水穩(wěn)基層的施工工藝

PAGEPAGE1水穩(wěn)基層的施工工藝水泥穩(wěn)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(jié)構(gòu)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(wěn)性和抗凍性，力學(xué)強度可視需要而調(diào)整以及整體承載能力強等優(yōu)點，正逐漸受到設(shè)計部門和建設(shè)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(yǎng)生在實際施工中較難控制，稍有不甚，就會產(chǎn)生裂縫，厚度、強度不能滿足設(shè)計要求等缺陷，導(dǎo)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(yè)談之色變。本文通過我實習(xí)期間在單位幾個月來施工水泥穩(wěn)定碎石的經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)，及通過閱讀資料和規(guī)范，重點介紹了水泥穩(wěn)定碎石施工中的材料控制、生產(chǎn)拌制、攤鋪碾壓等環(huán)節(jié)的施工及質(zhì)量控制。205國道縱橫我國東部沿海地區(qū)，聯(lián)系著東北、華北、華東、華南等大幾經(jīng)濟(jì)區(qū)域，是一條重要的南北向公xx通道。該線在徐州境內(nèi)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(shè)，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(qū)正常生產(chǎn)生活秩序的干擾，同時也保證了205國道的正常交通。該項目的建設(shè)不僅減少對新沂市政建設(shè)的影響，給城市留有充分的發(fā)展空間，提高城市的中心地位，以利于新沂市的可持續(xù)發(fā)展，也是京滬高速公路暢通最強有力的保障，為建設(shè)徐連經(jīng)濟(jì)帶發(fā)揮重要作用。205國道新沂改線西南段按四車道一級公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，采用整體式路基，路基寬度，其中單向行車道寬，左側(cè)路緣帶，硬路肩（含右側(cè)路緣帶），土路肩，中央分隔帶。路面結(jié)構(gòu)上面層為瀝青混凝土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；厚瀝青中砂下封層，水泥穩(wěn)定碎石基層，石灰土。一、水泥穩(wěn)定碎石作用原理水泥穩(wěn)定碎石是以級配碎石作骨料，采用一定數(shù)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(jié)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(jié)成板體，因而具有較高的強度，抗?jié)B度和抗凍性較好。水穩(wěn)水泥用量一般為混合料3%∽7%，7天的無側(cè)限抗壓強度可達(dá)1.5∽4.0%mpa，較其他路基材料高。水穩(wěn)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(jù)交通部《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，我市幾條道路中采用的水泥穩(wěn)定碎石均屬中粒土，由于水穩(wěn)中含有水泥等膠凝材料因而要求整個施工過程要在水泥終凝前完成，并且一次達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，否則不易修整。因而施工中要求加強施工組織設(shè)計和計劃管理，增加現(xiàn)場施工人員的緊迫感和責(zé)任感，加快施工進(jìn)度，加大機械化施工程度，提高機械效率。水穩(wěn)的施工方法也符合現(xiàn)代化大規(guī)模機械化發(fā)展的方向。因而水穩(wěn)在公路工程中的應(yīng)用會得到很快推廣。二、材料要求水穩(wěn)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(wěn)定劑，其質(zhì)量對集料的質(zhì)量是至關(guān)重要的，施工時選用終凝時間較長，標(biāo)號較低的水泥。為使穩(wěn)定土有足夠的時間進(jìn)行拌和、運輸、攤鋪、碾壓以及保證其具有足夠的強度，不應(yīng)使用快凝水泥、早強水泥以及受潮變質(zhì)水泥。按合同要求本標(biāo)段使用由業(yè)主指定的水泥廠家提供的優(yōu)質(zhì)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(zhì)，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(zhì)要求是材料的細(xì)度和不含有害的成分。粉煤灰質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)表1項目粉煤灰品質(zhì)技術(shù)條件（GB1596-79）水工混凝土摻用粉煤灰技術(shù)暫行規(guī)定燒失量（%）含水量（%）三氧化硫含量（%）細(xì)度（篩篩除）（％）需水量比（水泥膠砂需水量比）（％）＜8＜1＜3＜8＜＜12＜3.5＜123、集料應(yīng)用人工集配碎石，道路工程用做底基層時集料的最大粒徑不應(yīng)超過，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(yīng)超過，顆粒組成應(yīng)在表2所列2號級配范圍內(nèi)。適宜用做水泥穩(wěn)定集料的顆粒組成范圍表2編號12通過下列篩孔（mm）的重量百分比（%）90~~75~~~~~~8030~~~5015~~~3010~~~200~70~70~7液限（%）＜25＜25朔性指數(shù)＜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(yǎng)護(hù)水穩(wěn)。如對水質(zhì)有疑問，要確定水中是否有對水泥強度發(fā)展有重大影響的物質(zhì)時，需要進(jìn)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(wěn)施工。三、水穩(wěn)混合料組成設(shè)計水泥穩(wěn)定碎石其組成設(shè)計大體步驟，如圖1所示。采用水泥、粉煤灰、穩(wěn)定碎石、砂、石屑等筑路材料作為水泥穩(wěn)定碎石基層。首先，實驗室通過經(jīng)過一定數(shù)量的原材料試驗，進(jìn)行配合比設(shè)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(guī)定溫度條件下保濕養(yǎng)護(hù)6天，浸水1天后，進(jìn)行無側(cè)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(jīng)實驗得知：⑴經(jīng)過對集料為砂、碎石、水泥和集料為粉煤灰、碎石、水泥的兩種配比試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)摻加粉煤灰的水泥穩(wěn)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。⑵不同配比灰土試件，7天無側(cè)限抗壓強度在1.0mpa左右；而不同配比水穩(wěn)試件7天無側(cè)限抗壓強度在4～7mpa之間（采用325號普通水泥，水泥摻量5%～6%）

