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【摘 要】 随着社会的发展，交通建设与人们的生活的联系更加紧密，对交通工程质量的要求也更加严格，水泥稳定碎石是在道路建设中常见的方式，这就要求对水泥稳定碎石材料的选择、组成设计、施工方法以及质量检验一定遵循严格规定，打造出高质量工程。本文将对基层水泥稳定碎石材料组成及施工方法做出简要介绍。
【关键词】 道路基层；水泥稳定；技术性能；施工方法；经济效益；社会效益
（一）水泥稳定碎石的作用原理
根据《公路路面基层施工技术规范》规定，我市几条道路中均采用的水泥稳定碎石基层，水泥含量3%和5%，由于水稳中含有水泥等胶凝材料因而要求整个施工过程要在水泥终凝前完成，并且一次达到质量标准，否则不易修整。因而施工中要求加强施工组织设计和计划管理，增加现场施工人员的紧迫感和责任感，加快施工进度，加大机械化施工程度，提高机械效率。水稳的施工方法也符合现代化大规模机械化发展的方向。因此水泥稳定碎石在市政工程中得到了广泛应用和推广。
水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料，采用胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实。其压实度接近于密实度，强度主要靠碎石间的嵌挤锁结原理，同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。它的初期强度高，并且强度随龄期而增加很快结成板体，因而具有较高的强度，抗渗度和抗冻性较好。水稳水泥用量一般为混合料3%∽6%，7天的无侧限抗压强度可达1.5∽4.0%mpa，较其他路基材料高。水稳成活后遇雨不泥泞，表面坚实，是城市高级路面的理想基层材料。
（二）水泥稳定碎石材料要求
水泥稳定材料主要由粒料和灰浆体积组成。粒料为级配碎石，灰浆体积包括水和胶凝材料，胶凝材料由水泥和混合材料组成。
1、水泥：采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥均可，但应选用终凝时间较长（宜在6h以上）的水泥。快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不应使用。宜采用标号较低（为325）的水泥。水泥品质必须满足国家标准规定。
2、集料
应用人工集配碎石，城市主干道用做底基层时集料的最大粒径不应超过40mm，颗粒组成范围，用表2中1号级配，用做基层时，集料的最大粒径不应超过30mm，颗粒组成应在表2所列2号级配范围内。
表2 适宜用做水泥稳定集料的颗粒组成范围
编号 1 2
通过下列筛孔（mm）的重量百分比（%） 100 100
90～100 90～100 100
75～90 75～90 90～100
50～70 50～70 60～80
30～55 30～55 30～50
15～35 15～35 15～30
10～20 10～20 10～20
0～7 0～7 0～7
液限（%） <25 <25
朔性指数 <6 <6
石料的磨耗值不超过35%，石料的压碎值不超过30%
3、混合材料：混合材料分活性和非活性两大类。活性材料是指粉煤灰等物质，可与水泥中析出的氧化钙作用。非活性材料是指不具有活性或活性甚低的人工或天然的矿物材料，对这类材料的品质要求是材料的细度和不含有害的成分。
4、水
通常适合于饮用的水，均可拌制和養护水稳。
（三）水泥稳定碎石混合料组成设计
采用水泥、粉煤灰、稳定碎石、砂、石屑等筑路材料作为水泥稳定碎石基层。
首先，实验室通过经过一定数量的原材料试验，进行配合比设计、击实实验，确定最大干密度和最佳含水量。然后以此配比制成试件，试件在规定温度条件下保湿养护6天，浸水1天后，进行无侧限抗压强度实验。
