水泥稳定碎石在高等级公路中的施工质量控制

 1、对基层结构的主要技术要求

1. 1 足够的强度和刚度

（1）强度：必须能够承受车轮荷载的反复作用；在重载交通中比一般交通中要求要更高。

强度包括两个方面：

石料本身的硬度或强度：集料的压碎值或岩石的抗压强度

材料整体（混合料）的强度：抗压强度、承载比CBR、抗剪强度、抗弯拉或劈裂强度。

（2）刚度： 基层材料的刚度(回弹模量)必须与面层的刚度相配，以避免面层由于过大的拉应力或拉应变而过早开裂破坏。

1.2 有足够的水稳定性和冰冻稳定性

进入路面结构层中的水能使含土量较多、塑性指数较大的土基层和底基层材料含水量增加，强度大大降低，从而导致路面过早破坏。在冰冻地区，这种水造成的危害更大。

调查表明，水份从沥青面层蒸发出来比投进去要困难得多。而在水泥混凝土面板中，通常情况下，水进入基层顶面，并滞留在那里，在高速行车作用下产生高压水，对基层顶面产生冲刷，致使板下脱空、碎裂、断板。

就各种基层材料的水稳定性而言，水泥稳定粒料的最好，二灰稳定粒料次之，细土含量多且塑性指数较大的级配碎石和级配砾石的水稳性最差。

强度与刚度可分三个等级：

水泥稳定粒料：二灰稳定粒料、石灰稳定碎石（砂砾）土、沥青稳定碎石

水泥稳定土、二灰稳定土、石灰土、级配碎石、填隙碎石

级配砾石、级配碎砾石

1.3 有足够的抗冲刷能力

影响因素有：

① 进入路面结构的水；

② 材料的配合比，主要与小于0.075mm颗粒的数量

1.4 收缩性小

（1）干缩

在半刚性基层施工碾压结束，如果不及时养生或者养生结束后，未及时铺筑封层或者沥青面层，是要暴晒2-3天就可能出现干缩裂缝。

如果沥青面层较薄而又处于较干旱地区，即使在铺筑沥青面层时并未开裂，在路面使用过程中基层混合料的含水量仍能明显减少并产生干缩裂缝。另一方面，在潮湿多雨地区，较厚沥青面层下的半刚性基层混合料在能保护其含水量接近施工时的含水量时，一般不会干缩，但是如果施工时含水量偏大，即使已铺上一层或两层沥青面层，在旱季或冬季基层也能产生干缩裂缝。

（2）温缩半刚性基层内部的温度变化和温差会产生温度应力。

1.5 有足够的平整度

1.6 层间结合良好

基层表面应该结构均匀，无松散颗粒。基层上的局部松散通常是沥青面层碎裂破坏的祸根。在喷洒透层油和下封层油前，应该将表面的浮土及粒料颗粒表面的薄层松散料扫除。

2、基层分类

3、水泥稳定碎石基层沥青路面的主要病害

4、水泥稳定碎石结构层存在病害的原因

1.集料级配范围太大

2.集料规格要求不严

3. 拌和机的料斗太少

4.料堆无隔墙，互相交错

5.料斗间隔板太低，料斗中料互有交错

6.场地不硬化处理

7. 拌和时间不够

8. 压实度偏低

5、基层原材料

5.1 水泥稳定碎石：

（1）水泥：起稳定作用的材料

（2）集料：被稳定的材料

集料的划分

粗集料（> 4.75mm ）

细集料（0.075－4.75mm）：

共同构成主体混合料的主体结构，粗细集料比例的不同形成悬浮、骨架密实或骨架架构；

填料：（<0.075mm）：

填充作用，使空隙率适中；

普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥都可用于稳定土，但应选用初凝时间4h以上和终凝时间应在6h以上的水泥。不得使用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥。宜采用强度等级为32.5或42.5的水泥。

