不利气候条件下水泥稳定碎石基层快速施工措施及对策探析

余祥银

昭通市高速公路建设办公室 云南昭通657000

摘 要：交通是国民经济先导产业，是脱贫致富的重要法宝，水泥稳定基层作为路面主要结构层和承重层，对路面使用寿命和服务质量具有重要影响，因经，加强水泥稳定基层的质量控制意义重大。本文结合不利气候条件及快速施工的需要，从原材料生产加工控制、设备配备及质量管控等环节探讨了施工控制措施和对策。可为类似气候条件下基层快速施工提供借鉴和指导。

关键词：水泥稳定碎石；基层；不利气候；级配设计；快速施工；措施

水泥稳定基层是以水泥为胶凝材料的，填充集料形成孔隙并经水泥水化后形成强度的半刚性基层材料，具有成本低，价格省等优点^[1,3]，广泛应用于我国各个等级公路基层作为主要结构层和承重层。但受水泥胶凝材料干缩及温缩特性影响，开裂是水泥稳定碎石需要避免的常见病害，需要保障水泥稳定基层具备水泥用量少、用水量少、细集料含量少及粗集料占比多的“三少一多”特点，以实现基层高强、抗裂的效果，提高基层质量水平。本文结合项目所处气候潮湿多雨、气候低、日温差大的不利条件，从原材料生产加工控制、配合比设计、设备配备及过程试验检测、成品检验及质量管控等环节提出水泥稳定碎石基层质量控制措施。

1 原材料质量控制

1.1 集料生产加工及控制

集料占水泥稳定碎石的比例超过90%，集料需求量大。项目所处区域多雨、潮湿，部分集料生产场地夹层粘土含量高、盖山土厚，集料生产加工质量波动大，石料的粘土含量及含泥量超标现象隐患相对突出，细集料筛孔易堵塞。因此，保障和控制好集料生产质量、规格划分及有效措施提高结构整体性是项目成败关键。

料源及料场应采取准入制方法加强源头管理。施工单位确定备料意向后，应首先组织原材料岩性及力学性能的试验检测，检测结果合格后协调和组织进行集料生产设备改造和完善，再按程序提出集料备料申请，各方严格审查集料生产加工方案、质量控制管理措施，经确认生产组织符合要求后才能组织大批量备料。结合不利气候条件及盖山土情况，集料备料过程应重点加强以下几方面控制：

（1）在一级鄂破进料口应装间隙不小于8cm，长度不小1.5m的振动喂料器，振动喂料器的具体振幅及间隙板长度，以有效筛除片石中的尘土与杂质为宜。以有保障集料生产加工的质量。

（2）集料生产加工装置原则上应全部搭棚覆盖，最低限度应对一破、二破或三破间传输及筛分装置进行覆盖。以保障不因雨水的影响导致石料粘附在不同规模集料而导致集料筛分充分。

（3）以砂当量指标加强细集料洁净度的控制，砂当量不合格的集料降级使用或弃用。

（4）3-5mm集料用量过多会发生干涉作用，影响骨架的骨架结构，导致细集料用量增大，宜将3-5mm规格集料回轧生产细集料。

1.2 水泥

水泥宜采用缓凝的普通硅酸盐水泥，初凝时间应不小于3小时，且满足施工要求、终凝时间不小于6小时且不大于10小时。可通过建立水泥标准强度与EDTA滴定曲线的关系，然后在施工过程采用EDTA快速检测结合常规7天和28天标准胶砂强度试验检测相结合方式加强原材料控制。

1.3 水

无论采用经检验合格的非饮用水还是饮用水，建议采用蓄水池蓄3-5天拌和用水。

2 设备配置

水泥稳定基层厚度相对较厚，一般分两层或三层铺筑，但为保障结构的层间粘结及整体性，多采用双层摊铺一次成型工艺施工。每层摊铺厚度约为15cm-25cm，为保障连续施工，宜采拌和均匀性优的高产量的拌和设备。采用大宽度、抗离析摊铺机，以提高摊铺均匀性和初始压实度，提高平整度。碾压设备配置宜提高碾压效果，应轻重组合结合，并配置边缘夯实设备。推荐设备组合如下：

（1）拌和设备：宜采用800型及以上拌和设备，拌缸采用双拌缸或单拌缸与振动拌缸组合的设备，以保障拌和的混合料不出现花白料。

（2）摊铺机：宜采用大功率、大宽度、抗离析摊铺机，有效解决摊铺均匀性，并提高夯实的初始压实度。推荐采用中大1800及以上型号的大功率摊铺机。

（3）碾压设备：12-18吨双钢轮压路机1台进行初压，复压设备两台，1台22或26吨单钢轮压路机，1台32吨及以上单钢轮压路机，终压采用1台26吨及以上胶轮压路机1台，搓揉收面。为保障边缘压实效果，还宜配置1台平板夯及小型压路机。

