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1、水穩基層的施工工藝水泥穩定碎石基層的施工工藝南京交通職業技術學院03203任存銀摘要：通過江蘇省205國道新沂改線西南段工程水泥穩定碎石基層的施工實踐，詳細闡述了水泥穩定碎石基層施工中的材料、生產、攤鋪、碾壓等環節的施工及質量控制的關鍵步驟，以及應注意的幾個問題。關鍵詞：水泥穩定碎石施工質量控制水泥穩定碎石是近幾年新興的用于高等級公路底基層、基層施工的一種半剛性路面結構型式。作為瀝青混凝土的下承層,因其具有良好的板體性、水穩性和抗凍性，力學強度可視需要而調整以及整體承載能力強等優點,正逐漸受到設計部門和建設單位的青睞。但因其材料級配、水泥劑量,攤鋪碾壓、離析處理、成活時間及工后養生在實際施工中2、較難控制，稍有不甚,就會產生裂縫，厚度、強度不能滿足設計要求等缺陷，導致瀝青面層龜裂破壞,造成不可估量的損失，使許多施工企業談之色變。本文通過我實習期間在單位幾個月來施工水泥穩定碎石的經驗進行總結,及通過閱讀資料和規范 ，重點介紹了水泥穩定碎石施工中的材料控制、生產拌制、攤鋪碾壓等環節的施工及質量控制。 205國道縱橫我國東部沿海地區，聯系著東北、華北、華東、華南等大幾經濟區域，是一條重要的南北向公xx通道。該線在徐州境內北起自蘇魯交界的韓莊，南止于徐宿交界的新開河橋。205國道新沂改線西南段的建設，改變了205國道從新沂穿城而過的局面，避免了過境車輛對城區正常生產生活秩序的干擾，同時也保證了3、205國道的正常交通。該項目的建設不僅減少對新沂市政建設的影響，給城市留有充分的發展空間，提高城市的中心地位，以利于新沂市的可持續發展，也是京滬高速公路暢通最強有力的保障，為建設徐連經濟帶發揮重要作用。 205國道新沂改線西南段按四車道一級公路標準設計，采用整體式路基，路基寬度26.0米，其中單向行車道寬3.75米，左側路緣帶0.75米，硬路肩3.0米（含右側路緣帶0.5米），土路肩0.75米，中央分隔帶2.0米。路面結構上面層為4cm瀝青混凝土AC-13，中面層為5cmAC-16中粒式瀝青混凝土，下面層為7cmAC-25粗粒式瀝青混凝土；1cm厚瀝青中砂下封層，36cm水泥穩定碎石基層，204、cm石灰土。 一、水泥穩定碎石作用原理水泥穩定碎石是以級配碎石作骨料，采用一定數量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨料的空隙，按嵌擠原理攤鋪壓實。其壓實度接近于密實度，強度主要靠碎石間的嵌擠鎖結原理，同時有足夠的灰漿體積來填充骨料的空隙。它的初期強度高，并且強度隨齡期而增加很快結成板體，因而具有較高的強度，抗滲度和抗凍性較好。水穩水泥用量一般為混合料3%7%，7天的無側限抗壓強度可達1.54.0%mpa，較其他路基材料高。水穩成活后遇雨不泥濘，表面堅實，是高級路面的理想基層材料。根據交通部公路路面基層施工技術規范規定，我市幾條道路中采用的水泥穩定碎石均屬中粒土，由于水穩中含有水泥等膠凝材料因而要5、求整個施工過程要在水泥終凝前完成，并且一次達到質量標準，否則不易修整。因而施工中要求加強施工組織設計和計劃管理，增加現場施工人員的緊迫感和責任感，加快施工進度，加大機械化施工程度，提高機械效率。水穩的施工方法也符合現代化大規模機械化發展的方向。因而水穩在公路工程中的應用會得到很快推廣。二、材料要求水穩材料主要由粒料和灰漿體積組成。粒料為級配碎石，灰漿體積包括水和膠凝材料，膠凝材料由水泥和混合材料組成。1、水泥水泥作為集合料的一種穩定劑，其質量對集料的質量是至關重要的，施工時選用終凝時間較長，標號較低的水泥。