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摘要:介绍省道303延安至吴起公路水泥稳定碎石基层配合比设计和施工质量控制。
关键词: 水泥稳定碎石基层 ， 配合比设计 ， 施工技术
中图分类号： U416.214文献标识码：A文章编号：
Abstract: this paper introduces the provincial road 303 yenan to WuQi highway cement stabilized macadam mixture ratio design and construction quality control.
Keywords: of the cement stable macadam, mixture design, construction technology
1概述
水泥稳定碎石基层作为一种半刚性路面基层，因其具有板体性好、强度高、初期强度增长快、力学性能优、水稳性能好和具有一定的抗冻性能等优点，被广泛应用于各等级公路中。但是按现行规范要求设计配合比的基层收缩系数较大，加上施工工艺不科学，易使该种基层因干缩和冷缩所形成的裂缝影响路面使用性能。因此，在道路修筑过程中，如何搞好水泥稳定碎石基层的配合比设计、如何保证其施工质量显得尤为重要。
省道303延安至吴起公路位于陕西延安黄土高原中部，是陕西省公路次骨架的重要组成部分。路线全长110 km，设计等级为二级，路基宽10m，路面宽9.5 m。路面结构设计为20 cm石灰稳定土底基层，20 cm水泥稳定碎石基层，7cm+5cm沥青混凝土面层。设计要求水泥稳定碎石基层7天无侧限抗压强度为4.0 MPa,采用集中厂拌、机械摊铺进行施工。
2配合比设计
配合比设计也称材料组成设计，它是路面设计的重要组成部分。通过配合比设计，使确定采用的材料能符合规定的技术要求。同时，配合比设计又是施工质量管理的重要内容。
2.1原材料质量要求
(1）水泥
采用32.5＃普通硅酸盐水泥，要求初凝时间3h以上，终凝时间6h以上。表1为水泥试验结果。
表1 水泥试验结果
2.2配合比设计
在重型击实条件下，确定出混合料的最佳含水量、最大干密度和7d浸水抗压强度，作为水稳层配合比设计的主要依据和指导施工的重要参数。主要包括目标配合比设计和施工配合比设计。
1、目标配合比设计
通过试验选择适宜的水泥稳定碎石原材料，确定出混合料的最佳含水量、最佳水泥剂量两个基本参数以及最大干密度和碎石材料级配。在试验过程中，水泥剂量分别按4％、5％、6%三种比例进行混合料的配置，即水泥：碎石为4：96、5：95、6：94，集料采用干料，含水量为0。试验结果见表3。
表3 水稳混合料室内试验结果
通过验算，5％的水泥用量为满足强度指标要求的最小水泥用量，因此将其确定为最佳水泥用量，即：试验室得到的目标配合比为水泥：碎石=5：95，最佳含水量为5.40％，最大干密度为2. 37g/cm3。
(2）施工配合比设计
考虑到室内和工地之间存在着成型机具以及养生条件等差异，因此对目标配合比所铺筑试验路的参数进行验证和修正，最终确定出水稳碎石集料级配如表4所示。
表4 水稳碎石集料施工配合比设计级配
方孔筛尺寸(mm） 31.5 26.5 19.0 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075
通过质量百分率（%） 100.0 96.4 81.1 57.2 33.2 27.8 10.0 0.7
2.3水泥延迟时间时强度的影响
水泥延迟时间的长短直接影响水稳层的施工质量。过短，影响水稳混合料的搅拌、运输、摊铺和压实等工序；过长，则影响水稳基层强度的形成。因此，在确定施工配合比时，水泥延迟时间的测定很重要。