（4）运输车辆宜保障拌和设备连续不停车，并富余10-15%。道路运输条件相对较好时可采用后8轮运输车辆，提高运能。

3施工组织及对策

水泥稳定碎石基层作为主要的结构层，施工质量控制的重点是，以级配骨架结构和抗裂性控制为龙头，以混合料的压实度为核心，以结构整体性及均匀性为重点，抓原材料、配合比、试验路段人机配备和组合、工艺参数等源头和关键环节控制，精细化管理和施工。以试验检测为手段和以工程实体的效果作改进和纠偏的依据，追求质量零缺陷目标。水泥稳定碎石基层施工完成后一般需要养护7天后才能进行封层及沥青下面层的施工，结合本项目多雨、低温、日温差大及施工工期十分紧张的特点，采取以下措施进行施工控制。

（1）鉴于气候相对潮湿和多雨，施工前应与气象部门加强沟通协调，及时掌握每天施工的天气预报信息，合理组织施工。气候炎热时，拌和用水量在最佳含水率的基础上增加0.5-1%的含水量，并在施工碾压过程及时对表面散失的水量用双钢轮或胶轮补水，以保证表面的水分，避免表面出现松散现象。雨天或阴天时，含水率宜按最佳含水率略高进行控制，以减少含水率过高而导致的干缩开裂。覆盖养护的装置宜采用带吸水树脂的塑料薄膜及时养生，避免雨水冲刷或剥落形成表面集料松散。

（2）施工工艺及组织方式的试验研究

为探索水泥稳定碎石基层是否具备不养生条件下及时施工封层和铺筑沥青下面层可行性。采用大型轮碾压成型水泥稳定基层至预期压实效果后，继续连续不断碾压，模拟强度未形成前，一直承受行车荷载作用对最终强度的影响。将水泥稳定碎石振动成型施工置养护室，养生12小时、24小时后，分别再次用振动成型设备振动击实，再按标准条件养生，共养生6天后，浸水一天测无侧限抗压强度。通过试验分析，骨架型级配强度基本相当，甚至略高，但悬浮密实型水泥稳定基层强度存在一定衰减，衰减幅度不超过20%。因而结合为克服气温低导致的冻胀隐患和减少施工养护周期。制订了水泥稳定碎石基层施工完成后，表面微干后及时喷洒透层，并在透层破乳后及时进行沥青下面层的摊铺施工方案。待基层施工完成7天后，在试验路的基础上，再增加1倍的检测频率进行基层强度和整体性试验检测。试验检测结果有效验证了骨架型水泥稳定碎石基层不养生及时铺筑沥青的方案可行性。

（3）施工工艺及组织

基层结构的整体性对结构整体强度及使用寿命影响很大。因此，推荐无论按两层或三层摊铺，宜采用初凝时间范围内，丙次或三次摊铺，一次成型的方案进行施。基层分层施工时，层间还须喷洒水泥浆提高层间粘结效果，按此方案施工，可显著缩短施工周期，大幅减少养生和交通管制费用。

（4）骨架密实型水泥稳定基层不养生铺筑沥青下面层的质量风险及防治对策

设计骨架密实型水泥稳定基层，并在基层施工后及时施作封层及下面层，既能提高路面的施工速度，又能有效降低基层施工后气温低产生的冻胀风险。该方案对难以中断交通施工的国道，及施工周期紧张的路面施工具有借鉴和指导意义。但若水泥稳定基层施工完成后及时铺筑沥青下面层，当因水泥稳定基层质量控制不到位，存在强度不足、开裂严重等问题时，不但需返工处理基层，紧跟铺筑的沥青面层及封层也需全部返工处理，成本和代价更加高昂。为降低质量风险，建议采取以下对策和措施：

① 加强过程质量控制，强化水泥品质，过程水泥用量的EDTA滴定检测，保障水泥品质及水泥用量的准确添加。此外，结合水泥初凝或终凝后弯沉值会明显减少，还需在施工封层前采用测量弯沉方式，保障不出现水泥用量明显不足或漏加的问题，保障基层最终强度。

② 加强交通管理，水泥稳定碎石基层强度未形成前，施工设备及运输车辆不得在强度未形成或未铺筑沥青层的作业面上转向或调头。避免对基层产生剪切破坏。

③ 原则上，沥青下面层施工后，除无施工作业面外，须及时铺筑中、上面层外，宜至少养生至第5天后，连同沥青面层、基层一起钻芯检验合格后，再施工中、上面层。

4 结论

公路是一种带状结构，沿线经历的气候及环境条件差异相对较大。因此，在实施过程既不能对施工规范和标准生搬硬套。也需要结合施工的客观条件及要求，以试验数据科学引导制订合理方案和控制措施。最终实现快速施工的同时，保障和施工的质量和效果。

参考文献：

1、侯玲烽. 浅析水泥稳定碎石基层施工质量控制[J]. 福建建材, 2020(8).

2、盛士刚. 水泥稳定碎石基层的质量控制[J]. 中国公路, 2018, 000(002):110-111.

3、刘怡飞. 论水泥稳定碎石基层试验检测控制的重要性[J]. 工程技术(文摘版)·建筑, 2016(6):00312-00312.