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⑶不同配比灰土試件經(jīng)幾次凍融循環(huán)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(wěn)試件，經(jīng)10次凍融循環(huán)后，仍可測得一定的強度。

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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(shù)大，這樣的基層表層受水浸泡后強度降低，在行車荷載反復(fù)作用下，容易被面層材料啃噬成粉末狀，極易被滲進(jìn)的水混合成泥漿流走，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(chǎn)生的主要原因。而由水泥、粉煤灰、碎石、砂、石屑等組成的水穩(wěn)基層，具有強度高、面層薄、板體性、水穩(wěn)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。

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四、水穩(wěn)施工方法簡介

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施工中注意的問題：

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1、廠拌設(shè)備的選型。拌和設(shè)備的質(zhì)量直接影響混合料拌和的質(zhì)量，而拌和設(shè)備的好壞的關(guān)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(biāo)段選用WBC300型穩(wěn)定土廠拌設(shè)備。該設(shè)備采用電磁調(diào)速控制系統(tǒng)，能較好的保證各種物料的配合比，且拌和均勻，性能穩(wěn)定。

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2、嚴(yán)格控制水泥劑量。水泥劑量太小，不能保證水泥穩(wěn)定土的施工質(zhì)量；而劑量太大，既不經(jīng)濟(jì)，還會使基層的裂縫增多、增寬，從而引起瀝青面層的相對應(yīng)的反射裂縫。所以，必須嚴(yán)格控制水泥用量，做到經(jīng)濟(jì)合理，精益求精，以確保工程質(zhì)量。

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3、混合料的含水量控制。廠拌混合料現(xiàn)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(jù)施工配合比設(shè)計的最佳含水量指標(biāo)，結(jié)合當(dāng)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(fù)責(zé)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(xiàn)“彈軟”、“波浪”等現(xiàn)象，影響混合料可能達(dá)到密度和強度，增大混合料的干縮性，使結(jié)構(gòu)層容易產(chǎn)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(dá)到的密度和強度。所以只有嚴(yán)格按規(guī)范施工，加強每一施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，才能保證施工質(zhì)量。

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4、混合料的運輸應(yīng)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(yuǎn)時要加蓋氈布，以防止水分過分損失。攤鋪、碾壓時，攤鋪系數(shù)1.3∽1.5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(shù)與攤鋪機的行使速度也有關(guān)），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(jié)果達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)重新進(jìn)行碾壓。

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5、混合料攤鋪接縫的處理。接縫有縱向接縫和橫向接縫兩種，當(dāng)攤鋪機寬度足夠時，整幅攤鋪時不存在縱縫接縫問題。當(dāng)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(jìn)行碾壓，這樣也可以避免縱向接縫。由于本標(biāo)段結(jié)構(gòu)物較多，一般情況下都以兩結(jié)構(gòu)物間為一施工段落，避免了橫向接縫，如有特殊，需設(shè)置橫向接縫，其處理方法是將攤鋪機附近及其下面未經(jīng)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(xù)下一步施工。

