市政道路水泥稳定碎石基层施工技术探究
蔡琼
鄂州市市政工程公司 湖北鄂州 436000
一、引言
市政道路是城市交通系统的重要组成部分,其质量直接关系到城市的交通运输效率和居民的出行安全。水泥稳定碎石基层因其良好的力学性能和工程特性,在市政道路建设中占据着重要地位[1]。水泥稳定碎石基层是由水泥、碎石、水和外加剂等按一定比例混合搅拌而成,经过摊铺、碾压等施工工艺后形成具有一定强度和稳定性的基层结构[2]。它能够有效地承受路面传来的车辆荷载,并将荷载均匀地传递到路基上,从而保证路面的平整和稳定。然而,要充分发挥水泥稳定碎石基层的优势,必须严格控制施工过程中的各个环节,采用科学合理的施工技术。因此,对市政道路水泥稳定碎石基层施工技术进行深入研究具有重要的现实意义。
二、施工前准备
2.1 技术准备
施工前,施工单位应组织技术人员熟悉施工图纸和相关规范标准,了解设计意图和工程要求。对施工现场进行详细的勘察,掌握地形、地貌、地下管线等情况 [3]。编制详细的施工组织设计和施工方案,明确施工工艺、施工流程、质量控制措施、安全保障措施等内容。对施工人员进行技术交底和培训,使其熟悉施工技术要求和操作要点,提高施工人员的技术水平和质量意识。同时,进行试验段施工,通过试验段确定合理的施工参数,如松铺系数、压实机械组合、碾压遍数、含水量控制范围等,为大规模施工提供依据。
2.2 材料准备
2.2.1 水泥
应选用初凝时间不小于3h、终凝时间不小于6h 的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。水泥的强度等级不宜过高,一般采用 32.5 级水泥即可。水泥的各项技术指标应符合国家标准要求,严禁使用快硬水泥、早强水泥以及受潮变质的水泥。在施工过程中,应根据实际情况合理选择水泥品种和强度等级,以确保水泥稳定碎石基层的性能。例如,在夏季高温施工时,可选用水化热较低的水泥,以减少基层因温度应力产生裂缝的可能性。
2.2.2 碎石
碎石应具有足够的强度和耐磨性,其压碎值应符合规范要求。基层用碎石的最大粒径不宜超过 31.5mm ,底基层用碎石的最大粒径不宜超过 37.5mm。碎石的颗粒形状应接近立方体,针片状含量应不超过一定比例,以保证混合料的嵌挤效果。碎石应洁净、干燥、无风化、无杂质,其级配应符合设计要求。在实际采购过程中,应对碎石的产地进行严格筛选,确保碎石的质量稳定[4]。同时,对进场的碎石应进行分批检验,检验内容包括颗粒级配、压碎值、针片状含量等指标,不合格的碎石严禁用于工程施工。
2.2.3 水
施工用水应清洁、不含有害杂质,一般可采用饮用水。若对水质有疑问,应进行水质检验,确保水中不含有对水泥强度发展有重大影响的物质。例如,水中的酸碱度、氯离子含量等指标应符合相关标准要求,以免对水泥稳定碎石基层的性能产生不良影响。
2.3 现场准备
对下承层进行验收,检查下承层的标高、宽度、平整度、压实度等指标是否符合设计要求。若下承层存在松散、起皮、坑洼等缺陷,应及时进行处理,确保下承层表面平整、坚实。在施工现场设置测量控制点,进行测量放样,恢复道路中线,每10m 设一桩,并在桩上标出基层边缘设计高 [5]。根据施工需要,合理布置拌和站、材料堆放场、机械设备停放场等临时设施。拌和站应具备良好的排水条件,材料堆放场应进行硬化处理,不同规格的材料应分开堆放,并设置标识牌。同时,做好施工现场的交通疏导和安全防护工作,确保施工过程中的交通安全。
三、水泥稳定碎石基层配合比设计
3.1 目标配合比设计
根据设计要求和原材料的实际情况,通过试验确定水泥稳定碎石基层的最佳配合比。首先,对原材料进行各项性能指标检测,包括水泥的凝结时间、强度,碎石的级配、压碎值等。然后,按照不同的水泥剂量和含水量进行配合比设计,一般水泥剂量可在 3%-6% 之间选取几个不同的比例进行试验。通过击实试验确定不同配合比下混合料的最大干密度和最佳含水量。再根据最大干密度和最佳含水量制作试件,进行无侧限抗压强度试验。在规定温度和湿度条件下养护一定龄期(一般为7d)后,测定试件的无侧限抗压强度。通过对不同配合比试件的强度结果进行分析,选择满足设计强度要求且水泥用量相对较少的配合比作为目标配合比。例如,经过试验分析,当水泥剂量为 4.5% 时,混合料的无侧限抗压强度能够满足设计要求,且该配合比在经济性和工程性能方面较为平衡,因此确定该配合比为目标配合比。