根据所确定的配合比，通过试验测定水泥稳定碎石集料的延迟时间对7d无侧限抗压强度的影响，即进行随时拌料击实、闷料时覆盖击实和闷料时不覆盖击实三种方式制作试件，分别对应的延迟时间为（即从加入水与水泥拌合后到试件制作完成的时间）即时、4小时、6小时三种，要求温度控制在27℃～32℃之间。表5为各延迟时间下的无侧限强度值。
表5 不同延迟时间下的无侧限抗压强度值
由表5试验结果分析气出：当试件制作时间从4h延迟至6h时，强度降低仅为3～6％，亦即当该种水泥的延迟时间为6h时，其强度也能满足要求。
3 施工质量控制
基层质量的好坏直接影响路面使用性能。而要保证基层的质量，必须抓好施工机械的选择、试验路的铺筑以及基层的大面积施工等各个环节。
3.1施工机械的选择
施工机械按工序要求选择，如表6所示。
表6施工机械的选择
工序 所采用机械
水泥稳定碎石混合料的拌合 WDB500型粒料拌合站集中拌合
集料运输 15T以上自卸汽车
集料摊铺 ABG423多功能粒料摊铺机进行摊铺
水稳层压实 18-20T光轮振动压路机压实
水稳层收面 16-25T轮胎压路机收面
3.2水泥稳定碎石基层施工
本工程通过修筑试验路，确定施工过程中所需的各种参数，根据试验路所确定的相关技术参数，进行水稳层的大面积施工。主要步骤为：
(1)施工放样：基层施工之前，依据设计图纸，由测量技术人员用全站仪恢复路基中线，定出基层宽度线和引导摊铺机行走的标高控制线，并经监理工程师认可。
(2)支模：为使基层边缘顺直、整齐，要求基层边缘支钢模或木模。且模板顶面高程高于基层设计标高（具体高度以利于摊铺机摊铺为宜），并用钢钎固牢，使压路机碾压时不产生移动、跑模。
(3)下承层表面清扫和洒水湿润：摊铺之前对底基层顶面进行彻底清扫，使底基层表面不留任何杂物、浮土；视情况用水车洒水，做到底基层表面不干燥、不积水。
(4)水稳混合料的拌和：稳定碎石采用厂拌法连续式拌和，碎石级配、砂、水泥的比例依其重量比采用试验路总结出的施工配合比进行配合，水泥剂量较试验确定剂量增加0.5％。含水量应根据气温以及各种原材料的自然含水量等情况较最佳含水量增加0.5%～1％左右。
(5）水穩混合料的运输：为减少混合料离析现象，应向自卸车箱分三处堆装混合料，迫使粗料在车厢中部落下；要求控制好混合料运输时间，保证摊铺现场不等料、不压车，同时做好协调工作，保证运输流畅；当运距较远、气温较高时，需用彩条布加以覆盖。
(6）水稳混合料的摊铺：采用ABG摊铺机进行摊铺，摊铺时要求采用两台摊铺机并行摊铺，混合料摊铺宽度5m,并要求两台摊铺机之间保持距离5-l0m进行摊铺行走；采用做标高线的方法利用摊铺机探杆自动控制路面纵、横坡坡度；对于无法摊铺的路段或部位采用人工摊铺，并严格保证路面纵、横坡和平整度。
(7)压实：压路机在碾压过程中按 “稳压→振动→收面”和“先轻后重、先慢后快、先边后中”的原则进行阶梯型碾压；禁止压路机和车辆在已完成或正在碾压的路段上调头、急刹车和突然起步。
(8)检测：为了保证工程质量，要求在混合料的碾压过程中，质检人员随时检测其水泥剂量和压实度等，同时基层养生7天后进行钻芯取样，检测其结构强度是否满足不小于4.0Mpa的要求。
(9）养护：基层施工完成后，应根据气温情况及时补水养生。养生期间应封闭交通进行养护，或只允许施工车辆均匀分布在基层宽度内低速行驶；若基层完成后10天内不能及时铺筑面层时，则应铺洒沥青封层进行保护。
4结语
1.由于水泥稳定碎石基层施工受水泥延迟时间的限制，施工过程中要严格控制混合料的拌合、运输、摊铺及碾压时间。
2.水稳混合料集料级配的优劣严重影响着基层的质量。如集料中粗集料比例不恰当，会给碾压带来困难，使基层难以成形并影响强度，反之，若集料中细集料过多，如水泥用量的增加将会使基层易产生裂缝。
3.省道303延安至吴起公路经过的地区地处林区，地下水位高，延安境内还没有相应的成熟经验，因此，修筑这条公路的同时也是进行科研总结的过程，能为今后我市的公路修建提供第一手宝贵资料。
参考文献
1 公路路面基层施工技术规范 . 人民交通出版社 . 2000年 .