下图为水泥4%、粉煤灰10%、级配碎石86%的重型击实试验报告
经实验得知：经过对集料为砂、碎石、水泥和集料为粉煤灰、碎石、水泥的两种配比试验，结果发现掺加粉煤灰的水泥稳定混合料不仅其和易性较好，而且试块容易成型，成型后的试块外观较好，7天平均强度也较高。由水泥、粉煤灰、碎石、砂、石屑等组成的水稳基层，具有强度高、面层薄、板体性、水稳定性、抗冻性好等特性，正好弥补了灰土基层的缺陷，从而大大提高沥青混凝土道路的使用寿命。
（四）水泥稳定碎石施工方法及施工注意事项
施工程序：
原材料检测→试验配合比→配料→检查水泥剂量、含水量→拌和→运输→测量放样→摊铺→初整→稳压→细整→碾压成型→养生
一、下承层施工准备：1、复检基层的高程、宽度、纵横坡度、边坡和平整度均符合要求。没有松散材料和软弱地点。2、下承层要进行彻底清扫，并适量洒水，保持下承层湿润。
二、施工放样：在已清理成型的经监理工程师验收合格的基层上复测中心线，直线段每20m设一桩，平曲线每10m设一桩，并在路面边缘外侧0.5m设指示桩，进行水平测量，在两侧指示桩上，根据设计高程和实测高程及试验段求得准确的松铺系数，在指示桩指示松铺位置拉上钢丝线
三、试验：在材料投入使用前选定料源。碎石选用优质碎石集料，碎石的最大粒径不超过31.5mm，碎石必须由3-4种粒级规格的骨料组成，实行分仓配料。水泥采用普通硅酸盐水泥，不得使用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质水泥。施工用水应洁净，不含有害物质。水泥用量5%～5.5%，水灰比0.3～0.32。施工前由现场中心实验室按规范或设计推荐的比例进行混合料配比方案试验，报监理批准。混合料试件的7天无侧限抗压强度上层不小于3.5Mpa，压实度≥98%、下层不小于3.0Mpa，压实度≥97%。配合比在正式施工前应经过监理工程师或业主（代表）批准。试验路段：选择100m长的试验路段，通过试验路段试拌得出保持级配稳定和混合料生产控制的方法与体制，通过试铺提出减少离析、易于摊铺、避免早期干缩裂缝、兼顾平整度与压实度要求的工艺配套措施。 四、拌和：水泥稳定碎石采用稳定土厂拌设备拌和方法，骨料必须分仓配料，骨料、水泥和水必须自动计量，保证用量准确。
五、混合料运输：拌和好的混合料尽快运至现场进行摊铺，运输混合料的自卸车，均匀地在已完成地铺筑层整个表面上通过，速度宜缓，以减少不均匀碾压或车辙。
六、混合料摊铺与整形：水泥稳定碎石基层摊铺时混合料的含水量应大于最佳含水量0.5%～1.0%，以补偿摊铺及碾压过程中的水分损失。运料车在摊铺机前方10cm—30cm停车，由摊铺机迎上推运卸料，边前进边卸料，卸料速度和摊铺速度相协调。混合料采用摊铺机摊铺，摊铺机两台。摊铺机摊铺混合料时，摊铺机前进速度应与供料速度协调，摊铺速度按3-4m/min控制。摊铺速度要均匀，摊铺应连续，否则将大大影响平整度。施工中派测量员随时检测摊铺后的标高，出现异常马上采取补救措施。派专人用拌和好的水泥稳定碎石，对摊铺后表面粗料集中的部位人工找补，使表面均匀，局部水分不合适的要挖除换填合格材料。多余废料不得抛弃路旁，应用小推车随时清出现场。
七、混合料碾压：混合料经摊铺和整形50m左右时即可开始碾压，作为一个碾压段。直线段由边缘向中心碾压，超高段由内侧向外侧碾压，每道碾压应与上道碾压相重叠1/2轮宽，先用光轮压路机稳压一遍，碾压速度为1.5-2KM/h，然后用重型振动压路机振压3-4遍，碾压速度为2.5-3KM/h，最后用轻型压路机光面。使每层整个厚度和宽度完全均匀的压实到规定的密实度为止。压实后表面应平整、无轮迹或隆起、裂纹搓板及起皮松散等现象，压实度需达到重型击实试验确定最大干容重的98%。碾压过程中水泥稳定碎石的表面层应始终保持湿润。如果表面水蒸发的快，及时补洒少量的水。严禁压路机在完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车，如必须调头，应在调头处覆盖10cm厚砂砾，以保证基层表面不受破坏。在雨水、污水和其它杆管线检查井等不易碾压到位的部位，用小型机具充分压实。