5.2 柔性基层：

有机结合料沥青稳定类材料的技术要求：面层 

无粘结粒料类材料的技术要求

集料

针片状颗粒的总含量：应不超过20%。

石料的压碎值要求： 

级配要求：对填隙碎石、级配碎石 

粒料类材料的CBR值及压实度标准

5.3 刚性基层：

贫混凝土基层与其它基层相比具有较高的强度、刚度，较好的整体性和稳定性，良好的抗冲刷性和抗裂性，多孔透水贫混凝土还兼有内部排水功能，较为适用作为重载交通下的路面基层。 

贫混凝土基层属刚性基层，在原材料选择、配合比设计和施工技术要求等方面，均与半刚性基层的差异较大，而更接近于水泥混凝土，原则上可沿用水泥混凝土现有的原材料检验、配合比设计、施工设备、铺筑技术及所有的试验检测方法和手段

6、水泥稳定碎石配合比组成设计

配合比设计应注意的问题

（1）矿料组成设计时，关键要控制好9.5mm、4.75mm、0.075mm的通过量。

（2）为减少基层裂缝，必须做到三个限制：

在满足强度的基础上，限制水泥用量；

在减少含泥量的同时，限制细集料、粉料用量；

根据施工气候条件限制含水量。

（3）在规定的水泥剂量范围内，强度如达不到设计要求，应采取调整级配和更换料源等措施，不得单纯采用提高水泥剂量的方式。

¬追求高强度的误区

1，两个“担忧”：

1）对竣工验收弯沉值的检查引起了对强度的担忧；

2）对施工检测“取出完整芯样”的担忧；

2，一些应对 “措施”：

1）增加结合料（水泥）剂量；

2）材料结构走向悬浮密实式；

¬应该向集料要强度，向集料级配要强度，少向水泥要强度！

9、水泥稳定碎石基层施工质量的控制

原材料质量的控制试验.

混合料质量控制试验

施工各工序注意问题

施工质量检验

9.1 原材料的检验项目和频度

9.2 混合料检验项目

9.3 施工各工序注意问题

下承层的检测与修整

（1）水泥稳定碎石的下承层表面应平整、坚实，具有规定的路拱，下承层的平整度和压实度应符合规定。

（2）新完成的底基层或土基，必须按规定进行验收。凡验收不合格的路段，必须采取措施，使其达到标准后，方可铺筑水泥稳定碎石层

（3）应逐个断面检查下承层标高。

（4）下层水泥稳定碎石铺筑7d钻芯取样，能取出完整芯样（芯样直径为150mm）时，即可进行上层水泥稳定碎石的施工。

水泥稳定碎石的施工——混合料拌和

(1) 在正式拌制混合料之前，必须先调试所用的设备

(2) 每天开始搅拌前，应检查集料的含水量

(3) 正式生产后，按规定频率检查混合料情况，检查配合比是否符合设计的配合比。高温作业时，早晚与中午的含水量要有区别，要按温度变化及时调整。

(4) 拌和机出料不允许采取自由跌落式的落地成堆、装载机装料运输的办法。必须配备带活门漏斗的料仓，由漏斗出料直接装车运输。

(5) 混合料装车时车辆应前后移动，分三次装料，避免离析。

水泥稳定碎石的施工——混合料摊铺

(1)摊铺前应将下承层适当洒水湿润，然后洒水泥。水泥用量1袋/200m2。

(2) 调整好传感器臂与导向控制线的关系；严格控制基层厚度和高程，保证路拱横坡度满足设计要求。

(3) 混合料摊铺采用两台摊铺机梯队立模作业，一前一后保证速度、振动频率等应一致，摊铺接缝平整。

(4) 摊铺机以匀速和不停歇，摊铺速度宜在1.5～2m/min左右。

(5) 摊铺机振动频率不得低于4.0级。

(6) 螺旋分料器必须匀速不间歇的旋转送料，且全部埋入混合料中。

(7) 加设塑料挡板或废旧传输带等措施降低布料器前挡板的离地高度。

(8) 摊铺机后面应设专人消除离析现象，应该铲除局部粗集料“窝”，并用新拌混合料填补

水泥稳定碎石的施工——碾压

建议碾压方式：

初压：采用26T以上胶轮压路机（或振动压路机静压），并紧跟每台摊铺机后面，碾压速度应为1.5~1.7km/h，初压遍数为2~3遍，压实度宜达到90%以上。

复压：应采用20t以上的振动压路机，碾压速度应为1.8~2.2km/h，碾压遍数不低于7遍。建议振碾组合方式：弱振1或2遍~强振2遍~弱振1或2遍~强振2遍~弱振1或遍。

