浅论水稳碎石基层施工中常见问题及控制要点

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内容提要：近年来随着公路发展的需要，全国高等级道路的修建比例逐渐增大，对高等级道路路面的要求也越来越高。半刚性基层由于具有整体性强、承载能力高、刚度大、水稳性好、经济等特点而被广泛运用于高等级道路路面的基层。根据JTJ034—2000公路路面基层施工技术规范要求，文章结合水泥稳定碎石基层的施工实践，浅谈水泥稳定碎石施工质量的制约点，以及施工中所存在的不足。

关键词：半刚性基层 水泥稳定碎石 施工 控制

随着高等级公路的发展及公路工程建筑材料的不断进步，做为半刚性路面基层的水泥稳定碎石（以下简称为水稳碎石）越来越被广泛应用，做为承载层的水硬性结合料显的尤为重要。水稳碎石基层是位于土基和面层之间的结构层，主要承受面层传来的车辆荷载的垂直力，并扩散到垫层和土基中，所以必须具备有足够的强度和刚性。所以在施工中应严格控制，主要从以下几点考虑。

一、水稳碎石强度形成

水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充空隙，形成板体后具有较高的强度、水稳定性、抗渗性和抗冻性。

二、水稳碎石混合料对材料的技术要求

水泥剂量是压实度影响强度的关键因素，水泥剂量不仅对经济效益而且对工程质量都有好处。所以水泥用量一般为混合料的3%~7%。水稳碎石收缩性主要表现为两类：干缩，在水稳碎石施工结束，养生节段容易产生横向裂缝，沿纵向10m—20m就会有一条横向裂缝，缝宽0.2mm—2mm；温缩，在北方主要是由于气候温差所形成的，一般是头年铺筑好的路面第二年春天便表现出。为了尽量减少温缩裂缝，沥青面层一般采用改性沥青。

三、水稳碎石配合比组成设计

（一）原材料的选择

施工规范中对水泥在初终凝时间方面做了特别的要求，应选用初凝时间1.5以上和终凝时间较长（宜在10h以上）的水泥，宜采用标号325或425的水泥。主要考虑施工在运输、摊铺及碾压过程中的时间因素。规范限制集料最大粒径主要为了施工宜于摊铺，过大的粒径对摊铺机会造成损伤，容易出现离析现象，也会对基层的平整度带来不利的影响。原材料宜选用级配碎石、级配砾石，使其筛分能有平滑的曲线。主要控制点为4.75mm，筛孔力求其通过量接近级配范围中值，而4.75mm以下筛孔通过量在级配范围中值线偏下为好，为了使混合料压实成型后能成为悬浮密实结构。

（二）最佳含水量和最大干密度的确定

确定水稳碎石的最佳含水量和最大干密度就是采用重型击实。 在试验时主要测含水量和最大干密度，以为施工提供控制标准。从加水到拌和到压实成型（制件）的延迟时间对干密度和抗压强度的影响。在水稳碎石施工中不得不考虑的问题就是延迟时间问题，从拌和开始，水化作就开始，有资料表明，随着延迟时间推移，水稳碎石强度损失也随之加大。延迟2h就会有10%—20%的强度降低。在施工延迟时间较长也不可能有较大的干密度，也影响路面的压实度。因此在施工中应尽量缩短延迟时间。

（三）影响强度的试验因素

干密度：对强度影响很大，施工单位一般采用配比试验所得出最大密度定值。但是做为基层所采用的原材料一般都不是很稳定，材料变化没有体现出来，一方面不符合实际，另一方面没有能很好的控制施工。预定的干密度宜为当天混合料击实的干密度，测定混合料的干密度试验也是很快的完成的。一般压实度也采用此值，这样符合当天的施工质量控制。

试件制备方法：我国对无侧限强度试件应用的是静压法，在试验的过程中应严格遵守试验规程，试模两端的压柱应匀速的压入试模内，这样试件的两端密度才能达到一样，一组试件的强度变异性才可能小。

脱模时间的影响：水泥的初凝时间在1.5h以上，终凝在10h以上，过早的脱模会破坏其内部结构的形成，会影响其强度的形成，容易毁坏试件。

湿度、温度的影响：试件用塑料薄膜包复后宜放在标准养护室内，在北方应保持20±2℃，在南方地区应保持25±2℃，湿度和温度是试件强度形成不可缺少的条件。

四、施工工艺对水稳碎石质量的影响

（一）摊铺时的离析

施工中由于摊铺机摊铺不均匀，形成大料集中，由于缺乏结合料而松散；拌和不均，造成胶结料不足而形成松散；由于原材料含水量不稳定，局部地方含水量偏少，不足以成型而松散；厚度不足或基础弯沉太大，造成的松散。