八、养生：碾压完成后立即进行养生，采用洒水、塑料薄膜覆盖养生，每天洒水次数以保持基层表面湿润为度，养生期不小于7天。养生期间封闭交通，如因特殊原因不能封闭交通时，应将车速限制在15km/h以下，但严禁重型车辆通行。养生前三天选择洒水车撒水，要注意喷头的角度，以避免对水泥稳定碎石产生冲刷，造成局部坑槽。
施工中注意的问题
1、首先对底基层进行检验，复核控制桩高程。
2、水稳摊铺前底基层清扫干净，并适量洒水保持湿润。
3、搅拌拌和时，应尽量延长拌和时间，保证拌和充分，不能出现离隙现象
厂办设备使用前应先调试所用厂拌设备、各计量系统，使所拌混合物含水量、骨料级配、水泥含量均符合配比要求，使机器运转正常，拌和机出料量与所用摊铺生产能力一致起来。
4、摊铺、碾压时，摊铺系数1.3∽1.5之间，施工中必须贯彻“宁高勿低、宁刮勿补”的原则，全部施工工程力争在水泥终凝时间前完成。碾压完毕立即做密实度试验，若试验结果达不到标准重新进行碾压。工地气温低于于5℃时，不应进行施工，并应在重冰冻之前一个月结束。由于施工期在冬季，应加快施工进度，混合料碾压完成后，除覆盖塑料薄膜外，还应覆盖毛毡等物品进行保温养生。应特别注意天气变化，勿使混合料受雨淋，降雨时应停止施工，但已摊铺好的混合料尽快碾压密实。
5、水泥稳定碎石施工时，采用流水作业法，各工序紧密衔接，以缩短从拌和到完成碾压之间的延迟时间。一般情况下水稳作业完成24小时后才可以砌沿石。其与砌沿石的时间间隔也不宜太久，否则混合料形成板体后，板体坚硬，增加施工难度，敲凿板体也极易破坏板体整体性。
6、养生时间不少于7天，这期间禁止车辆通行，每日洒水车洒水养护2∽4遍，保持湿润。
（五）水泥稳定碎石质量检验标准
城市道路尚没有水稳基层的质量验收规范，城市主干道的质检标准经由市政行政主管部门、市政质检站商定如下：
压实度：最佳密实度的98%
平整度：3m直尺检查不超过10mm每40m一个断面
终断高程：（mm）+5，-10 每20m一个断面
宽度：不小于设计值 每20m一个断面
厚度：+0，-10
横坡（%）：±0.3
强度（mpa）：3.0∽4.0
水穩表面平整密实、无坑洼，施工接茬平整、稳定。
（六）水泥稳定碎石合理化建议的探讨
1、掺加粉煤灰的水稳易于施工后期强度高。
从已采用的两种配合比（一种含粉煤灰，一种不含）集料的使用情况来看，掺加粉煤灰的效果较好。这是因为只加砂的混合料需水量较大，干缩也大，在夏天高温干旱条件下施工极易出现裂缝，另外在振动式压路机碾压过程中极易翻浆，不利压路机作业。而粉煤灰混合料对改善其和易性，降低水化热温升均有显著效果。掺加粉煤灰，可提高水温的后期强度，粉煤灰的活性及球形颗粒表面光滑，在水稳中可减少骨料之间摩阻力，相应减少拌合物用水量，可改善水稳的和易性。粉煤灰使水稳产生强度的同时也发生一部分热量，但为数甚微，从而起到减少温度裂缝的作用。另外，在水稳中掺加一定数量的粉煤灰也可抑制碱骨料反应。掺加粉煤做路基，既处理了电厂排泄的废弃物，节约了土地资源，减少了对环境的污染，又降低了工程造价，不失为一种利国利民的良策
2、水泥用量用水量的控制
在拌和水稳时水泥用量一定要控制准确，用量太少减少胶凝作用，用量太大加大水化热反应温度，极易形成裂缝，另外在振动式压路机振动时，极易形成一层水泥浆覆盖在水稳表面，阻止水稳水化热的挥发，不利于压路机作业。
