资源下载简介

水泥稳定碎石基层施工工艺介绍简介：

水泥稳定碎石基层，也被称为水泥稳定砂砾基层，是一种常用的公路和路基基层材料。其施工工艺主要包括以下几个步骤：

1. 原材料准备：主要原料为优质碎石和水泥。碎石应选用级配良好、无杂质的粗细砾石，水泥选用符合规范的水泥，确保其强度和质量。

2. 水泥浆拌合：按设计要求的比例，将水泥和水混合，搅拌均匀，形成水泥浆。水泥浆的稠度应适中，既能充分包裹碎石，又不易流失。

3. 碎石级配：将碎石按照规定的级配进行筛选，确保混合料的均匀性。

4. 搅拌混合：将筛选过的碎石和水泥浆混合，采用拌合机进行充分拌合，使每一粒碎石都被水泥浆包裹，形成水泥稳定碎石混合料。

5. 压实：拌合好的混合料应尽快摊铺在施工路面上，使用压路机进行碾压，确保混合料的密实度和均匀性。

6. 保湿养生：施工后，需要对混合料进行保湿养生，一般采用洒水养护或覆盖保湿材料，保持其湿润，加速水泥的水化反应，提高其强度。

7. 养生期：养生期根据天气和材料性质确定，一般为7-14天，期间要避免车辆碾压和水分流失。

8. 开放交通：养生期结束后，检查混合料的强度，达到设计要求后方可开放交通。

水泥稳定碎石基层施工工艺需要严格按照设计要求和施工规范进行，以保证施工质量。

水泥稳定碎石基层施工工艺介绍部分内容预览：

水泥剂量的测定用料应在拌和机拌和后取样，并立即（一般规定

小于10分钟）送到工地试验室进行滴定试验。

水泥用量除用滴定法检测水泥剂量外，还必须进行总量控制检测。

即要求记录每天的实际水泥用量、集料用量和实际工程量，计算对比水泥剂量的一致性。

铁路工程施工机械台班费用定额(2005年度)4.2水泥稳定碎石基层质量标准

水泥稳定碎石的质量控制要求见表2。

表2 水泥稳定碎石基层质量标准

五 施工中应注意的问题

根据本项目的施工经验,每施工段以60～80米为宜向前逐步推进,基本控制拌和时间1～1.5h,压实时间2～2.5h。施工段过短,则不利于机械的大面积作业,也是不经济的;施工段过长,则在较短的时间内完成很困难,工程质量难以保证。每一施工段从开始拌和到碾压完成所占用的时间应控制在水泥的终凝时间之内。

5.2 施工中含水量的控制方法

含水量的调整一定要安排在拌和之前,避免在拌和后的混合料中补水,这样可以缩短施工时间。另外拌和后在混合料中补水也是造成完成后的水泥稳定碎石顶面有一层剪切面的一个重要原因，因为表层水分大，压路机碾压时的推移使表层和下部不能形成一个整体。当然压实成型后不能及时得到养护，造成表面快速失水，不能与下部形成一个整体也是顶面剪切面形成的一个原因。剪切面在施工面层前一定要清除，否则将是路面质量的一个隐患。

由于施工采用机械化流水作业,因此施工的机械设备一定要配套,且保证机械的完好率和使用率,加强指挥调度,以减少作业时间,这是确保施工质量的一个关键。

1 沙庆林 ，高等级公路半刚性路面，北京：中国建筑工业出版社，1998；

任惠清，林秀娴，半刚性基层材料参数的研究，华东公路，1996；

水泥稳定碎石基层的干温缩性能初探

（中铁十七局集团一公司即平高速公路项目 李飨民）

摘 要: 本文介绍了半刚性基层裂缝问题的成因及施工中应注意的问题，可供同类型工程施工参考、借鉴。

关键词：半刚性基层 裂缝问题 控制措施

1 道路半刚性基层的典型病害

1.1 半刚性基层的特点

半刚性基层主要有水泥稳定粒料土类、石灰稳定粒料土类及石灰、粉煤灰稳定粒料土类，这类基层强度高，具有较小的变形，完全满足高等级公路“足够的强度、适宜的刚度和耐久性、较小的变形”的要求，具有优良的工程性质和显著的经济效益和社会效益，因而在近年来我国高等级道路建设中深受人们的欢迎，成为道路基层首选材料。但是，它也有明显的缺点，那就是在其上修建的沥青面层往往在通车不长时间后就出现裂缝，裂缝在行车荷载及路表面雨水的共同作用下不断加宽，致使路面强度降低，甚至严重危及道路的使用。

