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摘 要：针对某公路工程试验段实际情况，在介绍其水泥稳定碎石材料要求、材料用量、施工的基础上，对其试验检测进行深入分析，最后得出基层抗压强度、抗弯拉强度、排水性能均达到要求的结论。
关键词：水泥稳定碎石基层；基层试验检测
中图分类号：U416.03 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）17-0147-02
水泥稳定碎石在目前的公路工程中得到广泛应用，不仅性能良好，而且施工方便，质量易于控制，尤其是能提高路面结构排水性能，但在正式施工前，需要通过试验检测确定各项条件能否达到要求。
1 试验段概况
某公路工程试验段采用沥青混凝土路面，基层为水泥稳定碎石，总长为100m。基层对公路排水有重要作用，如果基层排水良好，则从路面向下渗透的水可以进入基层，由于基层为多孔隙结构，所以水能横向汇集至集水管，最后由排水管进入窨井，防止水对公路基础造成损害。
试验段的基本结构为：
（1）公路中央分隔带以东设置长度为100m的基层，采用水泥稳定碎石，路基在原设计基础上抬高8cm，将原设计厚度为15cm的砂层直接取消，将原设计厚度为40cm的三渣层减薄至32cm，于三渣层的顶部铺筑厚度为15cm的基层，作为排水层；该基层和路基与三渣层的侧面交界部位，增铺土工布，用于防止细粒土对透水层造成堵塞；
（2）所用集水管与出水管，其管径按10cm控制，接口处均使用弯管进行相接。其中，出水管根据集水井具体位置进行布置，横坡取2%；在对集水管进行布置时，需要向南侧倾斜0.25%，上段增设通风管，和窨井直接相连，向上侧倾斜5%。出水口处集水井的井壁上段布置一定数量的挂钩，用于安放集水桶，为渗水水量的实时量测提供便利。路面与侧平台以外设置排水设施。进入到路面结构以内的水，流入基层后，横向汇集至集水管，再由出水管进入集水井，最后进入窨井[1]。
2 水泥稳定碎石材料要求与用量
2.1 材料设计
该试验段施工所用水泥稳定碎石的配比为：水泥：粗集料：水=160：1440：70。施工中所用水泥、粗集料与水都应达到设计与规范的要求，在进场前和使用前都要进行抽检，确认合格后方可使用，不可使用质量低劣的材料。
2.2 供料组配
由料厂直接供应的碎石可分成二档，其中，第一档碎石的粒径在15～25mm范围内，第二档碎石的粒径在5～15mm范围内。为保证使用厂供料通过组配得到的碎石满足设计要求，将第一、二档的碎石占比分别确定为40%和60%[2]。
3 试验段施工
3.1 開挖集水沟
根据工程设计要求在公路两侧进行集水沟开挖施工，开挖完成后放置集水管，使用土工布包裹紧密，同时预留约70cm的土工布。包紧后填筑水泥稳定碎石，填好后利用振捣器进行振捣，再覆盖一层土工布，最后用侧平石盖压。
3.2 摊铺及碾压
在三渣基面用水准仪准确放出控制桩，用于确定松铺厚度，控制桩之间的距离按4m控制。对基层与接缝部位进行适当洒水之后，由翻斗车将混合料运输到现场，然后由人工使用铁铲对混合料进行摊铺，同时在靠近模板的部位利用扣铲法实施铲铺。完成摊铺施工后，对其进行刮平，根据松铺厚度对刮平处理后的混合料高度进行控制，在不足处进行补平，突出处铲去。整平后用压路机连续碾压2遍，碾压至密实为止[3]。
3.3 接缝处理
在接缝部位使用槽钢进行支撑，同时洒水进行养护。到下次施工时，取下支撑槽钢，对接缝进行修平，除去松散碎石并适当洒水，最后摊铺成型。在进行碾压的过程中，压路机的后轮应对接缝连接进行2遍碾压，按粗平，再用振捣器精平[4]。
3.4 养 护
基层碾压完成后立即覆盖一层塑料膜，并在塑料膜表面覆盖草袋，当气温较高时，按4h的频率进行持续洒水。
4 试验段检测与结果分析
4.1 力学强度及孔隙率的试验检测
（1）试件灌注
在基层施工过程中，在搅拌机当中直接取出成品料进行灌模，以制得试件。在制得试件以后需要注意，应对其外观质量进行检查，不能有破碎，否则将影响最终的检测结果，造成较大的误差或破坏。