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6、混合料的壓實?；旌狭辖?jīng)攤鋪機攤鋪成型后，即可用壓路機碾壓，碾壓長度需根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況確定，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(dāng)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(fā)快時，應(yīng)縮短碾壓長度，確保在最佳含水量時進(jìn)行碾壓。為了保證基層壓實度，縮短延遲時間，應(yīng)采用大噸位的壓路機組合，一般組合形式為：

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初壓：振動壓路機1臺（CA30型），前靜后振1遍。

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復(fù)壓：振動壓路機2∽3臺（YZJ-18型），前振后振各1遍。

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終壓：30T膠輪壓路機2臺，各穩(wěn)壓1遍。

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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(cè)相位移，碾壓速度一般為1.8∽∕H；壓路機換檔要平順，嚴(yán)禁急剎車?yán)瓌?、推擠結(jié)構(gòu)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。

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7、混合料的養(yǎng)生。對已完成碾壓并經(jīng)壓實度檢測合格后應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)生，不能延誤。養(yǎng)生可用不透水的塑料薄膜覆蓋或用濕砂覆蓋進(jìn)行養(yǎng)生，也可用瀝青乳液進(jìn)行養(yǎng)生，還可以在完成的基層上即時做下封層，利用下封層進(jìn)行養(yǎng)生，同時也可在已完成混合料直接灑水養(yǎng)生。按技術(shù)規(guī)范養(yǎng)生期應(yīng)不小于7d，在養(yǎng)生期間應(yīng)由專人負(fù)責(zé)限制車輛行駛，除灑水車外，絕對禁止重型車輛行駛。本標(biāo)段采用兩種方法養(yǎng)生，加蓋塑料薄膜和灑水車進(jìn)行養(yǎng)生。

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五、質(zhì)量檢驗

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實驗檢測是工程質(zhì)量管理的重要環(huán)節(jié)和手段，客觀、準(zhǔn)確、及時的檢測數(shù)據(jù)是指導(dǎo)、控制和審定施工質(zhì)量的科學(xué)依據(jù)。水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，因水泥材料的固有特性，質(zhì)量檢測工作尤為重要，所以要加強用數(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)的觀念，搞好質(zhì)量控制。

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1、拌合場原材料質(zhì)量檢測

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材料名稱檢測項目檢測目的頻度質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水泥物理性能確定水泥是否適用料源變化或懷疑質(zhì)量不穩(wěn)定時在規(guī)定范圍內(nèi)碎石顆粒分析確定級配符合要求.

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2、個樣品符合碎石單

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級配要求液限塑性指數(shù)測定小于，顆粒液限、塑性指數(shù)同上。

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3、混合料的檢測

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檢測項目頻率按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)試驗方法備注級配上下午各一次在規(guī)定范圍內(nèi)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(guī)定范圍內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)含水量均勻性隨時觀察色澤均勻，無現(xiàn)象目測，據(jù)經(jīng)驗判斷

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4、攤鋪現(xiàn)場檢測

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檢測項目頻度質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)試驗方法備注壓實度每碾壓段2處據(jù)規(guī)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(yǎng)生時浸水24小時攤鋪后，碾壓前，隨機取樣，室內(nèi)成型

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5、檢測中應(yīng)注意的問題

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（1）進(jìn)行水泥劑量測定時，所用的氯化銨應(yīng)采用當(dāng)天所配制的溶液，當(dāng)天配制當(dāng)天用完以免影響試驗精度。

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（2）水泥穩(wěn)定碎石的擊實試驗中，如果無峰值點應(yīng)加密試驗找出最高點作為最大干密度值。

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（3）在進(jìn)行無側(cè)限抗壓強度現(xiàn)場隨機取樣時，每點所取混合料制備一個抗壓試件，不應(yīng)將點取樣混合后制備抗壓試件。

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（4）試件養(yǎng)生后質(zhì)量損失應(yīng)符合要求（不超過）若干次平行試驗的偏差系數(shù)CV（%）應(yīng)不大于20%，否則應(yīng)作廢或作為不合格處理。

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（5）壓實度試驗中應(yīng)經(jīng)常檢驗標(biāo)準(zhǔn)砂的密度，混合料控出后應(yīng)立即進(jìn)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。

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六、水穩(wěn)幾個問題的探討

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1、加強施工管理，加大機械化施工程度

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由于水穩(wěn)施工要求時間緊迫，同時要求一次達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，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(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)方式，才易滿足水穩(wěn)的施工要求。

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2、摻加粉煤灰的水穩(wěn)易于施工后期強度高。

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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現(xiàn)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(yè)。