1.2 半刚性基层裂缝问题

半刚性沥青路面开裂的原因和裂缝形式是多种多样的，影响裂缝轻重程度的主要原因有沥青和沥青混合料的性质、基层材料的性质及组成设计、气候条件（特别是冬季气温及其变化）、交通量以及施工因素等。就其开裂的主要原因，有以下两类：一类荷载型裂缝，另一类是非荷载型裂缝。荷载型裂缝主要原因是因强度不足或路面在车辆等荷载反复作用下而引起的疲劳破坏等原因造成的，一般高等级公路实测弯沉值均远小于规范标准，不长的时间引起的裂缝亦不可能是疲劳开裂，因此目前沥青路面产生的裂缝的原因主要为非荷载型裂缝。多数路段的裂缝属非荷载型裂缝，其缝上端开口宽，沿深度向下变窄即证明了这一点，由下层裂缝促成面层由底到顶产生的裂缝称为反射裂缝，其主要原因是由于路面下部基层和底基层材料因水分散失及温度变化而引起的干缩与温缩造成的裂缝，反射到沥青面层上。在近年的道路工程学会学说交流会的专家们，也普遍认为半刚性基层沥青路面的裂缝产生原因主要为基层收缩而引起的反射裂缝或对应裂缝。

如何减轻裂缝的危害，主要从三个方面研究：第一是针对基层材料本身；第二是针对半刚性基层和沥青面层之间设置的隔离裂缝中间层或应力吸收层；第三是针对沥青面层。如在沥青面层与基层之间铺设土工织物，采用级配碎石中间层及采用优质沥青或改性沥青等措施，福州大学周瑞忠等人采用边界元等数值方法分析了高等级公路应用土工织物层阻滞路面裂缝的机理及防治效果。本文主要从基层材料本身的组成设计探讨其抗裂性能。

半刚性基层中的矿料通过水硬性胶结料结合成整体，对于高等级公路的路面基层，为了达到一定的强度及稳定性，要求矿料质地均匀，有一定的级配组成。横向收缩裂缝是半刚性基层沥青路面的普遍现象，有许多技术措施可以用来减少收缩裂缝向沥青面层的延伸。但是最根本的措施应该是减少基层材料的本身的收缩变形。依据研究，基层结构强度及刚度越高，则收缩裂缝越严重，因此有许多国家，以限制最高强度来约束裂缝的发展，所以既要求基层具有较高的强度与刚度，但又不可片面的追求高强度与高刚度。

高速公路路面裂缝问题在我国东北地区表现特别突出，据有关资料的调查，东北地区高等级公路路面开裂有以下规律：

⑴ 半刚性基层的沥青路面竣工后第一个冬季即产生横向裂缝，裂缝率为25～55m/1000m2，开裂间距为30～40m，以后路面开裂逐年增加，增加数量与路面结构、基层成型好坏有关，基层成型好的路面裂缝增加少且都是一些细小的裂缝，而基层成型不好的路面裂缝增加的较多。

⑵ 裂缝最宽出现在每年的2月初，最宽可达20mm，到4、5月份裂缝可缩小4～5mm；在冬季宽度4mm以上的裂缝占65%左右，贯通的横向裂缝宽度几乎都在4mm以上，这些裂缝的宽度以后很少发生变化，而一些宽度在2～4mm的裂缝其宽度在增加；

⑶ 裂缝绝大部分从沥青面层开始贯穿整个基层，底基层有的开裂，有的未开裂，裂缝大部分是竖直的，也有竖向倾斜的，裂缝有上宽下窄的，也有上窄下宽的；

⑷ 路面上长2～3米的细小裂缝，基层也已开裂，但末端基层未开裂，还有一些细小裂缝，沥青面层只竖向开裂一半，而基层也已开裂。

总之半刚性基层沥青路面裂缝问题是半刚性基层典型病害，其主要成因是由于半刚性材料的干、温缩变形引起的。可以通过多种方法来减轻这种路面反射裂缝的病害，如优化半刚性基层材料的组成设计、严格施工等等。