（2）基层取芯
基层施工养护28d以后进行取芯。由于孔隙率会影响到芯样与试件，所以将试件及芯样的实际孔隙率通过折算改变至20%后，试件实际抗压强度将增大：芯样孔隙率为20.34%，抗压强度与20%孔隙率抗压强度分别为8.91MPa、9.08MPa；1#试件孔隙率为19.73%，抗压强度与20%孔隙率抗压强度分别为9.96MPa、9.82MPa，误差为+7.5%；2#试件孔隙率为12.66%，抗压强度与20%孔隙率抗压强度分别为15.55MPa、9.85MPa，误差为+7.8%。
（3）抗压强度对比
三渣层试件在养护28d后，其抗压强度在3～4MPa范围内，即使半年后抗压强度也只有8～9MPa。可见，将三渣层替换为水泥稳定碎石，当厚度相同时，抗压强度可以达到设计要求。
（4）检验
相关规范指出：
σ折=1.868σ■■（1）
根据式（1）进行检验与分析，将芯样的劈裂强度变换为抗折强度以后，和试件大致相符；抗折强度受孔隙大小的影响较小：芯样孔隙率为18.43%，抗折强度为2.74MPa，1#试件孔隙率为17.88%，抗折强度为2.80MPa，2#试件孔隙率为12.85%，抗折强度为2.87MPa。由此可见，将三渣层替换为水泥稳定碎石，当厚度相同时，抗弯拉强度也可以达到设计要求。
4.2 排水性能的计算与分析
（1）基层设计 基层根据地表水渗入的设计量实施设计。根据达西定律对纵向上每延米基层具有的泄水能力进行计算：
Qi=KbiA=Kbibh（2）
式（2）中，Kb表示基层渗透系数，单位：m/d；i表示水力坡度；ih表示基层横坡；A表示过水断面总面积，单位：m2；h表示基层厚度，单位：m[5]。
对于基层泄水能力，它是基层混合料宽度、渗透系数与厚度的数学函数。路表水进入路面的总量，可采用以下公式计算：
Qi=IaBK（3）
式（3）中，Ia表示单位面积路面水渗入率，单位：m3/d/m2；B表示路面宽度，单位：m；K表示渗透安全系数。
（2）对路表水实际渗入量及渗透安全系数进行计算：试验段单向车道1#段路面宽度为16m，基层上、下两侧的边缘都超出路面0.15m，则总宽为16.15m，按照现有的文獻与规范，其路表水的渗入率取0.15m3/d/m2，据此可得该段路表水实际渗入量为0.15×16.15×K；该段基层的渗透系数取1.20cm/s，基层总厚15cm，将基层中被堵塞部分深度确定为2cm，则有效厚度实际上为13cm，横坡取2%。据此可得出基层泄水量，为2.70×10-2m3/d/m，渗透安全系数为1.114。采用相同的方法，2#段基层厚度为17cm，路面宽度为28.8m，横坡2%，渗透系数取2.618cm/s，据此可算出路表水渗入率、基层泄水量和渗透安全系数，分别为0.15m3/d/m2、6.787m3/d/m、1.563；3#段基层厚度为17cm，路面宽度为23.5m，横坡2%，渗透系数取2.391cm/s，据此可算出路表水渗入率、基层泄水量和渗透安全系数，分别为0.15m3/d/m2、6.200m3/d/m、1.748。可见，三段渗透安全系数都在1以上，说明试验段排水性能良好可满足设计要求。
5 结束语
综上所述，本工程试验段水泥稳定碎石抗压强度、抗弯拉强度、排水性能都能达到设计要求，说明所用基层材料、结构、施工方法均合理可行，具有良好的参考借鉴价值。
参考文献
[1]黄 艳.浅析公路的水泥稳定碎石层试验检测技术要点[J].低碳世界，2016（19）：226～227.
[2]丁 涛.公路水泥稳定碎石层试验检测工作分析[J].四川水泥，2016（06）：30.
[3]武晓燕.高速公路水泥稳定碎石基层施工质量控制与检测[J].山西建筑，2015，41（12）：167～168.
[4]刘维民，范海军，唐侦湛，祝玉波.怀通高速公路骨架抗裂型水泥稳定碎石基层材料性能试验研究[J].公路工程，2013，38（06）：28～32.
[5]马丽丽.浅谈道路水泥稳定碎石基层的试验检测与控制[J].科学之友，2014（03）：52～53.
