淺談水泥穩定碎石的TRANBBS施工質量控制



某高速段一級公路改建工程K13+000~K17+000段，因地勢較 低且地處永定河泛區，TRANBBS設計采用水泥混凝土路面，其基本結構為 26cm水泥混凝土+18cm水泥穩定碎石+30cm厚砂礫墊層。水泥穩 定碎石具有良好的力學性能和板體性，它的水穩性和抗凍性都較 石灰穩定土好。水泥穩定碎石的初期強度高，并且強度隨齡期增 長。隨著我國公路事業的發展和公路TRANBBS技術等級的不斷提高， 水泥穩定碎石已成為高等級公路基層的常用材料并得到廣泛應用。但 在施工過程中，如何更好的對水泥穩定碎石加以控制以使其發揮 最佳性能，還需要更好的進行研究和探討，以避免其不足之處對路面產生的危害。本文從組成設計和施工控制兩個方面，對如何 控制水泥穩定碎石的施工質量問題進行重點的論述。 
1 組成設計 
近年來的實踐表明，水泥穩定碎石作為路面基層應綜合考慮 其強度、回彈模量、收縮和抗沖刷能力等指標選擇集料級配、水泥 劑量和含水量等。在施工過程中，要想發揮水泥穩定碎石的優良性 能，首先應通過其配合比組成設計予以保證。水泥穩定碎石其組 成設計大體步驟，如圖1所示。 
 
1.1 集料級配對抗壓強度的影響 
對于半剛性基層路面結構，基層要承受荷載，應具有一定的荷載擴散能力。集料自身強度及級配組成都對水泥穩定碎石基層 的承載能力有重要的影響。 
公路設計規范中所規定的級配范圍是總結了全國各地的實踐 經驗而得來的，該級配范圍是很廣泛的。但我們在具體應用中并 不是只要在這個范圍內的級配就能滿足要求，要因地制宜、根據當 地的實際情況確定級配范圍。 
表1給出了四個級配，前三個級配參照規范規定的級配范圍， 選取上、中和下限作為設計標準進行集料組成設計，級配四為S型 級配。 
表1 水泥穩定碎石級配組成 

篩孔尺寸(mm) 31.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075
級配1(%) 100 96 89 66 45 35 18 5
級配2(%) 100 94 82 55 36 28 14 4
級配3(%) 100 92 76 49 29 21 11 3
級配4(%) 100 99 96 62 28 19 10 3
規范上限通過率(%) 100 100 89 67 49 35 22 7
規范下限通過率(%) 100 90 72 47 29 17 8 0
  
按照每種混合料的最佳含水量和壓實度要求制作試件，試件 在標準養護條件下，養生6天，浸水1天，然后進行測試，其具體結果見表2。 
表2 水泥穩定碎石各種級配試件測試結果 
級配編號 級配1 級配2 級配3 級配4
強度平均值R 4.86 4.79 3.79 4.57
標準差σ 0.34 0.13 0.77 0.55
強度代表值R’ 4.31 4.57 2.52 3.67
表中平均值說明， 級配1和級配2和級配4滿足規范要求的混合料7天、強度≥4.0Mpa的要求; 強度代表值說明，級配1和級配2滿足規范要求，這是由于混合料 形成的結構密實、粒料間粘結力增強、材料的整體強度得到提高。 
1.2 水泥劑量對抗壓強度的影響 
根據規范要求，對水泥穩定碎石基層選擇強度值較高的級配 中值，按照五個不同的摻量(3%、4%、5%、6%、8%)進行強度試驗。 通過試驗對比發現，同樣的級配組成和水泥標號、水泥劑量對混 合料的強度影響很大，其強度隨水泥劑量的增加而提高。 
1.3 混合料的縮裂特性 
水泥穩定碎石的收縮分為干縮和溫縮兩種，其中的干縮是指 材料內部水分蒸發而引起的體積收縮現象，主要發生在工程完工 后初期階段;當基層上鋪筑面層后，基層的含水量一般變化不大， 此時基層的收縮轉化為以溫縮為主。 
廊泊公路廊坊市南出口至保津高速段一級公路改建工程 K13+000~K17+000段施工之前，進行了室內試驗，采用級配2和 5%、6%這兩種水泥劑量進行制件，經過7天養護后進行干縮試 驗，經過14天養護后進行溫縮試驗。通過對比發現:干縮應變隨著 時間的延長而增加，但到后期增長緩慢;隨著時間的增長，失水率 不斷增加，但在失水初期1周后增加迅速，隨后漸趨平緩;水泥劑量 對干縮應變有影響，且溫縮應變隨著溫度的增加而增大。與干縮 應變相比，在正溫度范圍內由溫度引起的溫縮應變要小的多，而 水泥劑量對水泥穩定碎石溫縮特性卻影響不大。 
1.4 延遲時間的影響 
水泥穩定碎石從加水拌和到碾壓終了，延遲時間對混合料強 度及所能達到的干密度有明顯的影響。延遲時間越長，混合料的強 度和干密度的損失越大。因此在水泥穩定碎石基層施工過程中， 既要采用終凝時間較長的水泥以延長凝結時間，又要控制施工的 延遲時間以減少強度的損失。 
2 施工控制 
2.1 材料控制 
水泥穩定碎石基層材料主要由粗集料、細集料、水泥等拌和而 成，防止不合格材料進場是質量控制的關鍵。 
集料是水泥穩定碎石基層的主體，對強度的影響取決于集料 本身的性質。集料應堅硬、耐久并具有足夠的強度。粗集料應符合 規范要求，當大石料較多時，在拌和、運輸、攤鋪過程中易產生大小 料分離現象，碾壓成型后易形成“粗集料窩”，對質量不利。因此， 在施工過程中，粗集料的最大粒徑應控制在31.5mm之內。 
水泥質量更是關鍵。施工時應選取初凝時間3h以上，終凝時 間較長(大于6h)、標號較低的水泥，為保證其具有足夠的強度 ，水泥穩定碎石要有足夠的時間進行拌和、運輸、攤鋪和碾壓。我們在 施工中采用的水泥為河北唐山產盾石32.5Mpa礦渣硅酸鹽水泥。其 初凝時間為3小時40分鐘。 
2.2 嚴格控制水泥劑量 
在施工過程中，要嚴格控制好水泥穩定碎石的水泥劑量。水 泥劑量太小，水泥穩定碎石強度則不能滿足承載力要求;水泥劑量 太大時既浪費材料，又會使基層產生裂縫，對面層構成局部破壞。 所以在施工過程中，要把水泥用量控制在經濟、合理的目標上。 
2.3 含水量控制 
(1)含水量對壓實度的影響。混合料的含水量對水泥穩定碎石 基層的質量影響主要包括強度、壓實度等。擊實試驗表明，含水量 對壓實度有較大影響。當含水量不同時，相同的混合料在相同的 壓實功作用下，會產生不同的壓實度。由此可見，施工時控制好含 水量是保證壓實度達到設計標準的關鍵之一。 
(2)含水量對強度的影響。含水量較小，混合料不但難以碾壓 成型，而且因水泥的物理、化學反應不全面而造成結構層強度難以 形成，造成板體松散

