浅议公路水泥稳定基层施工

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　　[摘要] 随着社会的进步与发展，我们越来越重视公路水泥稳定基层施工。本文主要介绍公路水泥稳定基层的施工。
　　[关键词] 公路 水泥 基层 施工 特性
　　Abstract: With social progress and development, we pay more and more attention to the construction of highway cement stable. This paper mainly introduces the cement stabilized subbase construction of highway.
　　Key Words: highway; cement; Base construction
　　
　　引言
　　 水泥稳定碎石具有良好的力学性能和板体性、水稳性以及抗冻性等优点，被广泛用于高等级公路路面基层或底基层。虽然其优点很多，使用范围也比较广泛，但是若对其特点了解不足，施工质量控制不好，就不能充分发扬其长处．甚至会留下工程隐患，造成严重的后果.
　　1.施工前准备工作
　　1．1材料准备
　　 首先，进行有代表性的水泥、砂砾取样，并做原材料试验，经检验合格后方可进场。水泥要求采用初凝时间3 h以上、终凝时间宜小于6 h的散装水泥，在水泥进场时要了解出炉天数。刚出炉的水泥要停放7 d以上，且安定性合格后才能使用。水泥入罐温度不能高于50℃，否则将降低水泥的流动性，影响混合料的水泥剂量。其中集料中小于0．6mm的颗粒必须做液限和塑性指数试验。要求液限小于25％，塑性指数小于6。其次要进行基层配合比设计，确定目标配合比和生产配合比，选定合理经济的配合比方案。但要注意的是，在筛分时要让4．75 mm、0．07 5 mm的通过率接近级配范围的中值，另外还要通过标准击实试验确定混合料的最大干密度和最佳含水量，以便控制施工压实度。
　　1．2准备下承层
　　 下承层完成后，经各方检测合格，可进行基层施工，具体检测内容如下。
　　(1)检查高程、平整度、宽度、坡度；
　　(2)进行压实度和弯沉值检查。
　　1．3施工放样工作
　　 施工放样每10 m一个断面，中间5 m设一加桩以便保证摊铺钢线的稳定性。
　　1．4对摊铺机械的要求
　　 为防止混合料在摊铺过程中产生离析现象，底基层和基层要求使用2台摊铺机阶梯式摊铺。
　　2.水泥稳定基层的特性
　　 (1)强度高.
　　 在基层混合料灰剂量不超过6％的情况下，强度能达到6MPa以上。
　　 (2)水稳性好.
　　这种结构一旦钙化成型。便不怕水长期侵蚀。它具有水泥混凝土的一些性质。
　　 (3)易操作.
　　 基层混合料易生产，拌和容易。灰剂量、含水量在级配一定的情况下，易控制，根据监测情况随时可以调整。
　　 (4)抗疲劳能力强.
　　 因为强度高，比其它结构更稳定、持久。
　　 (5)远期成本底.
　　 使用寿命长，相应较少了建设成本。
　　 (6)易产生裂缝
　　 水泥稳定基层属于半刚性结构施工中控制不得当极易产生裂缝。
　　3.水泥稳定基层施工的问题
　　 3. 1 水泥稳定基层强度不足
　　 龄期为7d 的无侧限抗压强度是比较确定的参数，一般把这一指标作为研究稳定土性质及施工质量控制的主要指标。施工中水泥稳定基层强度不足产生的主要原因如下。
　　1)水泥稳定骨料级配不合理表现为粗细骨料搭配不合理，产生的主要原因是前期对骨料的试验研究不充分或是现场拌合时送料不当。
　　2)水泥的矿物成分和分散度对强度的影响由于水泥稳定材料中含有有机质与硫酸盐杂质，破坏稳定土的胶结，使其强度降低。《公路路面基层施工技术规范》规定:对于有机质> 2. 00%的材料，要综合处理;硫酸盐> 0. 25% 的材料，不能用于水泥稳定。水泥在土中分布的均匀程度，对水泥稳定土的强度影响很大。水泥分散度影响强度主要是水泥含量少的位置，其稳定土强度不足;对于水泥含量多的位置，又会造成裂缝的增加。水泥在土中的分布均匀程度与拌合方法及拌合机械有很大关系，目前有“厂拌法”与“路拌法”。从拌合效果上看第1 种方法比第2 种方法要好得多，其原因是第1 种方法在拌合过程中，水泥能充分分布在材料中，而且时间越长，它的抗压强度也稳定地增大。而“路拌法”的强度值与“厂拌法”相比是很差的，这是因为该方法不能保证水泥在整个路段内均匀分布。
　　3)含水量不合适稳定土混合料中的水分是水泥水化的需要，也是稳定土压实的需要。如果含水量不足，水泥就会与土颗粒争水;如果含水量过大，混合料不易压实。因此，含水量不当将造成稳定土强度的损失。
　　4)施工因素的影响在施工阶段影响强度的两大因素是碾压与养护。不在最佳含水量下压实，施工碾压延迟时间拖得过长，破坏了已结硬水泥的胶凝作用，使水泥稳定土强度下降;施工季节不同和昼夜温差大小都会影响到养护的效果。碾压完成后没能及时地保湿养护，或是养护环节没有保证必要的温度与湿度，都会导致强度的减低。试验表明，在一定湿度条件下养护的试件，其强度高于空气中养护的试件强度，当水泥剂量较大时影响程度则更大。
　　 3. 2 水泥稳定基层裂缝
　　 水泥稳定基层属于半刚性基层结构，而半刚性基层的主要特点是抗裂性能差，易产生干缩裂缝和温度收缩裂缝。
　　1)干缩裂缝水泥与各种骨料加水经拌合、摊铺及碾压成型后，水分的蒸发及混合料内部发生水化作用，使原本较潮湿的达到密实状态的基层骨料结构逐渐通过水泥的固化作用趋于干燥，由于混合料水分的减少而发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用等引起基层材料体积在一定程度上趋于减小而收缩，收缩量偏大则会使基层出现较严重的拉裂现象，直至产生裂缝。对于含有土量多或细骨料较多的混合料产生的裂缝，主要以干缩为主。
　　2)温度收缩裂缝基层材料内部的不同矿物颗粒组成的固相、液相和气相，在降温变化过程中相互作用的结果，使基层材料产生体积收缩。对于含骨料较多的材料产生的裂缝，主要是温度收缩裂缝。
　　4.水泥稳定基层施工措施
　　4. 1 基层强度不足的预防措施
　　1)选用优质水泥水泥的矿物成分和分散度对其稳定效果有明显影响，优先选用硅酸盐水泥，尽量不使用铝酸盐水泥。采用“路拌法”施工时，必须加强控制，尽量要达到均匀分布，要特别注意消除拌合层底部素土，不能出现夹层是提高稳定土强度的关键。
　　2)水泥、骨料、水拌合均匀在最佳含水量下充分压实，使之干密度最大，强度和稳定性增高。通过配合比试验，要找到最佳含水量，而且能找到一个含水量达到最佳的同时，也要满足水泥完全水化和水解作用的需要。水泥土从开始加水拌合，到完成压实的延迟时间控制在初凝时间内，否则，可在混合料中掺适量的缓凝剂，加强水泥稳定基层保湿养护，满足水泥水化形成的强度需要。保湿养护用湿砂或潮湿的帆布、草帘等覆盖;也可用沥青乳液或水车洒水养护。
　　4. 2 基层裂缝的防治措施
　　4. 2. 1 充分重视原材料的选用及配合比设计
　　1)水泥品种的选择普通硅酸盐水泥干缩性很小，火山灰质硅酸盐水泥次之，矿渣水泥较大。因此，选用合适的水泥在一定程度上能减少干缩裂缝。
　　2)水泥剂量与级配基层水泥用量超过一定比例，混合料的收缩性能增大，容易产生严重的干缩裂缝。当水泥剂量不变时，改善骨料的级配可显著提高基层的强度，反之对不同的材料，水泥的用量有所不同，级配较好的材料水泥剂量可减少到最低，否则水泥用量则会最大。设计配合比时，通过水泥剂量分级和调整骨料的级配，来保证基层的设计强度，降低水泥剂量。实践证明，水泥剂量超过一定数值后水泥稳定土的裂缝增多，裂缝宽度也增大。