（二）水稳碎石混合料与下层联结不牢固

施工摊铺前，下层未洒水湿润，造成底部缺水不成型而松散；下层弯沉值太大，没有压实；大料集中，压不实而松散。

（三）路面通车后出现唧浆、坑槽、拥包现象

基层强度未形成，提前开放交通，行车荷载产生剪应力在水稳碎石层形成的剪切破坏；水稳碎石层养生的不好，整个路面基层强度降低，水稳碎石基层上部有1—2cm深破坏，形成粉末和小块，这些粉末和小块破坏了沥青层与基层的粘结，而形成拥包。

（四）推移、波浪或起皮

施工碾压过程中，振动式钢轮压路机出现推移、波浪或起皮有轻微的推移属正常情况，由于钢轮作用在松铺混合料，会推动混合料稍稍移动；由于下层不平整，会碾压时出现波浪和推移；混合料偏细，骨料缺少也会出现推移；碾压弯道没有由内侧路肩向外侧路肩碾压，碾压直线段没有由两侧路肩向路中心碾压；起皮主要由于原材料特别是细集料中含泥量大或有泥块。

（五）碾压过程中出现细料下沉，骨料压碎现象

混合料中有碎石存在大量的超颗粒；混合料偏粗，在振动碾压时，细料下沉，骨料露出易被压碎。

（六）碾压过程中出现表面松散或起弹簧

表层松散主要是含水量偏少，可补洒少量水；起弹簧为局部含水量太大所引起，起弹簧处可挖除重换新料。

（七）预防措施

为了克服以上问题，要做好以下几点：在施工前对路基应适当洒水和水泥，增加上下层的粘接。水泥碎石稳定混合料摊铺采用摊铺机，辅以人工绑线精密整平。水泥碎石基层施工安排尽量减少纵、横向接缝。摊铺前先测定松铺系数，以控制松铺厚度。混合料摊铺均匀，摊铺时混合料的含水量高于最佳含水量0.5%～1.0%，以补偿摊铺和碾压时的水分损失。摊铺机后设专人检查消除粗细集料离析现象，特别注意铲除局部粗集料“窝”，并用新拌混合料填补。摊铺后的混合料及时碾压完毕，混合料加水拌和至碾压完毕的时间控制在水泥初凝时间以内。碾压时间掌握在混合料含水量等于或略大于最佳含水量时进行。碾压时先用轻型压路机跟在平地机后及时碾压，后用重型振动继续碾压至规定的密实度。碾压过程中，水泥碎石稳定层表面要始终保持潮湿。如表面水分蒸发较快，及时补洒少量水，严禁洒大水碾压。

水泥碎石稳定层碾压完成经压实度检查合格后，要立即进行洒水养生。在整个养生期间要始终保持砂处于潮湿状态，养生期不得少于7天。养生期间禁止一切机动车辆通行。用摊铺机摊铺混合料时，中间不得轻易中断。如因故中断时间超过2h，需设置横向接逢，机械要驶离混合料末端。人工将末端含水量合适的混合料弄整齐，紧靠混合料放两根方木，方木的高度要与混合料的厚度相同，整平紧靠方木的混合料。方木的另一侧用砂石回填约3m，其高度高出方木几厘米。将混合料碾压密实。在重新开始摊铺混合料之前，将碎石和方木除去，并将碎石垫层顶面清扫干净。平地机返回到压实层的末端，重新开始摊铺混合料。平地机附近及其下面未经压实的混合料铲除，并将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成与路中心线垂直并垂直向下的断面，然后再摊铺新的混合料。要避免纵向接逢，如不能避免纵向接逢的情况下，纵缝必须垂直相接，严禁斜接。在前一幅摊铺时，在靠中央的一侧用方木做支撑，方木的高度要与水泥碎石稳定层的压实厚度相同。养生结束后，在摊铺另一幅之前，拆除支撑方木。

综上所述，要确保水泥稳定基层的施工质量及避免一些常见质量问题的出现，我们必须充分了解它的工程特性，这样才能在施工过程中制定有针对性、实用性的质量保证措施。

主要参考文献：

[1]《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》.（JTGE051-2009）.

[2]《公路路面基层施工技术规范》.（JTJ034-2000）.

[3]《公路路基路面现场测试规程》.（JTJ059－95）.