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词: 水泥稳定碎石基层 ， 配合比设计 ， 施工技术
中图分类号： U416.214文献标识码：A文章编号：
Abstract: this paper introduces the provincial road 303 yenan to WuQi highway cement stabilized macadam mixture ratio design and construction quality control.
Keywords: of the cement stable macadam, mixture design, construction technology
1概述
水泥稳定碎石基层作为一种半刚性路面基层，因其具有板体性好、强度高、初期强度增长快、力学性能优、水稳性能好和具有一定的抗冻性能等优点，被广泛应用于各等级公路中。但是按现行规范要求设计配合比的基层收缩系数较大，加上施工工艺不科学，易使该种基层因干缩和冷缩所形成的裂缝影响路面使用性能。因此，在道路修筑过程中，如何搞好水泥稳定碎石基层的配合比设计、如何保证其施工质量显得尤为重要。
省道303延安至吴起公路位于陕西延安黄土高原中部，是陕西省公路次骨架的重要组成部分。路线全长110 km，设计等级为二级，路基宽10m，路面宽9.5 m。路面结构设计为20 cm石灰稳定土底基层，20 cm水泥稳定碎石基层，7cm+5cm沥青混凝土面层。设计要求水泥稳定碎石基层7天无侧限抗压强度为4.0 MPa,采用集中厂拌、机械摊铺进行施工。
2配合比设计
配合比设计也称材料组成设计，它是路面设计的重要组成部分。通过配合比设计，使确定采用的材料能符合规定的技术要求。同时，配合比设计又是施工质量管理的重要内容。
2.1原材料质量要求
(1）水泥
采用32.5＃普通硅酸盐水泥，要求初凝时间3h以上，终凝时间6h以上。表1为水泥试验结果。
表1 水泥试验结果
2.2配合比设计
在重型击实条件下，确定出混合料的最佳含水量、最大干密度和7d浸水抗压强度，作为水稳层配合比设计的主要依据和指导施工的重要参数。主要包括目标配合比设计和施工配合比设计。
1、目标配合比设计
通过试验选择适宜的水泥稳定碎石原材料，确定出混合料的最佳含水量、最佳水泥剂量两个基本参数以及最大干密度和碎石材料级配。在试验过程中，水泥剂量分别按4％、5％、6%三种比例进行混合料的配置，即水泥：碎石为4：96、5：95、6：94，集料采用干料，含水量为0。试验结果见表3。
表3 水稳混合料室内试验结果
通过验算，5％的水泥用量为满足强度指标要求的最小水泥用量，因此将其确定为最佳水泥用量，即：试验室得到的目标配合比为水泥：碎石=5：95，最佳含水量为5.40％，最大干密度为2. 37g/cm3。
(2）施工配合比设计
考虑到室内和工地之间存在着成型机具以及养生条件等差异，因此对目标配合比所铺筑试验路的参数进行验证和修正，最终确定出水稳碎石集料级配如表4所示。
表4 水稳碎石集料施工配合比设计级配
方孔筛尺寸(mm） 31.5 26.5 19.0 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075
通过质量百分率（%） 100.0 96.4 81.1 57.2 33.2 27.8 10.0 0.7
2.3水泥延迟时间时强度的影响
水泥延迟时间的长短直接影响水稳层的施工质量。过短，影响水稳混合料的搅拌、运输、摊铺和压实等工序；过长，则影响水稳基层强度的形成。因此，在确定施工配合比时，水泥延迟时间的测定很重要。
根据所确定的配合比，通过试验测定水泥稳定碎石集料的延迟时间对7d无侧限抗压强度的影响，即进行随时拌料击实、闷料时覆盖击实和闷料时不覆盖击实三种方式制作试件，分别对应的延迟时间为（即从加入水与水泥拌合后到试件制作完成的时间）即时、4小时、6小时三种，要求温度控制在27℃～32℃之间。表5为各延迟时间下的无侧限强度值。
