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公路水泥稳定碎石层施工与质量管理研究

发表时间：2021/6/28 来源：《基层建设》2021年第6期作者：延超

[导读] 摘要：近年来，水泥稳定碎石基层路面因具有良好的板体性和高承载能力等特点，被广泛应用于我国公路建设中。

        滑县交通运输局河南 456400
        摘要：近年来，水泥稳定碎石基层路面因具有良好的板体性和高承载能力等特点，被广泛应用于我国公路建设中。水泥稳定碎石基层虽然可以提高路面的整体强度，但在应用中也逐渐暴露出一些问题，其中最主要问题就是由于半刚性材料干缩和温缩引起非荷载型裂缝。造成水泥稳定碎石基层产生开裂的因素很多，其中包括路面基层含水量、水泥掺量、级配设计和施工质量等因素。
        关键词：公路；水泥稳定碎石；施工；质量管理
        目前基层开裂的现象无法避免，但通过对原材料质量进行控制、合理设计级配和加强质量管理等措施，可以避免基层过早出现反射裂缝。本文根据规范要求，对水泥和集料等原材料优化选取，结合所选原材料性质进行级配设计，并对原材料和施工设备进行研究，提出加强水泥稳定碎石基层的施工质量管理措施。
        1 原材料
        1.1 水泥
        水泥在水泥稳定碎石基层中起到胶结的作用，其质量可以直接影响到基层质量，所以对对于水泥的选择，要根据施工质量要求和具体施工情况。目前除了市场上常见的硅酸盐水泥外，粉煤灰水泥、矿渣硅酸盐水泥都可用作基层材料。一般不选择高标号、初凝时间较短和容易硬化的水泥，本工程采用的是P.O32.5型普通硅酸盐水泥。
        1.2 粗集料
        粗集料要尽量选用压碎值较小和棱角性较好碎石，本次工程采用的碎石技术指标。
        1.3 细集料
        宜采用洁净干燥且含杂志较少的石屑作为基层材料细集料，本次工程采用的石屑技术指标
        1.4 水
        水泥稳定碎石基层施工所用水，禁止采含盐量高和PH值不满足施工质量要求被污染过的工业废水。在施工前应对施工所用水的各项技术指标进行检测，满足施工规范要求后再采用。
        1.5 级配设计
        根据本次工程所采用的原材料性质，综合规范所推荐的级配要求，对本次集料的级配进行设计。集料通过筛孔质量百分率。
        2 工程实践
        2.1 工程概况
        某城市公路施工试验路段，全长2km，起讫桩号为K3+300～K5+300，设计速度为80km/h，路基宽度26m，属于城市主干道，路面结构采用水泥稳定碎石基层沥青混凝土路面。
        2.2 水泥稳定碎石基层施工技术
        2.2.1 施工前的准备工作
        开展公路路基施工前，要先完成施工前的准备工作。设计人员需规划、设计好排水管线，并设置好分隔带，同时排水管线还要与边坡的泄水槽相互对应，以提高下承层的质量，增强表层平整性。应结合公路路基建设的具体情况，选择合适的材料。施工的主要原材料包括水泥、碎石、水等，水泥选择初凝3h 以上、终凝时间较长的水泥。施工材料进场前工作人员应做好检查工作，确保水泥质量合格。选择碎石材料时，需对碎石的粒径进行检查，确保其符合相关的规定和施工要求。施工前需做好施工现场的清洁工作，将杂物清除干净。还应检查各项施工设施，确保其可正常运行；检查各项材料，确保其符合施工规定。
        2.2.2 放样布设
        根据设计图纸的桩号来处理边桩和中线，并测量路床标高的准确数值，再计算底基层、上、下基层的数值，结合测量结果确定高度。另外，还要对松铺和压实后的路床进行标高。
        2.2.3 立模
        在铺设路基底层的过程中，要采用合适的土模来开展外侧施工。当培肩土的压实度达到 90% 以上，再对垂直面进行内侧切割。在切割过程中还要确保线形的顺直度。同时，底基层、培肩土、立模的整体高度要维持在同一水平面上，以此对钢模进行立模，增强其稳固性和可靠性。

