水泥稳定级配碎石在路面基层施工中的应用

　　一、绪言
　　石灰稳定土基层在20世纪80年代中期之前，是我国公路建设中的主要路面结构，在全国得到广泛推广和普及。随着国民经济的快速发展，尤其是大轴载车辆的迅猛出现，沿袭了几十年的石灰稳定土基层加沥青表处的路面结构，已无法满足车辆行驶的要求，修筑的一些路段，特别是在粉砂土区域地段，常出现路面网裂、龟裂、唧呢冒浆等严重病害。严重地影响了道路的使用寿命，在社会上造成了不良影响，甚至一些路段成了社会的焦点。因此探索新形势下的路面结构，就自然地摆到了工程技术人员面前。
　　二、水泥稳定级配碎石的特点
　　石灰稳定土虽然有造价低，易就地取材，施工较为简便等优点，但它存在弱点，就是早期强度低，石灰稳定土基层上部容易推移起皮，形成层状结构，严重地降低了石灰稳定土的整体强度和板体性，同时水稳性较差，遇水易软化崩解，在沥青面层下易形成软弱夹层，成为路面病害形成的病灶，很不适宜大交通、大轴载的需求。经过多年探索试验总结，我们采用了水泥稳定级配碎石结构层，水泥稳定级配碎石路面基层强度高，尤其早期强度高、水稳好，便于边施工边通行。由于采用大型施工设备、场拌机铺对环保不造成污染、占用耕地少、抗病害能力强、与沥青面层容易结合，是一种非常适宜于现代化交通的路面结构。但水泥稳定级配碎石基层也像石灰稳定土一样，容易发生干缩裂缝，且它的一次性造价比石灰稳定土高，但水泥稳定土基层使用寿命要长得多且干缩裂缝可在施工中采取措施，使基减少并可以防治。
　　三、水泥稳定级配碎石基层施工回顾
　　回顾十多年水泥稳定级配碎石应用的情况大致是这样的：
　　1、设计厚度上，由15cm发展到18cm、21cm甚至更厚些。
　　2、在级配上，由细级配过渡到粗级配。
　　3、拌和摊铺由人工拌和再发展到大型机械连续拌和与机械摊铺。
　　4、养生上，由洒水养生、封土养生，到今天的覆盖养生（以麦草养生为主）。
　　5、在防治断裂上，由不锯缝，到规律锯缝，且对缝进行灌缝贴土工布。
　　6、在防渗方面，原先不做任何处理，现如今全面进行认真热沥青下封。
　　水泥稳定级配碎石基层通过近年的探讨摸索，基本上形成了符合实际情况的一套办法。
　　四、水泥稳定级配碎石有关指标控制
　　1、强度控制
　　JTJ034-2000路面基层施工规范规定，水泥稳定土7d强度二级和二级以下公路为2-3Mpa，而现今规范规定水泥稳定级配碎石7d强度为4Mpa，根据多年来的施工经验及修筑的路段通行情况看，规范有他的局限性，尤其是大轴载车辆对基层强度的要求，考虑不近实际。实践是检验真理的唯一标准，若按7d强度4Mpa控制，修筑的路段通行后容易发生和加速不规则断裂，使道路提前出现龟裂、网裂。大家知道断裂和龟裂、网裂如不及时采取措施（大面积发生时很难采取有力措施，尤其是冬季），就成了大气降水的天然良好通道，必然软化和冲蚀水泥配碎石和沥青面层的破坏。因此，近几年，在强度设计上，7d不低于6Mpa，超规范50%，检查时若达不到这个标准就视为不合格，必须推倒重来，无论省厅、省局的质量大检查或自身的抽样检查，7d强度都远高于设计标准。若出现强度不够，其原因无非如下：（1）碾压遍数不够，也就是大压实度不够。（2）水泥剂量不够。（3）含水量控制不严。为了确保达到设计要求，除了施工工艺、砂石料严格要求外，我们对水泥标号、品种要求格外严格。（1）必须是旋窑生产的水泥（安定性好、性能有保障）。（2）必需是普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。由于机械化程度高，水泥的初、终凝时间只要能满足国标就可以满足施工要求。
　　2、最佳含水量
　　水泥稳定级配碎石的强度和水泥混凝土一样受水的影响较大，实验室在击实试验时，击实与工地实际施工有较大的差别，因此，试验实提供的含水量往往高于工地实际含水量，这是因为现在的压实机具击实能力比原来大大提高，如CA25振动压路机的压实能力就远比试验室的击实能力大。现场实际施工水泥稳定级配碎石的含水量一般控制在5.8~6.5%左右，同时水泥稳定级配碎石的含水量随着施工的季节，随着一天24小时的变化，随着天气晴阴都是一个动态变化，不能一成不变。如夜晚和白天、晴天和阴天、春季和秋季所使用的含水量都是有所变化的，否则将影响施工和水泥稳定碎石的强度。
　　3、最大干容量
　　最大干容量也是影响水泥稳定级配碎石强度的重要因素。实验室所提供的最大干容量与预算编制中所给的最大干容量，也和工地实际施工不相符合。他们提供的数据都偏小（2.2-2.3左右）。那么如何确立最大干容量呢？这就要求施工单位必须认真做好试验路段，用试验路段所取得的数据指导实际施工，否则，就是压实度不够，就要影响水泥稳定级配碎石的强度。
　　4、粒料级配
