水泥稳定集料基层施工技术及质量控制方法

摘要：对当前水泥稳定层存在的主要问题，介绍水泥稳定层施工、质量控制及配合比设计的方法，采用WS高效缓凝剂解决混合料初凝时间问题，通过现场混合料延迟时间强度、密度变化试验，并碾压满足规范要求 。

关键词：水泥稳定层；混合料施工；质量控制方法

中图分类号：O213文献标识码： A

现结合我们在内蒙古自治区锡林浩特盟施工的白日乌拉―乌兰察布镇公路已成功的水泥稳定集料基层的工程实践，谈谈水泥稳定碎石基层铺筑的质量控制及施工方法以满足规范的要求。

1、水泥稳定碎石基层易出现的问题

（1）设计配合比选择不当。一些施工单位在作水泥稳定粒料基层混合料配合比设计时，没有考虑水泥稳定基层所用水泥初凝时间，也没有考虑混合料经时强度和密度损失的影响，在作配合比时，往往只作混合料出搅拌机口即成型的制件强度和密度，没有随着成型时间的延迟，混合料强度与密度的衰减的检测。因此，室内制件强度与密度比工程实际高得多，尤其是采用早强型水泥，强度衰减更为显著。

（2）混合料拌和不均匀，水泥剂量波动大，尤其是用装载机、挖掘机拌和或采用连续出料搅拌机拌合，很难得均匀。水泥剂量越少，拌和均匀需要的时间越长。目前工程上用上述机械搅拌还比较普遍，根本满足不了施工规范规定水泥的±1%的要求。

（3）超时碾压，不及时成型是施工常见的现象。有时由于碾压、摊铺机械故障、拌合场地设立较远。而水泥稳定粒料基层水化速度快，延迟碾压会导致强度达不到设计要求，甚至会松散不成型。

（4）不采取覆盖养生，在养生期内基层表面时干时湿，影响强度成长。

2、对水泥稳定集料基层施工及质量的控制

2.1工程质量应从原材料的源头抓起

（1）对于级配碎石需检验其压碎值、级配、液限和塑性指数进行检验。液限对基层收缩裂缝有直接影响，应严加控制，液限控制应小于25%，塑性指数要控制在6以下，液限和塑性指数高是形成基层成型后产生强度满足不了强度的主因。

（2）认真改善集料的级配，尽量使基层混合料符合最佳级配范围，可以增加混合料的强度、密度和抗冲刷性能。我们在工程实践中用压碎值不小于35%的碎石，一般重型击实获得最干密度时4.75mm以下颗粒含量占集料的总质量在38%-44%之间。因此，在作混合料组成设计前，宜先对碎石通过人工级配，用掺加不同含量的4.75mm以下细料拌和并在不同含水量下进行重型击实，获得最大干密度与最佳含水量关系曲线，用作水泥稳定基层混合料组成设计和检验压实度的依据。

（3）公路路面基层技术规范规定：应选用初凝时间3h以上和终凝时间较长（宜在6h以上）的水泥。但目前市场上的水泥一般初凝时间在1-2h之间，终凝时间一般也在2-3h之间，很难满足直接用作水泥稳定集料基层的要求。为了达到缓凝的目的，我们采掺用WS型外加剂，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5-6h，甚至更长一些时间。

2.2做好混合料的组成设计是确保水泥稳定集料基层的重要环节

（1）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。工程用的是内蒙古蒙西水泥厂生产的“蒙西”版P・S32.5号水泥，初凝时间为1:55-2:05，终凝时间3:00，不加缓凝剂时，强度、密度与延迟时间成型的关系，见表1。

表1不加缓凝外加剂时延迟时间成型强度、密度变化情况表

不掺缓凝外加剂时，水泥稳定碎石（沙砾）基层凝结得最快，当延迟时间超过水泥初凝时间1h后，基强度就降低至机口时成型强度的45-68%，水泥剂量5%时低值，水泥剂量6%时高值，而且成型困难了，这说明胶凝材料剂量越小，含水率越低，水化速度越快，延迟成型的强度、密度降低越快。这是由于水泥水化后内摩阻力增大，在相同的击实下，达不到混合料机口时的干密度和强度值。因此，在选择设计配合比强度与干密度值时，应从混合料加水拌和起，考虑到运输、摊铺、修面、碾压完毕共需的时间，作为制件成型的强度与干密度，用作施工控制的配合比设计。