终压：采用钢轮压路机，碾压至无明显轮迹为止。

养生与交通管制

碾压完成以后应立即进行质量检查，并开始养生。

塑料薄膜

透水无纺土工布

草袋 

洒水 

透层油

施工质量检验

实行压实度检查和钻芯取样核查双控。压实度检测应达 到规范要求；钻芯取样核查每幅每200m进行一次。

7d必须取出直径150mm的完整芯样。

在寒冷地区，时间可 以延长

10、路面各层间粘结

1. 土基与底基层：土基顶面碾压后仍有一定水分前，用表面有方形凸块的羊脚碾碾压， 使顶面产生一个个凹坑。 在铺筑底基层前，在土基顶面稍洒水，再摊铺底基层料，压实；

2. 稳定细粒土底基层层间：下层碾压结前，同前用羊脚碾使表面有一个个凹坑，在铺筑上层前表面先洒少 量水，再摊铺混后料，压实完成前同样用羊脚碾将表面压出一个个凹坑；

3. 底基层与基层间： 

铺基层前，在下层顶面先洒少量水，或水泥浆再铺水泥稳定碎石材料；

4. 基层与下面层间：

(1)此两层间用A-50~AH-90或粘层油。

(2)均匀撒16~19mm,19~26.5mm碎石，

满铺一层的55%~60%，稳压一遍，

(3)铺下面 层并压实到Va≯7%

5. 中面层与下面层间

(1)铺中面层前清除表面污染物

(2)洒改性乳化沥青0.3~0.4kg/m2

6. 中面层与上层间：铺粘结防水层

(1)清除中层表面污染物

(2)喷洒粘层油

(3)摊铺表层并碾压到Va<6%。

11、水泥稳定碎石基层常见问题及预防措施

水泥稳定碎石基层有良好的力学性能和板体性，但实际施工中存在许多问题，常见的问题有：裂缝、平整度差、摊铺过程中厚度变化大、表面松散等，现对常见问题的原因进行分析，并提出了防治措施如下：