3、加强施工管理，加大机械化施工程度
由于水稳施工要求时间紧迫，同时要求一次达到质量标准，否则形成板体不易修整。所以必须加强施工管理，加大机械化施工程度，形成大规模、标准化作业方式，才易满足水稳的施工要求。
【关键词】 道路基层；水泥稳定；技术性能；施工方法；经济效益；社会效益
（一）水泥稳定碎石的作用原理
根据《公路路面基层施工技术规范》规定，我市几条道路中均采用的水泥稳定碎石基层，水泥含量3%和5%，由于水稳中含有水泥等胶凝材料因而要求整个施工过程要在水泥终凝前完成，并且一次达到质量标准，否则不易修整。因而施工中要求加强施工组织设计和计划管理，增加现场施工人员的紧迫感和责任感，加快施工进度，加大机械化施工程度，提高机械效率。水稳的施工方法也符合现代化大规模机械化发展的方向。因此水泥稳定碎石在市政工程中得到了广泛应用和推广。
水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料，采用胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实。其压实度接近于密实度，强度主要靠碎石间的嵌挤锁结原理，同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。它的初期强度高，并且强度随龄期而增加很快结成板体，因而具有较高的强度，抗渗度和抗冻性较好。水稳水泥用量一般为混合料3%∽6%，7天的无侧限抗压强度可达1.5∽4.0%mpa，较其他路基材料高。水稳成活后遇雨不泥泞，表面坚实，是城市高级路面的理想基层材料。
（二）水泥稳定碎石材料要求
水泥稳定材料主要由粒料和灰浆体积组成。粒料为级配碎石，灰浆体积包括水和胶凝材料，胶凝材料由水泥和混合材料组成。
1、水泥：采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥均可，但应选用终凝时间较长（宜在6h以上）的水泥。快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不应使用。宜采用标号较低（为325）的水泥。水泥品质必须满足国家标准规定。
2、集料
应用人工集配碎石，城市主干道用做底基层时集料的最大粒径不应超过40mm，颗粒组成范围，用表2中1号级配，用做基层时，集料的最大粒径不应超过30mm，颗粒组成应在表2所列2号级配范围内。
表2 适宜用做水泥稳定集料的颗粒组成范围
编号 1 2
通过下列筛孔（mm）的重量百分比（%） 100 100
90～100 90～100 100
75～90 75～90 90～100
50～70 50～70 60～80
30～55 30～55 30～50
15～35 15～35 15～30
10～20 10～20 10～20
0～7 0～7 0～7
液限（%） <25 <25
朔性指数 <6 <6
石料的磨耗值不超过35%，石料的压碎值不超过30%
3、混合材料：混合材料分活性和非活性两大类。活性材料是指粉煤灰等物质，可与水泥中析出的氧化钙作用。非活性材料是指不具有活性或活性甚低的人工或天然的矿物材料，对这类材料的品质要求是材料的细度和不含有害的成分。
4、水
通常适合于饮用的水，均可拌制和養护水稳。
（三）水泥稳定碎石混合料组成设计
采用水泥、粉煤灰、稳定碎石、砂、石屑等筑路材料作为水泥稳定碎石基层。
首先，实验室通过经过一定数量的原材料试验，进行配合比设计、击实实验，确定最大干密度和最佳含水量。然后以此配比制成试件，试件在规定温度条件下保湿养护6天，浸水1天后，进行无侧限抗压强度实验。
下图为水泥4%、粉煤灰10%、级配碎石86%的重型击实试验报告
