关于大厚度水泥稳定碎石基层质量检测及影响因素

黄立新

（湖南联智桥隧技术有限公司，湖南 长沙 410199）

1 原材料控制要点及配合比验证

1.1 原材料控制要点

原材料质量控制是大厚度水稳施工质量控制的源头；碎石场开采前需提前进行地质勘探；矿料必须经有资质的单位对物理化学性能进行检测，符合路面施工和设计的质量要求；至少二级及以上破碎工艺，鄂式破碎机 （一破） +反击式破碎机 （二破） +除尘设备 （旋风除尘）；为重点控制集料级配，要求加大隔片筛长度。为保证集料的洁净程度，要求碎石场设置分拣区、废料堆放区，并相对分开。

（1） 原材料控制的重点是对集料级配的控制，就是对各档集料级配的关键筛孔控制范围。试验室按规范要求对原材料生产和进场时进行检测，发现不合格产品及时清理出场，级配波动偏大的及时对筛网进行检查调整。

（2） 原材料检测。

水泥：水稳站水泥罐至少要配备4个，水泥进场后立即进行检测，均检测满足凝结时间、安定性等检测合格后方可使用。

水：施工用水最好选取打井取水方式，水质良好，经化验要满足生产用水要求相关。

（3） 粗细集料。

碎石场生产集料共分为四档19～31.5 mm碎石、 9.5～19 mm碎石、 4.75～9.5 mm碎石、0～4.75 mm机制砂。各项指标均符合《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20—2015）、《沥青路面施工管理规定 （第二版） 》及设计要求。

1.2 配合比验证

施工单位根据预先设计的级配比例和《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20—2015）及设计文件等相关要求，按2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%5个水泥剂量进行水泥稳定碎石1#粗级配、2#经验级配、3#细级配进行配合比试验，分别采用3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%预加含水率进行无机结合稳定材料重型击实、振动压实试验，确定每个级配设定水泥剂量的最大干密度与最佳含水率。通过分析选定最佳级配曲线。按照施工单位选定的最佳级配中心试验室进行了验证，各项技术指标均满足设计及规范要求。

根据施工技术规范要求，对拌合设备主要参数进行动态标定，并多次不同时间段取料进行筛分，待拌合参数确定后，再进行冷料流速测试，根据已确定的使用比例和波动范围，计算实际生产中混合料波动范围以确定生产配合比集料掺配比例，结合实际的施工情况采取振动成型法确定的最大干密度及最佳含水率。

1.3 最大干密度的确定

室内试验击实仪器选用重型击实仪和振动击实仪，两者在击实方式和击实功上有很大的差别，所以两种方法设计的水泥稳定碎石物理特性与路用性能也会有差别。随着大吨位压路机的使用和大厚度结构层对压实度的要求，通过试验结果比对表明振动击实试验方法下的最大干密度、无侧限抗压强度结果较重型击实试验方法下的结果高，拟采用振动击实试验方法的最大干密度、最佳含水率作为现场压实度检测控制指标。

2 大厚度水稳检测中容易出现的问题

存在普遍性需注意的问题有：合理的碾压组合；严格的碾压控制；下层密实；精细化的设备操控；严格控制碾压段落接头处的平整度；稳定的级配及含水率；控制集料洁净程度及水泥用量；底部不密实；顶部压碎；平整度合格率低；早期开裂。

2.1 施工前下承层质量检测

水泥稳定碎石施工前，应对下承层施工质量进行检测，标高、宽度、横坡度、压实度、弯沉的各项指标均必须满足施工技术规范和设计的要求。对存在松散严重、局部软弹、层间污染的现象进行检查，凡不符合要求的路段，应分别采用补充碾压、换填好的材料压实等，以避免水稳层钻取芯样底部不密实、不平整及烂根现象等。