表5 不同延迟时间下的无侧限抗压强度值
由表5试验结果分析气出：当试件制作时间从4h延迟至6h时，强度降低仅为3～6％，亦即当该种水泥的延迟时间为6h时，其强度也能满足要求。
3 施工质量控制
基层质量的好坏直接影响路面使用性能。而要保证基层的质量，必须抓好施工机械的选择、试验路的铺筑以及基层的大面积施工等各个环节。
3.1施工机械的选择
施工机械按工序要求选择，如表6所示。
表6施工机械的选择
工序 所采用机械
水泥稳定碎石混合料的拌合 WDB500型粒料拌合站集中拌合
集料运输 15T以上自卸汽车
集料摊铺 ABG423多功能粒料摊铺机进行摊铺
水稳层压实 18-20T光轮振动压路机压实
水稳层收面 16-25T轮胎压路机收面
3.2水泥稳定碎石基层施工
本工程通过修筑试验路，确定施工过程中所需的各种参数，根据试验路所确定的相关技术参数，进行水稳层的大面积施工。主要步骤为：
(1)施工放样：基层施工之前，依据设计图纸，由测量技术人员用全站仪恢复路基中线，定出基层宽度线和引导摊铺机行走的标高控制线，并经监理工程师认可。
(2)支模：为使基层边缘顺直、整齐，要求基层边缘支钢模或木模。且模板顶面高程高于基层设计标高（具体高度以利于摊铺机摊铺为宜），并用钢钎固牢，使压路机碾压时不产生移动、跑模。
(3)下承层表面清扫和洒水湿润：摊铺之前对底基层顶面进行彻底清扫，使底基层表面不留任何杂物、浮土；视情况用水车洒水，做到底基层表面不干燥、不积水。
(4)水稳混合料的拌和：稳定碎石采用厂拌法连续式拌和，碎石级配、砂、水泥的比例依其重量比采用试验路总结出的施工配合比进行配合，水泥剂量较试验确定剂量增加0.5％。含水量应根据气温以及各种原材料的自然含水量等情况较最佳含水量增加0.5%～1％左右。
(5）水穩混合料的运输：为减少混合料离析现象，应向自卸车箱分三处堆装混合料，迫使粗料在车厢中部落下；要求控制好混合料运输时间，保证摊铺现场不等料、不压车，同时做好协调工作，保证运输流畅；当运距较远、气温较高时，需用彩条布加以覆盖。
(6）水稳混合料的摊铺：采用ABG摊铺机进行摊铺，摊铺时要求采用两台摊铺机并行摊铺，混合料摊铺宽度5m,并要求两台摊铺机之间保持距离5-l0m进行摊铺行走；采用做标高线的方法利用摊铺机探杆自动控制路面纵、横坡坡度；对于无法摊铺的路段或部位采用人工摊铺，并严格保证路面纵、横坡和平整度。
(7)压实：压路机在碾压过程中按 “稳压→振动→收面”和“先轻后重、先慢后快、先边后中”的原则进行阶梯型碾压；禁止压路机和车辆在已完成或正在碾压的路段上调头、急刹车和突然起步。
(8)检测：为了保证工程质量，要求在混合料的碾压过程中，质检人员随时检测其水泥剂量和压实度等，同时基层养生7天后进行钻芯取样，检测其结构强度是否满足不小于4.0Mpa的要求。
(9）养护：基层施工完成后，应根据气温情况及时补水养生。养生期间应封闭交通进行养护，或只允许施工车辆均匀分布在基层宽度内低速行驶；若基层完成后10天内不能及时铺筑面层时，则应铺洒沥青封层进行保护。
4结语
1.由于水泥稳定碎石基层施工受水泥延迟时间的限制，施工过程中要严格控制混合料的拌合、运输、摊铺及碾压时间。
2.水稳混合料集料级配的优劣严重影响着基层的质量。如集料中粗集料比例不恰当，会给碾压带来困难，使基层难以成形并影响强度，反之，若集料中细集料过多，如水泥用量的增加将会使基层易产生裂缝。
3.省道303延安至吴起公路经过的地区地处林区，地下水位高，延安境内还没有相应的成熟经验，因此，修筑这条公路的同时也是进行科研总结的过程，能为今后我市的公路修建提供第一手宝贵资料。
参考文献
1 公路路面基层施工技术规范 . 人民交通出版社 . 2000年 .
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。