為使穩定土有足夠的時間進行拌和、運輸、攤鋪、碾壓以及保證其具有足夠的強度，不應使用快凝水6、泥、早強水泥以及受潮變質水泥。按合同要求本標段使用由業主指定的水泥廠家提供的優質免檢水泥：徐州市淮海325號普通硅酸鹽水泥。2、混合材料混合材料分活性和非活性兩大類。活性材料是指粉煤灰等物質，可與水泥中析出的氧化鈣作用。非活性材料是指不具有活性或活性甚低的人工或天然的礦物材料，對這類材料的品質要求是材料的細度和不含有害的成分。粉煤灰質量標準 表1項目 粉煤灰品質技術條件（GB1596-79） 水工混凝土摻用粉煤灰技術暫行規定燒失量（%）含水量（%）三氧化硫含量（%）細度（0.08篩篩除）（）需水量比（水泥膠砂需水量比）（） 8138105 123.5123、集料應用人工集配碎石，道路工程用做底7、基層時集料的最大粒徑不應超過40mm，顆粒組成范圍，用表2中1號級配，用做基層時，集料的最大粒徑不應超過30mm，顆粒組成應在表2所列2號級配范圍內。適宜用做水泥穩定集料的顆粒組成范圍 表2編號 1 2通過下列篩孔（mm）的重量百分比（%） 100 100 90100 90100 100 7590 7590 90100 5070 5070 6080 3055 3055 3050 1535 1535 1530 1020 1020 1020 07 07 07液限（%） 25 25朔性指數 6 6石料的磨耗值不超過35%，石料的壓碎值不超過30%4、水通常適合于飲用的水，均可拌制和養護水穩。如對水質8、有疑問，要確定水中是否有對水泥強度發展有重大影響的物質時，需要進行試驗。從水源中取水制成的水泥砂漿的抗壓強度與蒸餾水制成的水泥砂漿抗壓強度比，低于90%者，此種水不許用于水穩施工。三、水穩混合料組成設計水泥穩定碎石其組成設計大體步驟，如圖1所示。 采用水泥、粉煤灰、穩定碎石、砂、石屑等筑路材料作為水泥穩定碎石基層。首先，實驗室通過經過一定數量的原材料試驗，進行配合比設計、擊實實驗，確定最大干密度和最佳含水量。然后以此配比制成試件，試件在規定溫度條件下保濕養護6天，浸水1天后，進行無側限抗壓強度實驗。下圖為水泥4%、粉煤灰10%、級配碎石86%的重型擊實試驗報告經實驗得知：經過對集料為砂、碎石、9、水泥和集料為粉煤灰、碎石、水泥的兩種配比試驗，結果發現摻加粉煤灰的水泥穩定混合料不僅其和易性較好，而且試塊容易成型，成型后的試塊外觀較好，7天平均強度也較高。不同配比灰土試件，7天無側限抗壓強度在1.0mpa左右；而不同配比水穩試件7天無側限抗壓強度在47mpa之間（采用325號普通水泥，水泥摻量5%6%）不同配比灰土試件經幾次凍融循環后，抗壓強度幾乎沒有；而摻有水泥和粉煤灰的不同配比的水穩試件，經10次凍融循環后，仍可測得一定的強度。通過觀測、分析不同配比的灰土基層板體性教差，干縮、溫縮系數大，這樣的基層表層受水浸泡后強度降低，在行車荷載反復作用下，容易被面層材料啃噬成粉末狀，極易被滲進的水10、混合成泥漿流走，逐漸使面層脫空，造成油面沉陷、龜裂、脫落，這就是瀝青路面病害產生的主要原因。而由水泥、粉煤灰、碎石、砂、石屑等組成的水穩基層，具有強度高、面層薄、板體性、水穩定性、抗凍性好等特性，正好彌補了灰土基層的缺陷，從而大大提高瀝青混凝土道路的使用壽命。四、水穩施工方法簡介施工中注意的問題:1、廠拌設備的選型。拌和設備的質量直接影響混合料拌和的質量,而拌和設備的好壞的關鍵就要看其骨料、粉料、水等各種物料的配合比精度是否能夠得到保證,本標段選用WBC300型穩定土廠拌設備。該設備采用電磁調速控制系統,能較好的保證各種物料的配合比,且拌和均勻,性能穩定。 2、嚴格控制水泥劑量。