（1） 拌和站使用前对计量系统进行标定、并经动态标定确定施工参数。

（2） 每天开盘时，验证混合料级配、水泥剂量、含水率的准确性和稳定性，发现配合比波动较大时，根据集料的级配、天然含水率、计量系统等及时修正施工配合比。

（3） 混合料生产过程中每隔1～2 h检查一次拌合情况，取样对含水率、级配、水泥剂量进行检测，异常时随时检测，并做好记录。

（4） 通过对混合料的筛分试验总结可以看出：通过对原材料级配的有效管理，在施工过程中对关键筛孔级配值与生产配合比设计值的允许误差可以较管理规定的值更精确。

2.2 施工中出现问题及改进措施

2.2.1 含水率控制偏低，不稳定

改进措施：增加含水率检测频率，车辆等候过程中不得提前掀开篷布，必须在摊铺时方可掀开篷布，减少水分的散失。

2.2.2 水泥稳定碎石基层施工时间记录

科学、合理安排施工，前后场统一调度。保障运料线路通畅，确保在水泥初凝前完成摊铺、碾压。通过对拌合时间的分析，就目前天气温度（ 5～20 ℃ ），正常施工情况下施工段落距离拌和站5 km时，每增加5 km的运输时间理论为10 min，从拌和站出料到第一个碾压段摊铺完成需要90 min，碾压时间需要至少45 min，从拌料至碾压结束共计需要至少135 min，完全能符合水泥的凝结时间要求。

3 试验检测完成情况

（1） 水泥稳定碎石现场检测。

本次水稳施工采用大厚度、大宽度、一次摊铺、一次碾压成型的施工工艺。大厚度水泥稳定碎石基层混合料采用大功率抗离析全幅摊铺机进行摊铺，摊铺速度控制在1.5 m/min，夯锤平率按照2.5档控制，碾压过程由边部到中部，由低速到高速，由弱振→强振→弱振，为确保平整度严格控制碾压时行驶速度，第1～2遍为1.5～1.7 km/h，以后各遍应为1.8～2.2 km/h。碾压完成后及时进行平整度、压实度检测。检测合格后同步跟进养生，采用洒水+塑料薄膜+土工布组合。以确保水泥稳定碎石养生施工质量。 养生时间不少于7 d，且应保持养生至上层开始施工的前2 d。压实完成后，由试验室结合现场人员立即对压实度 （灌砂法）、厚度、平整度、宽度等进行检测。

（2） 水泥稳定碎石基层平整度检测。

水泥稳定碎石基层平整度数据见表1。

表1 水泥稳定碎石基层平整度数据

（3） 水泥稳定碎石压实度检测。

通过灌砂法分层测定压实度进行比较，分上下层对压实度进行比对分析。压实度检测对比数据见表2。

表2 压实度检测对比数据

通过分析压实度分层检测结果，上部10 cm压实度偏高，压实较为密实，压实度部分大于100%；挖除面层10 cm后检测对应下部压实度偏低，上下差值约为0.5%～1.0%，但数据均满足规范及设计要求。

从7 d取芯情况看，芯样完整密实，中间碎石完好，分布均匀，底部无明显离析现象。综上可认为设计施工碾压方案下大厚度水稳基层分层压实度符合设计及规范要求，可用于指导后续施工。

（4） 水泥稳定碎石基层回弹弯沉、强度、混合料级配、厚度等各项检测指标结果均符合《沥青路面施工管理规定（第二版） 》 《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20—2015）及设计文件的要求。

4 建议

4.1 低温天气施工及养护

（1） 一天平均气温在5 ℃以下或最低气温在0 ℃以下时应停止水泥稳定碎石基层施工；当未来7天预报最低气温低于0 ℃以下时应停止基层施工。

（2） 当天天气出现有毛细雨或者雨雾时应停止施工。

（3） 增长养护时间，正常气温条件下养护时间增加至10 d，极端气候条件下适当延长至极端气候结束之后。

（4） 气温低于0 ℃时，为防止凝冻对水稳结构层的影响，需采用一布一膜或在薄膜养生上覆盖土工布的养生的方式，当气温持续低于0 ℃时还要增加棉被保温。

4.2 影响平整度的最主要因素

水泥稳定混合料级配不符合施工配合比级配时；

碾压时混合料含水率未到达最佳含水率 （应控制在最佳含水率+0.5%）；

含水率过大时进行碾压，混合料易出现软弹；

压路机行驶速度过快易造成表面拥包、挤压；

压实作业面接头重叠处等。

5 结语

大厚度水泥稳定碎石基层的施工对提高水泥稳定碎石基层整体受力，减少施工污染，增加层间黏结力，改善路面结构的整体性，提高工作效率，加快工程进度、缩短施工工期、延长沥青路面使用寿命等起着非常大的作用。