快、水稳定性好、抗冻性强的优势，从而提高沥青路面的强度和耐久性。
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参考文献
［1］杨元平,施峰,温刚.水泥稳定碎石基层缩缝因素及防裂措施浅析[J].扬州大学学报:工程研究与实践,2012（2）.
［2］顾小荣.浅析施工中水泥稳定碎石基层的质量控制[J].扬州大学学报:工程研究与实践,2013（5）.
［责任编辑：汤静］