水泥劑量太小,11、不能保證水泥穩定土的施工質量;而劑量太大,既不經濟,還會使基層的裂縫增多、增寬,從而引起瀝青面層的相對應的反射裂縫。所以,必須嚴格控制水泥用量,做到經濟合理,精益求精,以確保工程質量。 3、混合料的含水量控制。廠拌混合料現場,每天由后場專職試驗人員在早上、中午、下午分別測定各種集料的含水量,根據施工配合比設計的最佳含水量指標,結合當天的氣溫、濕度、運距情況確定混合料拌和時的用水量。在前場負責檢測壓實度的專職試驗人員,在混合料攤鋪整型過程中亦及時測定混合料的含水量,及時指揮壓路機碾壓,力求在最佳含水量條件下碾壓,盡量避免由于含水量過大出現“彈軟”、“波浪”等現象,影響混合料可能達到密度和強度,增12、大混合料的干縮性,使結構層容易產生干縮裂縫;或由于含水量偏小使混合料容易松散,不易碾壓成型,也會影響混合料可能達到的密度和強度。所以只有嚴格按規范施工,加強每一施工環節的質量控制,才能保證施工質量。 4、混合料的運輸應避免車輛的顛簸,以減少混合料的離析。在氣溫較高、運距較遠時要加蓋氈布,以防止水分過分損失。攤鋪、碾壓時，攤鋪系數1.31.5之間(正常速度下英格索蘭攤鋪機為1.3、徐工攤鋪機為1.5、且攤鋪系數與攤鋪機的行使速度也有關)，施工中必須貫徹“寧高勿低、寧刮勿補”的原則， 全部施工工程力爭在水泥終凝時間前完成。碾壓完畢立即做密實度試驗，若試驗結果達不到標準重新進行碾壓。 5、混合料攤鋪13、接縫的處理。接縫有縱向接縫和橫向接縫兩種,當攤鋪機寬度足夠時,整幅攤鋪時不存在縱縫接縫問題。當攤鋪機的攤鋪寬度不足時,采用2臺攤鋪機一前一后同步向前攤鋪混合料,并一起進行碾壓,這樣也可以避免縱向接縫。由于本標段結構物較多,一般情況下都以兩結構物間為一施工段落,避免了橫向接縫,如有特殊,需設置橫向接縫,其處理方法是將攤鋪機附近及其下面未經壓實的混合料鏟除,將已碾壓密實且高程和平整度符合要求的末端挖成一橫向垂直向下的斷面,攤鋪機返回到壓實層的端部,用木墊板墊至虛鋪高度,再攤鋪新的混合料,繼續下一步施工。 6、混合料的壓實。混合料經攤鋪機攤鋪成型后,即可用壓路機碾壓,碾壓長度需根據施工現場的實際情況14、確定,如果實測混合料的含水量高于最佳含水量,且氣溫較低時可適當延長碾壓長度,如果混合料已接近最佳含水量且溫度較高蒸發快時,應縮短碾壓長度,確保在最佳含水量時進行碾壓。為了保證基層壓實度，縮短延遲時間，應采用大噸位的壓路機組合，一般組合形式為：初壓：振動壓路機1臺（CA30型），前靜后振1遍。復壓：振動壓路機23臺（YZJ-18型），前振后振各1遍。終壓：30T膠輪壓路機2臺，各穩壓1遍。無超高路段由邊到中碾壓，在保證邊部壓實的同時要防止混合料側相位移，碾壓速度一般為1.82.2KmH ；壓路機換檔要平順，嚴禁急剎車拉動、推擠結構層；壓路返回。在攤鋪機方向換檔位置要錯開形成齒狀且原路返回。 7、15、混合料的養生。對已完成碾壓并經壓實度檢測合格后應立即進行養生,不能延誤。養生可用不透水的塑料薄膜覆蓋或用濕砂覆蓋進行養生,也可用瀝青乳液進行養生,還可以在完成的基層上即時做下封層,利用下封層進行養生,同時也可在已完成混合料直接灑水養生。按技術規范養生期應不小于7d,在養生期間應由專人負責限制車輛行駛,除灑水車外,絕對禁止重型車輛行駛。本標段采用兩種方法養生,加蓋塑料薄膜和灑水車進行養生。 五、質量檢驗實驗檢測是工程質量管理的重要環節和手段，客觀、準確、及時的檢測數據是指導、控制和審定施工質量的科學依據。水泥穩定碎石基層施工中，因水泥材料的固有特性，質量檢測工作尤為重要，所以要加強用數據指導生產16、的觀念，搞好質量控制。