2 半刚性基层的干温缩变形的成因

2.1. 半刚性基层的干燥收缩机理

干燥收缩系指半刚性基层材料因内部含水量变化（水分损失）而引起的体积收缩现象，其基本原因是由于水分的蒸发而产生的“毛细管作用”、“吸附水及分子间作用力”、矿物晶体或胶凝体的“层间水作用”以及“碳化脱水作用”而引起的整体微观体积的变化。

半刚性基层材料毛细管中水的弯液面存在着内外压力差（即毛细管张力），其大小与毛细管半径成反比，当水分蒸发时，毛细管水面下降，弯液面曲率半径变小，致使毛细管张力增大，从而产生收缩。

毛细管水蒸发完毕后，半刚性基层材料中吸附水开始蒸发，使颗粒表面水膜变薄，其间距变小，分子力增大，导致其宏观体积进一步收缩。这一阶段的收缩量要比毛细管作用的影响大得多。当吸附水膜减薄到一定程度后，收缩量逐渐减小，直到终止收缩。

碳化收缩，是指Ca(OH)2与CO2反应生成CaCO3过程中析出水分而导致体积收缩。

半刚性材料是由固相（组成其空间骨架结构的原材料）、液相（存在于固相层面与空隙中的水和水溶液）、气相（存在于空隙中的空气）组成。所以，半刚性基层材料的外观胀缩性是其基本体的固、液、气相的不同温度收缩性的综合效应。一般气相大部分与大气贯通，在综合效应中影响较小，可以忽略。因此半刚性基层材料的胀缩性可主要从固相胀缩、液相胀缩以及两者的综合作用三方面进行研究。

就组成固相的矿物而言，原材料各矿物一般有较小的收缩性，其中粘土矿物的收缩性较大，粉煤灰的收缩性最小；而胶结物（反应生成物）则具有较大的温度收缩性。

存在于半刚性基层材料内部大空隙、毛细孔、凝胶孔中的水，通过“扩张作用”、“表面张力作用”和“冰冻作用”对其热胀冷缩性产生极大的影响。水本身的胀缩性比固相颗粒大得多。在一定的温度范围内，温度上升，水膨胀扩张压力使颗粒间距增大；温度下降DB15∕T 353.11-2020 建筑消防设施检验规程 第11部分：消防电话系统，扩张压力消失，使颗粒靠近。当毛细水存在时，温度下降，水的表面张力增大，致使颗粒靠近而产生收缩。其次，由于颗粒靠近及水的收缩使毛细管半径变小，毛细管压力增大，加剧了材料收缩性。应当指出的是，当温度低于冰点时，空隙中的水冻结后体积膨胀，使半刚性基层材料膨胀。

从以上分析可以认为，（1）固相部分的收缩系数取决于各固相成分及其含量配比；（2）随着化学反应，新生物结晶硬化，半刚性基层材料的收缩系数不断增大；（3）水对半刚性基层材料的胀缩性影响极大，当温度高于冰点时，水的存在会使材料的收缩系数显著增大；（4）半刚性基层材料强度的增长，又会一定程度上制约水的作用。

3 减少干温缩性变形的技术措施

半刚性基层材料级配对基层的抗裂性能有较大影响，级配悬浮型混合料由于混合料中细集料较多，基体（小于5mm以下的颗粒含量）含量偏多，粗集料浮于细集料组成的基体中，混合料将会产生较大的收缩变形。

近年来江西水泥稳定碎石基层为了防止其收缩裂缝的病害，级配设计上基本上是在规范的范围之内，适当靠近规范的下限，混合料抵抗干温缩变形能力有所提高。不同地域的材料差别较大，应根据材料情况，在规范范围之内进行混合料配合比优化设计，从强度、变形性能等方面选定最佳的级配。

乐温高速公路工程根据江西交通集团材料情况进行详细的配合比设计优化及力学强度性能、变形性能的试验，寻求最佳配合比。

《水泥窑协同处置垃圾工程设计规范 GB50954-2014》3.2严格的施工保证措施

施工中首先应保证原材料质量稳定，优质的原材料是水泥稳定碎石基层质量最为重要的保证，必须杜绝不合格原材料进厂。

严格的含水量控制也是水泥稳定碎石减小水泥碎石基层收缩变形的重要技术保证措施，为了减少材料的干温缩变形，原则上要求混合料的碾压含水量应略低于最佳含水量的情况下压实，可以减少混合料的干温缩变形。因此，混合料的含水量控制相当重要。