经实验得知：经过对集料为砂、碎石、水泥和集料为粉煤灰、碎石、水泥的两种配比试验，结果发现掺加粉煤灰的水泥稳定混合料不仅其和易性较好，而且试块容易成型，成型后的试块外观较好，7天平均强度也较高。由水泥、粉煤灰、碎石、砂、石屑等组成的水稳基层，具有强度高、面层薄、板体性、水稳定性、抗冻性好等特性，正好弥补了灰土基层的缺陷，从而大大提高沥青混凝土道路的使用寿命。
（四）水泥稳定碎石施工方法及施工注意事项
施工程序：
原材料检测→试验配合比→配料→检查水泥剂量、含水量→拌和→运输→测量放样→摊铺→初整→稳压→细整→碾压成型→养生
一、下承层施工准备：1、复检基层的高程、宽度、纵横坡度、边坡和平整度均符合要求。没有松散材料和软弱地点。2、下承层要进行彻底清扫，并适量洒水，保持下承层湿润。
二、施工放样：在已清理成型的经监理工程师验收合格的基层上复测中心线，直线段每20m设一桩，平曲线每10m设一桩，并在路面边缘外侧0.5m设指示桩，进行水平测量，在两侧指示桩上，根据设计高程和实测高程及试验段求得准确的松铺系数，在指示桩指示松铺位置拉上钢丝线
三、试验：在材料投入使用前选定料源。碎石选用优质碎石集料，碎石的最大粒径不超过31.5mm，碎石必须由3-4种粒级规格的骨料组成，实行分仓配料。水泥采用普通硅酸盐水泥，不得使用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质水泥。施工用水应洁净，不含有害物质。水泥用量5%～5.5%，水灰比0.3～0.32。施工前由现场中心实验室按规范或设计推荐的比例进行混合料配比方案试验，报监理批准。混合料试件的7天无侧限抗压强度上层不小于3.5Mpa，压实度≥98%、下层不小于3.0Mpa，压实度≥97%。配合比在正式施工前应经过监理工程师或业主（代表）批准。试验路段：选择100m长的试验路段，通过试验路段试拌得出保持级配稳定和混合料生产控制的方法与体制，通过试铺提出减少离析、易于摊铺、避免早期干缩裂缝、兼顾平整度与压实度要求的工艺配套措施。 四、拌和：水泥稳定碎石采用稳定土厂拌设备拌和方法，骨料必须分仓配料，骨料、水泥和水必须自动计量，保证用量准确。
五、混合料运输：拌和好的混合料尽快运至现场进行摊铺，运输混合料的自卸车，均匀地在已完成地铺筑层整个表面上通过，速度宜缓，以减少不均匀碾压或车辙。
六、混合料摊铺与整形：水泥稳定碎石基层摊铺时混合料的含水量应大于最佳含水量0.5%～1.0%，以补偿摊铺及碾压过程中的水分损失。运料车在摊铺机前方10cm—30cm停车，由摊铺机迎上推运卸料，边前进边卸料，卸料速度和摊铺速度相协调。混合料采用摊铺机摊铺，摊铺机两台。摊铺机摊铺混合料时，摊铺机前进速度应与供料速度协调，摊铺速度按3-4m/min控制。摊铺速度要均匀，摊铺应连续，否则将大大影响平整度。施工中派测量员随时检测摊铺后的标高，出现异常马上采取补救措施。派专人用拌和好的水泥稳定碎石，对摊铺后表面粗料集中的部位人工找补，使表面均匀，局部水分不合适的要挖除换填合格材料。多余废料不得抛弃路旁，应用小推车随时清出现场。
七、混合料碾压：混合料经摊铺和整形50m左右时即可开始碾压，作为一个碾压段。直线段由边缘向中心碾压，超高段由内侧向外侧碾压，每道碾压应与上道碾压相重叠1/2轮宽，先用光轮压路机稳压一遍，碾压速度为1.5-2KM/h，然后用重型振动压路机振压3-4遍，碾压速度为2.5-3KM/h，最后用轻型压路机光面。使每层整个厚度和宽度完全均匀的压实到规定的密实度为止。压实后表面应平整、无轮迹或隆起、裂纹搓板及起皮松散等现象，压实度需达到重型击实试验确定最大干容重的98%。碾压过程中水泥稳定碎石的表面层应始终保持湿润。如果表面水蒸发的快，及时补洒少量的水。严禁压路机在完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车，如必须调头，应在调头处覆盖10cm厚砂砾，以保证基层表面不受破坏。在雨水、污水和其它杆管线检查井等不易碾压到位的部位，用小型机具充分压实。