1、拌合場原材料質量檢測材料名稱檢測項目檢測目的頻度質量標準水泥物理性能確定水泥是否適用料源變化或懷疑質量不穩定時在規定范圍內碎石顆粒分析確定級配符合要求2000m3。2、個樣品符合碎石單級配要求液限塑性指數測定小于0.6mm，顆粒液限、塑性指數同上。3、混合料的檢測檢測項目頻率按質量標準試驗方法備注級配上下午各一次在規定范圍內輸送帶上取樣篩分水泥測量，每2小時1次0.5EDTA法滴定及總量較核粉煤灰劑量，每天1次或必要時在規定范圍內輸送帶上取樣篩分計算含水量每2小時1次或必要時，最佳含水量2快速炒干法換算標準含水量均勻性隨時觀察色澤均勻，無現象目測，據經驗判斷4、攤鋪現17、場檢測檢測項目頻度質量標準試驗方法備注壓實度每碾壓段2處據規范灌砂法稱量后迅速檢查含水量（酒精燃燒法）抗壓強度上下午各1組3-5kpa靜后成型，養生時浸水24小時攤鋪后，碾壓前，隨機取樣，室內成型5、檢測中應注意的問題（1）進行水泥劑量測定時，所用的氯化銨應采用當天所配制的溶液，當天配制當天用完以免影響試驗精度。（2）水泥穩定碎石的擊實試驗中，如果無峰值點應加密試驗找出最高點作為最大干密度值。（3）在進行無側限抗壓強度現場隨機取樣時，每點所取混合料制備一個抗壓試件，不應將點取樣混合后制備抗壓試件。（4）試件養生后質量損失應符合要求（不超過10g）若干次平行試驗的偏差系數CV（%）應不大于20%18、，否則應作廢或作為不合格處理。（5）壓實度試驗中應經常檢驗標準砂的密度，混合料控出后應立即進行含水量試驗（溫槽燒失法），可事先分別用烘干法，溫槽燃燒法，炒鍋法三種方法作對。六、水穩幾個問題的探討1、加強施工管理，加大機械化施工程度由于水穩施工要求時間緊迫，同時要求一次達到質量標準，否則形成板體不易修整。所以必須加強施工管理，加大機械化施工程度，形成大規模、標準化作業方式，才易滿足水穩的施工要求。2、摻加粉煤灰的水穩易于施工后期強度高。從已采用的兩種配合比（一種含粉煤灰，一種不含）集料的使用情況來看，摻加粉煤灰的效果較好。這是因為只加砂的混合料需水量較大，干縮也大，在夏天高溫干旱條件下施工極易出19、現裂縫，另外在振動式壓路機碾壓過程中極易翻漿，不利壓路機作業。而粉煤灰混合料對改善其和易性，降低水化熱溫升均有顯著效果。摻加粉煤灰，可提高水溫的后期強度，粉煤灰的活性及球形顆粒表面光滑，在水穩中可減少骨料之間摩阻力，相應減少拌合物用水量，可改善水穩的和易性。粉煤灰使水穩產生強度的同時也發生一部分熱量，但為數甚微，從而起到減少溫度裂縫的作用。另外，在水穩中摻加一定數量的粉煤灰也可抑制堿骨料反應。摻加粉煤做路基，既處理了電廠排泄的廢棄物，節約了土地資源，減少了對環境的污染，又降低了工程造價，不失為一種利國利民的良策3、水泥用量用水量的控制在拌和水穩時水泥用量一定要控制準確，用量太少減少膠凝作用，用20、量太大加大水化熱反應溫度，極易形成裂縫，另外在振動式壓路機振動時，極易形成一層水泥漿覆蓋在水穩表面，阻止水穩水化熱的揮發，不利于壓路機作業。七、結束語 通過205國道新沂改線西南段工程中水泥穩定碎石的施工，我們不難發現，水泥穩定碎石的級配對其強度是非常重要的，級配的好壞對水泥劑量的使用多少具有絕對的控制作用。另外，組織協調施工機械的好壞也是保證工程質量的重要手段。同時，要根據不同的地區差異，因地制宜確定不同的級配，采取不同的配合比。只有不斷的總結經驗，才能在水泥穩定碎石施工中對各項技術指標進行更好的控制。八、參考文獻1、 湖南科學技術出版社 現代結構工程技術研究應用與展望2、公路路面基層施工技術規范（JTJ034-2000）3、公路工程無機結合料穩定材料試驗規程（JTJ057-94）4、公路集料試驗規程（JTJ058-2000）