3.2 生产配合比设计
在目标配合比确定后,需要进行生产配合比设计。将目标配合比中的各种原材料按照生产实际情况投入到拌和设备中,对拌和设备的各料仓进行调试,使各料仓的出料比例与目标配合比一致。在调试过程中,对拌和出的混合料进行抽样检测,检测其级配、水泥剂量、含水量等指标是否符合要求。根据检测结果对各料仓的出料比例进行微调,直至混合料的各项指标稳定且符合目标配合比要求。同时,确定拌和设备的最佳拌和时间,保证混合料搅拌均匀。例如,经过多次调试和检测,确定各料仓的出料比例为:0-4.75mm 碎石料仓占比 25% ,4.75-13.2mm 碎石料仓占比 35% ,13.2-31.5mm碎石料仓占比 30% ,水泥料仓占比4.5%(按质量比),并确定最佳拌和时间为90s,此时生产出的混合料级配良好,水泥剂量和含水量稳定,符合生产配合比要求。
3.3 施工配合比验证
在生产配合比确定后,进行施工配合比验证。按照生产配合比进行试拌、试铺,在施工现场对摊铺后的混合料进行抽样检测,再次验证混合料的级配、水泥剂量、含水量、压实度等指标是否符合要求。同时,观察混合料的摊铺和碾压效果,检查基层的平整度、压实度等外观质量。根据施工过程中的实际情况和检测结果,对施工配合比进行必要的调整和优化,确保施工配合比能够满足现场施工要求,保证水泥稳定碎石基层的施工质量。例如,在试铺过程中发现混合料的含水量略低,导致碾压时出现松散现象,经调整后增加了混合料的含水量,再次进行试铺,混合料的摊铺和碾压效果良好,各项质量指标均符合要求,最终确定施工配合比。
四、施工工艺及流程
4.1 混合料拌和
采用稳定土拌和站集中拌和水泥稳定碎石混合料,以确保配料准确、搅拌均匀。拌和站应配备自动计量系统,对水泥、碎石、水等原材料的用量进行精确控制。在拌和过程中,根据天气情况和运距合理调整混合料的含水量,一般应比最佳含水量高 1%-2%,以补偿运输和摊铺过程中的水分损失。同时,严格控制水泥剂量,其误差应不超过±0.5%。拌和设备在使用前应进行调试和标定,确保设备正常运行。在拌和过程中,要定期检查混合料的级配、水泥剂量和含水量等指标,如发现异常应及时调整。例如,每天施工前应对拌和设备的计量系统进行校准,在拌和过程中每 2h 对混合料进行一次抽样检测,确保混合料的质量稳定。
4.2 混合料运输
采用自卸汽车运输混合料,运输车辆应覆盖篷布,以防止水分蒸发和混合料离析。在装料时,应采取多次挪动车位的方式,使混合料在车厢内均匀分布,减少离析现象。根据施工现场的距离和摊铺机的摊铺速度,合理安排运输车辆的数量,确保摊铺机能够连续、均匀地摊铺,避免摊铺机停机待料。运输过程中,要注意行车安全,遵守交通规则。例如,在夏季高温天气下,运输车辆应在车厢内喷洒适量的水,保持混合料的湿润,同时加快运输速度,减少运输时间,以防止混合料水分过度蒸发。
4.3 混合料摊铺
采用摊铺机进行混合料摊铺,摊铺机应具有自动找平装置,以保证摊铺厚度和平整度。在摊铺前,应将下承层清扫干净,并适量洒水湿润,以增强基层与下承层之间的粘结力。根据试验段确定的松铺系数(一般为1.25-1.35)调整摊铺机的熨平板高度,确保摊铺厚度符合设计要求。摊铺机的摊铺速度应根据拌和站的生产能力和运输车辆的供应情况进行合理控制,一般为 1.5-2.5m/min ,以保证摊铺过程的连续性和均匀性。在摊铺过程中,应设专人跟机作业,及时处理局部离析、集料窝等问题。例如,当发现摊铺机摊铺的混合料出现局部离析现象时,应及时用人工将离析部位的混合料铲除,并用新拌制的混合料进行填补,然后进行人工整平。
4.4 混合料碾压
碾压是保证水泥稳定碎石基层压实度和平整度的关键环节。碾压应遵循“先轻后重、先慢后快、由低向高、轮迹重叠”的原则。在初压阶段,采用轻型压路机(如双钢轮压路机)静压 1-2 遍,使混合料初步稳定;复压阶段,采用重型压路机(如振动压路机)进行振动碾压,一般碾压 3-4 遍,使混合料达到较高的压实度;终压阶段,采用轻型压路机静压 1-2 遍,消除轮迹,使基层表面平整。碾压过程中,应控制好压路机的行驶速度和碾压遍数,避免出现过压或漏压现象。同时,要保证碾压的连续性,相邻碾压段落之间应重叠 1/3-1/2 轮宽。例如,初压时双钢轮压路机的行驶速度控制在 1.5-2.0km/h,复压时振动压路机的行驶速度控制在 2.5-3.5km/h,终压时双钢轮压路机的行驶速度控制在1.5-2.0km/h,通过严格控制碾压参数,确保基层的压实度达到设计要求。