八、养生：碾压完成后立即进行养生，采用洒水、塑料薄膜覆盖养生，每天洒水次数以保持基层表面湿润为度，养生期不小于7天。养生期间封闭交通，如因特殊原因不能封闭交通时，应将车速限制在15km/h以下，但严禁重型车辆通行。养生前三天选择洒水车撒水，要注意喷头的角度，以避免对水泥稳定碎石产生冲刷，造成局部坑槽。
施工中注意的问题
1、首先对底基层进行检验，复核控制桩高程。
2、水稳摊铺前底基层清扫干净，并适量洒水保持湿润。
3、搅拌拌和时，应尽量延长拌和时间，保证拌和充分，不能出现离隙现象
厂办设备使用前应先调试所用厂拌设备、各计量系统，使所拌混合物含水量、骨料级配、水泥含量均符合配比要求，使机器运转正常，拌和机出料量与所用摊铺生产能力一致起来。
4、摊铺、碾压时，摊铺系数1.3∽1.5之间，施工中必须贯彻“宁高勿低、宁刮勿补”的原则，全部施工工程力争在水泥终凝时间前完成。碾压完毕立即做密实度试验，若试验结果达不到标准重新进行碾压。工地气温低于于5℃时，不应进行施工，并应在重冰冻之前一个月结束。由于施工期在冬季，应加快施工进度，混合料碾压完成后，除覆盖塑料薄膜外，还应覆盖毛毡等物品进行保温养生。应特别注意天气变化，勿使混合料受雨淋，降雨时应停止施工，但已摊铺好的混合料尽快碾压密实。
5、水泥稳定碎石施工时，采用流水作业法，各工序紧密衔接，以缩短从拌和到完成碾压之间的延迟时间。一般情况下水稳作业完成24小时后才可以砌沿石。其与砌沿石的时间间隔也不宜太久，否则混合料形成板体后，板体坚硬，增加施工难度，敲凿板体也极易破坏板体整体性。
6、养生时间不少于7天，这期间禁止车辆通行，每日洒水车洒水养护2∽4遍，保持湿润。
（五）水泥稳定碎石质量检验标准
城市道路尚没有水稳基层的质量验收规范，城市主干道的质检标准经由市政行政主管部门、市政质检站商定如下：
压实度：最佳密实度的98%
平整度：3m直尺检查不超过10mm每40m一个断面
终断高程：（mm）+5，-10 每20m一个断面
宽度：不小于设计值 每20m一个断面
厚度：+0，-10
横坡（%）：±0.3
强度（mpa）：3.0∽4.0
水穩表面平整密实、无坑洼，施工接茬平整、稳定。
（六）水泥稳定碎石合理化建议的探讨
1、掺加粉煤灰的水稳易于施工后期强度高。
从已采用的两种配合比（一种含粉煤灰，一种不含）集料的使用情况来看，掺加粉煤灰的效果较好。这是因为只加砂的混合料需水量较大，干缩也大，在夏天高温干旱条件下施工极易出现裂缝，另外在振动式压路机碾压过程中极易翻浆，不利压路机作业。而粉煤灰混合料对改善其和易性，降低水化热温升均有显著效果。掺加粉煤灰，可提高水温的后期强度，粉煤灰的活性及球形颗粒表面光滑，在水稳中可减少骨料之间摩阻力，相应减少拌合物用水量，可改善水稳的和易性。粉煤灰使水稳产生强度的同时也发生一部分热量，但为数甚微，从而起到减少温度裂缝的作用。另外，在水稳中掺加一定数量的粉煤灰也可抑制碱骨料反应。掺加粉煤做路基，既处理了电厂排泄的废弃物，节约了土地资源，减少了对环境的污染，又降低了工程造价，不失为一种利国利民的良策
2、水泥用量用水量的控制
在拌和水稳时水泥用量一定要控制准确，用量太少减少胶凝作用，用量太大加大水化热反应温度，极易形成裂缝，另外在振动式压路机振动时，极易形成一层水泥浆覆盖在水稳表面，阻止水稳水化热的挥发，不利于压路机作业。
3、加强施工管理，加大机械化施工程度
由于水稳施工要求时间紧迫，同时要求一次达到质量标准，否则形成板体不易修整。所以必须加强施工管理，加大机械化施工程度，形成大规模、标准化作业方式，才易满足水稳的施工要求。