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        2.2.4 混合料的配比
        混合料的组成一般包括水泥、碎石和石屑等材料。水泥稳定碎石基层选用的碎石粒径为 2.35~4.75mm、4.75~ 9.5mm、9.5~31.5mm，并在合理配置水和水泥的比例，确保其初凝时间超过 3h。在混合所有原材料时，需合理设计配合比，确定基层中的最佳含水量和最大干密度。相关试验证明，水泥和碎石的比例为6∶100 为最佳配合比。同时施工人员需严格控制混合料配置时的温度、搅拌时间等，保证混合料的质量。
        2.2.5 混合料的拌和
        公路路基施工中的材料要根据设计方案来开展配比、拌和工作，提高材料的质量。工程施工单位也要把控好混合料的配合比，控制好材料的含量。此外，要重视材料拌和的时间和投放顺序，根据不同阶段的需求来调整含水量，同时在投放减水剂时，也可投放其他材料来进行拌和加工。
        2.2.6 混合料的运输
        为了避免混合料在运输过程中出现离析现象，需保证运输阶段的条件符合要求，合理选择运输车辆，在装载前清理干净车厢，控制驾驶速度，尽量避免出现颠簸。采用篷布进行表面覆盖处理，防止混合料水分蒸发。
        2..2.7 摊铺
        实施混合料摊铺施工前需将路基底层的杂物清除干净，喷水保持湿润，然后进行压实。为了增强底基层、下基层或上、下基层间的紧密性，在开展摊铺施工前应对下承层与水泥净浆进行湿润洒水。喷洒的均匀性会影响到水泥净浆的稠度，因此在喷洒时尽量避免出现花白块。另外，施工人员需严格测量路基的压实度、坡度、宽度等，尽可能减少数据误差。当混合料运输到施工现场后，施工人员需检查所有混合料的质量问题，确保其符合施工需求。一般将铺设过程分为上基层铺设和下基层铺设，车辆的行进速度控制在 6~8m/min，摊铺后的松铺系数需控制在 1.23~1.25 的范围内。上基层的铺设施工需连续进行，控制好前进的速度。为了防止施工中混合料出现离析现象，一般采用两台机器前后控制在6~10m 范围内施工，同时开展摊铺工作。下基层铺设施工中可能存在局部低陷的情况，影响上基层的铺设施工，因此需在上基层施工中采用人工平整摊铺施工，将混合料填充到低陷的部位。
        2.2.8 碾压
        需选择合适的压路机进行压实施工。碾压是施工关键环节，决定了水泥稳定碎石强度的大小。在具体施工中需提高基层压实度和平整度，合理规划碾压流程，从低处逐步向高处施工，控制好碾压速度。碾压工作结束后，还要对水泥稳定碎石的压实度和平整度进行全面检测，避免出现路基质量不达标的情况，发现问题及时解决。
        2.2.9 接缝处理
        接缝分为两种：横向接缝和纵向接缝。横向接缝是由于使用水泥稳定碎石施工技术，导致结构物众多，形成了缝隙，可采用分段施工的方式来避免这一问题。纵向接缝一般取决于公路路基施工的摊铺机，如果其宽度和公路宽度大致相同，则出现纵向接缝的可能性很小。若采用两台摊铺机同时进行摊铺工作，为了避免纵向接缝问题出现，可以将两车的距离控制在6~10m 范围内。
        2.2.10 养护
        完成工程施工后，不能忽略对路面的养护工作，应定期洒水保障基层表面的湿度，避免车辆通行，对基层造成破坏。正常情况下，施工单位要利用透水的土工布将路面覆盖 7d 左右，增强路面的平整性，落实好交通管制工作，避免车辆通行影响路面质量。将其应用到公路路基施工中，可提高路基强度，确保施工质量。在公路工程建设中，需要不断提升该项技术的施工水平，充分发挥其优势，提高公路建设质量，保障公路后续使用的安全性。
        3 结语
        本文根据规范要求，对水泥和集料等原材料优化选取，并结合所选原材料性质进行级配设计。依托实际工程，研究不同搅拌方式对水泥稳定碎石基层抗裂性能的影响，并提出加强水泥稳定碎石基层施工质量管理措施。研究结果表明：优选水泥稳定碎石层材料，并合理设计级配，可以有效保证基层质量。选用振动搅拌方式，可以有效提高水泥稳定碎石层的抗压强度和劈裂强度。
        参考文献：
        [1]孟浩.水泥稳定碎石基层路用性能及质量控制技术研究[D].长安大学，2012.
        [2]刘红轲.水泥稳定碎石基层强度控制与铺筑质量研究[D].西安：长安大学，2011.
        [3]李磊.抗裂型半刚性基层在辽宁省公路大中修工程中的应用研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2016.
        [4]张华.水泥稳定碎石基层施工质量影响因素及控制措施[D].重庆：重庆交通大学，2013.