（2）混合料拌和均匀是确保基层强度变异小的保证。尤其是采用连续出料搅拌机或装载机等机械搅拌，很难拌和均匀，混合料的水泥含量波动大成型后强度相应偏差也大。这样就影响到基层强度的不均匀性，也直接影响到面层的荷载和温度组合应力状态。在铺筑水泥稳定基层试验路时，采用间歇式砼搅拌机进行拌和，考虑到水泥剂量6%，低含水率（5.2%），采取和延长拌和时间，或按拌和机额定拌合容量的60%进行投料拌和。用滴定法连续检测水泥含量6个样品，其含量为6.6%、6.5%、6.3%、6.2%、6.6%；施工水泥剂为6.5%平均值X=6.44、бn-1=0.18、Cv=2.8%，投料剂量和搅拌均匀性达到优等。

（3）摊铺时跟踪测量是获得平整度、横坡度、高程准确等良好质量的重要手段。

（4）人工修整层面，由于摊铺机是机械大面积分料，摊铺整平板过后难免有局部粗集料集中和粗集料表面孔隙缺细集料填充的情况，需要人工修整，对粗集窝要人工翻松掺拌相同水泥剂量的细集料混合料处理，对于粗集料间空隙。用4.75mm以下的石屑同剂量的水泥搅拌后，人工铲撒水泥石屑混合料用竹扫把扫入缝隙。这些工作须在碾压前完成。对于高温、干燥、刮风天气要及时补给水份（雾化水），避免基层表面脱水。

（5）及时碾压是基层成型好的关键工序初始碾压段的长度越长越好。但初始碾压段长度选择必须在混合料初凝之前碾压完成，否则不但强度大幅度降低，甚至会压不实。碾压段长度主要取决于拌和站的供料、运输、摊铺、修面以及碾压至成型共需的时间，务必在混合料初凝之前完成。

碾压宜先用胶轮压路机碾压一遍，或钢轮压路机静压一遍，然后用振动压路机静压二遍后再激震3-4遍，直至压实度满足设计要求为止。最后用轮胎压路机滴水压1-2遍使表面致密，碾压时严禁压路机在所碾压的基层上刹车和调头避免基层过大变形或隆起。

（6）施工缝的处理

①横纵向工作缝，每天工作结束都有一道工作缝，此道工作缝影响横纵向平整度，必须认真处理，我们在施工中采取用人工挖出矩形断面下次摊铺后让压路机通过的方法，获得较好效果。

②当用二台摊铺机摊铺基层混合料时，宜采用一前一后梯队式摊铺，如松铺系数不同，应按试验路选定的松铺厚度确定摊铺基准线标高，碾压时压路机搭接缝碾压。

③沥青石屑下封层施工，可以在水泥稳定基层施工完毕，压实度、平整度、横坡度、宽度、高程等检验合格满足了有关规范的要求后，可以直接铺下封层，如乳化沥青石屑下封层，可达到较好的效果。

3、结束语

①如何使水泥稳定基层成为一个强度较均匀持力层，对获得路面耐久性很重要。从现场施工抽样情况看加水拌和后延迟到3h后制件，其强度变异值在3.0%-11.2%之间，基层强度变异系数控制在12%以内，因此，可以认为只要原材料质量波动不大，用间歇性拌合机搅拌是可以实现的。②工程实践证明，掺缓凝WS外加剂可以延缓水泥稳定基层成型时间，而且在相同的水泥剂量和状态下其可压性和强度都有提高。③水泥稳定基层碾压完毕后接着上沥青石屑封闭层，是成功的，不会影响基层的强度形成。而且会节省传统的洒水养生的费用，降低成本。