　　粒料级配能否达到密级配也是影响水泥级配碎石强度的重要因素之是，1993年我地区（河南安阳）是采用人工路上拌和人工铺筑，料径大、难摊铺，且表面易松散起毛。1993-1998年之间，采用机拌人铺的方法施工，料径过大，人工铺筑时大料径往往浮在表面，难整平，亦在表面形成松散起毛，因此，往往采用细料进行级配，以1-1.5cm石料为主骨料，约占40%，0.3-1.0cm碎石为30%，砂（或人工砂）30%即4：3：3配比。这种级配不但影响了水泥稳定级配碎石的强度，且增加了其干缩裂缝的机率。在考虑到水泥稳定级配碎石强度为主的同时，为了减小干缩裂缝的机率，近年来，我们多采用主骨料为3cm机械碎石为主骨料，增加骨料粒径，在相同的水泥用量情况下，强度相对较高。
五、水泥稳定级配碎石的施工工艺控制
　　1、水泥稳定级配碎土政策一般做为上基层使用，其下基层多为白灰土，或水泥、石灰综合稳定土。作为粉质土区，白灰土，白灰、水泥综合稳定土成型困难，碾压过程中易产生剪切破坏，表现为推移，起皮成不规则层状结构。一旦出现这种现象，在水泥稳定级配碎石施工前要彻底清除，直到达到要求为止。
　　2、机拌机铺的拦和站产量一般不低于400T/h`。可采用单台或多台连续式拌合机组合。具体情况，可根据摊铺机能力具体组织拌合站。水泥的原则，保证不合格的混合料不出场，作业的开始和结束尤为重要。结束时及时清仓，以免后患。
　　3、水泥稳定级配碎石基层摊铺时，摊铺机速度要匀速摊铺，分料器尽量均速转动，争取摊铺连续作业。若料跟不上，不得不停顿时，使顿处要人工认真整来，一般要用5m直尺标定。
　　若路面较宽，水泥稳定级配碎石摊铺，尽量争取一次性铺筑完成，使用两台摊铺机一前一后，一次碾压，以免纵缝产生。若交通不允许，或设备不完善必须分幅施工时，纵缝要特殊处理办法，纵缝处立模板，使震动压路机压实尽量到边，碾压完毕后，立即拆除模板，把未压实的混合料切除宽度达 到符合要求为宜。值得注意的是切除一定要及时，在终凝前完成，一旦形成强度，这个切除工序很费力，又不容易把压实度不足的方完全切除。纵缝的处置是水泥稳定级配碎石的一个薄弱环节，一般又是行车密度大的地方，要引起工程技术人员的重视。我们的做法是纵缝处理作为一个监理检查工序，检查合格后才能进行另一幅的施工，在面层施工前还要贴粘土工布处画。
　　4、碾压
　　碾压一般用CA25或18J震动压路机，按规范规定的碾压方法，按试验段的震碾遍数，碾压8遍左右。然后紧接着用15T以上胶轮压路机静碾2~3遍。这里注意的工艺有（1）要有一个小组，处理碾压接头和纵向接缝。（2）碾压完毕后立即做压实度试验。
　　5、养生
　　规范推荐养生宜7~10cm厚湿砂养生，没条件的可采用洒水养生，洒水养生往往保证不了养生环境，一般情况下不可取。而湿砂养生，我们施工的地区多为少砂区，砂子不易保留且造价高。一般我们采用麦杆覆盖养生。具体做法：碾压完毕，压实度满足要求后在水泥稳定级配碎石基层上覆盖5cm厚左历的麦杆，待基层终凝后，再往麦杆上洒水，保持麦杆湿润。从工程实中实践看，这程养生方法既能保持养生效果，又简单易行，且经济实用。
　　六、干缩裂缝的处理
　　不规则断裂对道路的危害大，如何减少和防治也是我们近几年探索的课题。
　　措施无非三种：
　　1、从设计阶段着手，使结构尽量合理。从理论上最大限度的减少缩缝因素。
　　2、在施工中严格控制，严格按施工方案进行。
　　3、出现后积极防治。
　　从理论上讲形成干缩裂缝主要原因有三种：
　　（1） 含水量过高。
　　（2） 粒料过细。
　　（3） 水泥且量偏大。
　　水泥用量是确保水泥稳定级配碎石强工的重要因素，根据实际情况减少用量是不可取的，我们的观点是即使有些干缩裂缝，也必须确保强度。因此，我们又在粒料的粒径上做文章，尽量使用粗级配，最大限度地减少单位体积内的空隙度，同时探索裂缝规律。我们在一些路段进行试验，对水泥稳定级配碎石进行切缝处置。最初，试验为5m、10m、15m、20m、25m、30m间距进行切缝、灌缝、贴土工布，热沥青下封，通过观察对比，确定每20m切缝处治较为合适，切缝深度一般为厚度的1/3。切缝时间要根据气候、季节等灵活掌握。水泥稳定级配碎石切缝处的反射裂疑通过一定时间、一定的行车大多都是反射到面层上来。不同季节施工的路段，早期车流的密度大小都影响反射裂缝出现的时间。反射裂缝出现早期，非常细小，有的是局部反射，有的是全反射，随着时间不断推移缝会变宽、变长，但是不发生唧泥冒浆，待缝发展到一定程度之后，可用灌缝料灌缝处置。
　　七、结束语
　　在水泥稳定级配碎石设计施工中有些我们参照了有关规范规定，但有些指标是根据实际情况进行，之中难免有这样或那样的问题，甚至有些与规范不尽相同，难免有错误或不恰当之处，敬请各位专家批评指正。