一、裂缝 

1、原因分析

A、水泥用量过高

水泥用量过高会产生温度收缩裂缝及干缩裂缝；

B、细集料用量偏多

细集料偏多比较便于施工，整体平整度好，但是很容易产生干缩裂缝；

C、用水量大

施工过程中频繁改变拌合站水泵的工作参数，使混合料的含水量变化大，使混合料含水量不均匀，容易产生干缩裂缝；

D、养生控制不恰当

洒水养生时间控制不当，在中午温度表较高的时间段洒水养生，容易产生温度裂缝。

2、预防控制措施

A、降低水泥用量

在配合比设计阶段，根据对水泥稳定碎石基层的强度要求（上基层要求4Mp，下基层要求3.5Mp，如果允许）确定强度允许的最低水泥用量；

B、配合比设计过程中减少细集料用量，充分形成骨架密实型结构，可以通过以下几个方面控制：

a、降低4.75mm筛孔通过率，粗集料比例增加；

b、适当提高19mm筛孔通过率，粗集料比例小，减少离席；

c、降低0.075mm、0.6mm筛孔通过率，能很大程度的提高半刚性基层的抗裂性。

C、施工中根据天气变化适当调整含水量，保证混合料含水量在最佳含水量左右，防止产生干缩裂缝；

D、洒水养生时，避开温度较高的中午，选择在温度变化不大的上午、下午洒水并一次性洒足；

E、进行基层横缝切缝预处理，缝深5～10cm，缝宽0.6～1cm；切缝后及时用热沥青灌缝，灌缝前清除缝内杂物，保持缝内清洁，灌缝后在切缝处铺1m宽土工格栅。

二、平整度差

1、原因分析

A、底基层平整度差，导致基层摊铺后平整度不好；

B、配合比变化大，导致混合料收缩不均匀，影响平整度；

C、运输车倒车经常碰撞摊铺机，使摊铺机不能匀速、不间断的摊铺，摊铺机摊铺速度不均匀会引起熨平板夯实程度变化大，形成 “波浪”；

D、摊铺机频繁收料斗造成粗骨料离析，形成料窝，使混合料松铺系数变化大，导致碾压后平整度差；

E、碾压过程中压路机“急刹车”导致摊铺的混合料严重变形，影响平整度；

F、接缝处理不好，使接缝处平整度超出规范要求；

G、管理不到位，未对施工中的其他操作缺陷进行及时处理。

2、预防控制措施

A、严格检验程序，施工前同监理共同检测下承层的平整度等各项指标，不合格的点立即处理，使之达到规范要求；

B、项目总工做好技术交底，对混合料生产、摊铺、碾压等各道施工程序进行详细的交底，使每个人都能明白自己的分内工作及工作标准；

C、做好拌合站的标定及日常随机标定工作，保证拌合站处于正常的生产状态，并对试验段取得的各项施工参数认真执行，严谨随便调整；

三、厚度变化大

1、原因分析

A、下承层平整度不好；

B、摊铺过程中厚度检测不利；

C、对摊铺基准线保护不利；

D、频繁调整传感器。

2、预防控制措施

A、严格检验程序，施工前同监理共同检测下承层的平整度等各项指标，不合格的点立即处理，使之达到规范要求；

B、施工过程中设专人进行厚度检测，发现问题及时汇报、处理；

C、在摊铺基准线上隔段挂红绳明示，防止外界因素破坏摊铺基准线，影响平整度；

D、摊铺机传感器调整控制影响范围一般为10m-15m，因此频繁调整传感器并不能马上见到效果，还严重影响了平整度。

四、表面强度不足

1、原因分析

A、混合料含水量变化大，含水量过大容易出现“弹簧”，不易压实，含水量过小，无法压实；都会使混合料强度降低，容易造成便面松散；

B、混合料离析严重，导致无法压实，从而造成表面松散；

C、压实遍数不足，压路机碾压速度过快及存在“漏压”现象；

D、养生不到位，洒水养护不及时；

E、对水泥稳定碎石基层的成品保护不利，养生期间不能保证“禁止一切车辆通行”，对基层早期强度破坏较大。

2、预防控制措施

A、严格控制混合料的拌和质量，提前检测各种原材料的含水量（尤其是雨后），按照试验数据进行拌和，保证混合料拌和均匀，无含水量偏差大的情况出现；

B、施工中设专人对混合料摊铺后的离析进行处理，对离析处进行换料处理后方可进行碾压；

C、安排质检人员对碾压全过程进行控制，严格按照试验段确定的碾压遍数进行碾压，控制碾压速度，杜绝漏压现象；碾压结束后及时进行压实度检测，压实度不足处及时补压并分析原因；

D、加强养生，能全封闭的用透层、封层进行养护；不能全封闭的，经常洒水，在沥青混凝土路面施工清扫前一直保证表面润湿，保证水稳碎石基层后期强度的有效增长；

E、加强交通管制，设专人进行负责，每天进行巡视，保证成品路段无车辆通行。

五、混合料离析

1、原因分析

A、原材料变化大，尤其是粗集料明显变粗，导致混合料级配变化；

B、原材料存放无序；

C、拌合站放料造成混合料离析；

D、摊铺机摊铺造成结构层底部、顶部离析；

2、预防控制措施

A、对原材料进行全过程控制，从固定的料场进料，料场定好筛子后不能随便更换，试验室加强原材料检测，对与进行配合比所用原材料变化大的石料坚决退回；

B、原材料存放时要分层存放，每层高度不超过3米；

C、拌合站混合料放料时，按照前、中、后依次进行，防止放料过程产生混合料离析；

D、在摊铺机底部安装挡料皮，减少底部离析；减少摊铺机收料斗的次数，减少混合料离析。