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我們在施工過程中，采用廠拌法生產水泥穩定碎石混合料。試驗檢測室配備一名專職試驗人員，隨時檢測混合料的含水量。根 據施工組成設計確定的最佳含水量并結合當日的溫度、濕度及運 距確定混合料的含水量。這樣既可以保證混合料的質量，又 能保證施工的進度，避免了不必要的返工處理等問題。 
2.4 攤鋪 
在廊泊公路廊坊市南出口至保津高速段改建工程K13+000~K17+000施工過程中， 因底基層為級配碎石，因此在水泥穩定碎石攤鋪前先在級配碎石 表面灑水浸濕，使用德國產ABG423攤鋪機進行攤鋪。使用攤 鋪機進行攤鋪的關鍵是保持作業連續不間斷，因此我們作了充分 的準備，拌和方面采用浙江產WBS-300型穩定土拌和站進行拌 和，運輸方面采用自卸車運輸，要求一旦攤鋪就連續不斷的進行。 
攤鋪時攤鋪機保持勻速行駛，速度為3.5m/min。當拌和或運輸環 節方面出現問題時，攤鋪機速度調整為2.5-3.0m/min，以保證不間 斷作業。安排專人在攤鋪機后面進行檢查，當局部產生粗集料窩 時，輔以人工進行清除并換填。 
2.5 壓實 
混合料的壓實是一個關鍵工序，也是保證施工質量的重要手 段之一。當含水量大于或略大于最佳含水量時，就可以開始碾壓。 組織壓實操作時應注意下列各點: 
(1)采用的壓實機具應先輕后重; 
(2)碾壓速度應先慢后快，一般速度控制在1.5~2.4km/h; 
(3)組織壓實機具合理的工作路線，直線段一般應先兩側后中 間，以便保持路拱;在彎道部分，由低的一側開始逐漸向高的一側 碾壓。相鄰兩次的輪跡應重疊輪寬的三分之一，保證均勻壓實而 不漏壓，對于壓不到的邊角，應輔以人工或小型機具進行夯實處理。 
(4)應經常檢查混合料的含水量和密實度，并視需要采取相應 調整措施，以達到符合規定壓實度的要求。 
應特別注意的是，任何機械均不得在已完成的或正在被碾壓 的路段上調頭或急剎車，以免對結構層造成破壞。當局部混合料 過干時，可補充部分水分;如局部發生“軟彈”現象，應及時人工挖 開，換填新的混合料，以保證質量。 
2.6 養生 
水泥穩定碎石的養生是十分重要的一個環節，養生期間的濕 度及齡期對水泥穩定碎石的強度影響相當大，在混合料形成初期 應進行保濕養生，以保證水泥進行水化反應所需水分。養生期間 還應采取封鎖TRANBBS交通的處理措施，除灑水車外其他車輛禁止通行， 特別嚴禁重型車輛通行。 
我們在施工過程中，除采取了封鎖交通的措施之外，還專門 購進了毛氈進行覆蓋養生，這樣既保證了混合料初期形成強度所 需要的外界條件又保證了其內在的質量。 
3 結束語 
通過廊泊公路廊坊市南出口至保津高速段公路改建工程 K13+000~K17+000段水泥穩定碎石的施工，我們不難發現，水泥穩 定碎石的級配對其強度是非常重要的，級配的好壞對水泥劑量的 使用多少具有絕對的控制作用。另外，組織協調施工機械的好壞 也是保證工程質量的重要手段。同時，要根據不同的地區差異，因 地制宜確定不同的級配，采取不同的配合比。只有不斷的總結經 驗，才能在水泥穩定碎石施工中對各項技術指標進行更好的控制。

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