　　3)降低土中有机质含量用水泥稳定含有少量有机质的土，水泥的凝结将被延缓;而用水泥稳定不含有机质土层，强度一开始就增长，而且其强度最高;因此，用水泥稳定土做底基层时，土中有机质的含量应≤2. 0%;做上基层时有机质的含量应≤0. 5%，有机质含量> 2. 0%时，必须先用石灰处理，再用水泥稳定，土中硫酸盐含量> 0. 25%，则不能用作水泥稳定土。
　　4. 2. 2 施工时间的选择
　　 基层施工时的温度与冬季温度之间的温差愈大，基层就越容易产生温缩裂缝，在夏季高温季节到来之前施工的基层不但强度高，而且可以减少由于温度降低而产生的收缩裂缝;夏季施工基层虽然具有很高的强度，但是夏季与冬季温差过大，容易产生温缩裂缝。应根据当地的气候条件合理安排上基层、底基层的施工时间，工期条件允许时最好选在夏季高温季节到来之前。若在夏季高温季节施工时，最好选在上午或夜间施工，加强覆盖养护，北方地区避免在秋末组织基层施工。
　　4. 2. 3 控制含水量
　　 施工时严格按照施工配合比，控制最佳含水量，水泥稳定土粗骨料出厂时的含水量应比最佳含水量大0. 5% ～ 1. 0%;水泥稳定土细骨料出厂时的含水量应比最佳含水量大1. 0% ～ 2. 0%。以补充在运输、摊铺、碾压过程中的水分损失，保证碾压时的最佳含水量。
　　5、水泥稳定基层施工必须注意几个问题
　　(1)严格控制混合料的灰剂量、含水量、级配范围。
　　(2)调整好摊铺设备，不得在工作中停车检修，以免混合料因长时间放置，影响碾压密实度和强度。
　　(3)压路机手必须在混合料可塑状态下，即水泥的终凝时间之前完成碾压成型。
　　(4)派专人跟机找平、处理基层平整度。
　　(5)碾压成型后及时洒水，使基层混合料始终保持在潮湿的状态下。
　　(6)铺筑上一层基层时发现下层基层出现裂缝必须进行处理.处理方法有多种,通常采用土工格栅法.
　　结束语
　　 公路路面基层施工是公路工程施工中最为重要的环节之一，其施工质量的好与坏直接关系到整条路线的使用年限。水泥稳定基层近几年广泛地应用于高速公路和一、二级公路及城市道路。水泥稳定基层施工中的病害一直是施工质量控制中的重点，也是项目施工成本控制的关键环节
　　
　　参考文献
　　[1]公路工程无机结合料稳定材料试验规程．
　　[2]公路工程集料试验规程．
　　[3]沙庆林．高等级公路半刚性基层沥青路面．北京：人民交通出版社．
　　作者简介：
　　王全胜男 （1969- ） 孝感市公路管理局公路工程处工程师
　　罗宇 男 （1981－）孝感市公路管理局公路工程处工程师
　　
　　

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