收稿日期：2018-5-10
作者简介：童宇萍（1983-），女，助理工程师，大专，主要从事公路工程道路施工，原材料与现场质量检测和资料编制与整理等方面工作。
关键词：水泥稳定碎石基层；基层试验检测
中图分类号：U416.03 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）17-0147-02
水泥稳定碎石在目前的公路工程中得到广泛应用，不仅性能良好，而且施工方便，质量易于控制，尤其是能提高路面结构排水性能，但在正式施工前，需要通过试验检测确定各项条件能否达到要求。
1 试验段概况
某公路工程试验段采用沥青混凝土路面，基层为水泥稳定碎石，总长为100m。基层对公路排水有重要作用，如果基层排水良好，则从路面向下渗透的水可以进入基层，由于基层为多孔隙结构，所以水能横向汇集至集水管，最后由排水管进入窨井，防止水对公路基础造成损害。
试验段的基本结构为：
（1）公路中央分隔带以东设置长度为100m的基层，采用水泥稳定碎石，路基在原设计基础上抬高8cm，将原设计厚度为15cm的砂层直接取消，将原设计厚度为40cm的三渣层减薄至32cm，于三渣层的顶部铺筑厚度为15cm的基层，作为排水层；该基层和路基与三渣层的侧面交界部位，增铺土工布，用于防止细粒土对透水层造成堵塞；
（2）所用集水管与出水管，其管径按10cm控制，接口处均使用弯管进行相接。其中，出水管根据集水井具体位置进行布置，横坡取2%；在对集水管进行布置时，需要向南侧倾斜0.25%，上段增设通风管，和窨井直接相连，向上侧倾斜5%。出水口处集水井的井壁上段布置一定数量的挂钩，用于安放集水桶，为渗水水量的实时量测提供便利。路面与侧平台以外设置排水设施。进入到路面结构以内的水，流入基层后，横向汇集至集水管，再由出水管进入集水井，最后进入窨井[1]。
2 水泥稳定碎石材料要求与用量
2.1 材料设计
该试验段施工所用水泥稳定碎石的配比为：水泥：粗集料：水=160：1440：70。施工中所用水泥、粗集料与水都应达到设计与规范的要求，在进场前和使用前都要进行抽检，确认合格后方可使用，不可使用质量低劣的材料。
2.2 供料组配
由料厂直接供应的碎石可分成二档，其中，第一档碎石的粒径在15～25mm范围内，第二档碎石的粒径在5～15mm范围内。为保证使用厂供料通过组配得到的碎石满足设计要求，将第一、二档的碎石占比分别确定为40%和60%[2]。
3 试验段施工
3.1 開挖集水沟
根据工程设计要求在公路两侧进行集水沟开挖施工，开挖完成后放置集水管，使用土工布包裹紧密，同时预留约70cm的土工布。包紧后填筑水泥稳定碎石，填好后利用振捣器进行振捣，再覆盖一层土工布，最后用侧平石盖压。
3.2 摊铺及碾压
在三渣基面用水准仪准确放出控制桩，用于确定松铺厚度，控制桩之间的距离按4m控制。对基层与接缝部位进行适当洒水之后，由翻斗车将混合料运输到现场，然后由人工使用铁铲对混合料进行摊铺，同时在靠近模板的部位利用扣铲法实施铲铺。完成摊铺施工后，对其进行刮平，根据松铺厚度对刮平处理后的混合料高度进行控制，在不足处进行补平，突出处铲去。整平后用压路机连续碾压2遍，碾压至密实为止[3]。
3.3 接缝处理
在接缝部位使用槽钢进行支撑，同时洒水进行养护。到下次施工时，取下支撑槽钢，对接缝进行修平，除去松散碎石并适当洒水，最后摊铺成型。在进行碾压的过程中，压路机的后轮应对接缝连接进行2遍碾压，按粗平，再用振捣器精平[4]。
3.4 养 护
基层碾压完成后立即覆盖一层塑料膜，并在塑料膜表面覆盖草袋，当气温较高时，按4h的频率进行持续洒水。
4 试验段检测与结果分析
4.1 力学强度及孔隙率的试验检测
（1）试件灌注
在基层施工过程中，在搅拌机当中直接取出成品料进行灌模，以制得试件。在制得试件以后需要注意，应对其外观质量进行检查，不能有破碎，否则将影响最终的检测结果，造成较大的误差或破坏。
（2）基层取芯
基层施工养护28d以后进行取芯。由于孔隙率会影响到芯样与试件，所以将试件及芯样的实际孔隙率通过折算改变至20%后，试件实际抗压强度将增大：芯样孔隙率为20.34%，抗压强度与20%孔隙率抗压强度分别为8.91MPa、9.08MPa；1#试件孔隙率为19.73%，抗压强度与20%孔隙率抗压强度分别为9.96MPa、9.82MPa，误差为+7.5%；2#试件孔隙率为12.66%，抗压强度与20%孔隙率抗压强度分别为15.55MPa、9.85MPa，误差为+7.8%。
（3）抗压强度对比
三渣层试件在养护28d后，其抗压强度在3～4MPa范围内，即使半年后抗压强度也只有8～9MPa。可见，将三渣层替换为水泥稳定碎石，当厚度相同时，抗压强度可以达到设计要求。
（4）检验
相关规范指出：
σ折=1.868σ■■（1）
根据式（1）进行检验与分析，将芯样的劈裂强度变换为抗折强度以后，和试件大致相符；抗折强度受孔隙大小的影响较小：芯样孔隙率为18.43%，抗折强度为2.74MPa，1#试件孔隙率为17.88%，抗折强度为2.80MPa，2#试件孔隙率为12.85%，抗折强度为2.87MPa。由此可见，将三渣层替换为水泥稳定碎石，当厚度相同时，抗弯拉强度也可以达到设计要求。
4.2 排水性能的计算与分析
（1）基层设计 基层根据地表水渗入的设计量实施设计。根据达西定律对纵向上每延米基层具有的泄水能力进行计算：
Qi=KbiA=Kbibh（2）
式（2）中，Kb表示基层渗透系数，单位：m/d；i表示水力坡度；ih表示基层横坡；A表示过水断面总面积，单位：m2；h表示基层厚度，单位：m[5]。
对于基层泄水能力，它是基层混合料宽度、渗透系数与厚度的数学函数。路表水进入路面的总量，可采用以下公式计算：
Qi=IaBK（3）
式（3）中，Ia表示单位面积路面水渗入率，单位：m3/d/m2；B表示路面宽度，单位：m；K表示渗透安全系数。
（2）对路表水实际渗入量及渗透安全系数进行计算：试验段单向车道1#段路面宽度为16m，基层上、下两侧的边缘都超出路面0.15m，则总宽为16.15m，按照现有的文獻与规范，其路表水的渗入率取0.15m3/d/m2，据此可得该段路表水实际渗入量为0.15×16.15×K；该段基层的渗透系数取1.20cm/s，基层总厚15cm，将基层中被堵塞部分深度确定为2cm，则有效厚度实际上为13cm，横坡取2%。据此可得出基层泄水量，为2.70×10-2m3/d/m，渗透安全系数为1.114。采用相同的方法，2#段基层厚度为17cm，路面宽度为28.8m，横坡2%，渗透系数取2.618cm/s，据此可算出路表水渗入率、基层泄水量和渗透安全系数，分别为0.15m3/d/m2、6.787m3/d/m、1.563；3#段基层厚度为17cm，路面宽度为23.5m，横坡2%，渗透系数取2.391cm/s，据此可算出路表水渗入率、基层泄水量和渗透安全系数，分别为0.15m3/d/m2、6.200m3/d/m、1.748。可见，三段渗透安全系数都在1以上，说明试验段排水性能良好可满足设计要求。
5 结束语
综上所述，本工程试验段水泥稳定碎石抗压强度、抗弯拉强度、排水性能都能达到设计要求，说明所用基层材料、结构、施工方法均合理可行，具有良好的参考借鉴价值。
参考文献
[1]黄 艳.浅析公路的水泥稳定碎石层试验检测技术要点[J].低碳世界，2016（19）：226～227.
[2]丁 涛.公路水泥稳定碎石层试验检测工作分析[J].四川水泥，2016（06）：30.
[3]武晓燕.高速公路水泥稳定碎石基层施工质量控制与检测[J].山西建筑，2015，41（12）：167～168.
[4]刘维民，范海军，唐侦湛，祝玉波.怀通高速公路骨架抗裂型水泥稳定碎石基层材料性能试验研究[J].公路工程，2013，38（06）：28～32.
[5]马丽丽.浅谈道路水泥稳定碎石基层的试验检测与控制[J].科学之友，2014（03）：52～53.
收稿日期：2018-5-10
作者简介：童宇萍（1983-），女，助理工程师，大专，主要从事公路工程道路施工，原材料与现场质量检测和资料编制与整理等方面工作。