4.5 接缝处理
4.5.1 横向接缝
每天施工结束或因特殊原因中断施工时,应设置横向接缝。横向接缝应与路面中心线垂直,采用垂直的平接缝形式。在下次施工前,应将上次施工结束处的末端混合料铲除,使其露出坚硬的表面,并将其清扫干净,适量洒水湿润。然后,在接缝处铺设一层水泥浆,再进行新混合料的摊铺和碾压。碾压时,应先横向碾压,再纵向碾压,确保接缝处的压实度和平整度。例如,在铲除上次施工末端的混合料时,应使用切割机进行切割,保证切割面垂直、整齐,然后用人工将切割面清理干净,在接缝处均匀涂抹一层水泥浆,再进行后续施工。
4.5.2 纵向接缝
当采用两台摊铺机梯队作业时,应设置纵向接缝。纵向接缝应采用热接缝形式,两台摊铺机的摊铺重叠宽度宜为 10-20cm。在摊铺过程中,应及时对接缝处的混合料进行人工修整,使其平整。在碾压时,应先在已压实的一侧边缘进行横向碾压,然后再进行纵向碾压,确保接缝处的压实度和平整度。例如,在两台摊铺机梯队作业时,后一台摊铺机应在前一台摊铺机摊铺的混合料尚未冷却时进行摊铺,保证接缝处的混合料能够充分融合,在碾压接缝处时,横向碾压的次数一般为 2-3 遍,然后再进行纵向碾压,以保证接缝处的质量。
4.6 养生
水泥稳定碎石基层碾压完成后,应及时进行养生。养生采用洒水养生或覆盖养生的方式,养生期不少于 7d 在养生期间,应保持基层表面湿润,避免基层表面干燥或忽干忽湿。洒水养生时,应采用喷雾式洒水车,避免水流过大冲刷基层表面。覆盖养生可采用土工布、草帘等材料进行覆盖。在养生期间,应封闭交通,严禁车辆通行,以防止基层受到破坏。例如,每天洒水的次数应根据天气情况确定,在夏季高温天气下,每天洒水次数不少于 4 次,确保基层表面始终保持湿润状态。
五、质量控制与检测
5.1 原材料质量控制
对水泥、碎石、水等原材料进行严格的质量控制。水泥进场时,应检查其出厂合格证、检验报告等质量证明文件,并按规定进行抽样检验,检验项目包括凝结时间、安定性、强度等指标。碎石进场时,应检查其级配、压碎值、针片状含量等指标,不符合要求的碎石严禁进场对施工用水应定期进行水质检验,确保水质符合要求。同时,加强对原材料储存和保管的管理,防止原材料受潮、变质或受到污染。例如,水泥应储存在干燥、通风的仓库内,碎石应分类堆放,并用防雨布覆盖,防止雨水冲刷导致级配变化。
5.2 混合料质量控制
在混合料拌和过程中,严格控制水泥剂量、含水量和级配等指标。定期对拌和出的混合料进行抽样检测,水泥剂量的检测误差应控制在±0.5% 以内,含水量的检测误差应控制在 ±1% 以内,级配应符合设计要求。如发现混合料质量出现异常,应及时调整拌和设备的参数或采取相应的措施进行处理。例如,当检测发现混合料的水泥剂量偏低时,应及时检查拌和设备的水泥计量系统,调整水泥的出料量,确保水泥剂量符合要求。
5.3 施工过程质量控制
在施工过程中,加强对摊铺、碾压、接缝处理、养生等环节的质量控制。摊铺过程中,应控制好摊铺机的摊铺速度和熨平板的高度,确保摊铺厚度和平整度符合要求。碾压过程中,应严格按照碾压工艺和参数进行操作,保证基层的压实度达到设计标准。对接缝处理应严格按照规范要求进行,确保接缝处的质量。养生期间,应保证基层表面湿润,养生时间满足要求。例如,在摊铺过程中,每10m 检测一次摊铺厚度,发现厚度偏差超出允许范围时,及时调整摊铺机的熨平板高度;在碾压过程中,每 2000m2 ² 检测一次压实度,对压实度不合格的部位及时进行补压。
5.4 质量检测项目及标准
5.4.1 压实度
基层压实度应不低于 98% (重型击实标准),底基层压实度应不低于 97% 。采用灌砂法或环刀法进行压实度检测,每 2000m2 检测不少于1 处。
5.4.2 平整度
用 3m 直尺检测,基层平整度偏差不超过 10mm ,底基层平整度偏差不超过 15mm⨀ 。每 200m 检测2 处,每处检测10 尺。
5.4.3 纵断高程
基层纵断高程偏差允许范围为 +5mm , -10mm ;底基层纵断高程偏差允许范围为 +5mm , -15mm⨀ 。每 200m 检测4 个断面。
5.4.4 宽度
不小于设计值,每 200m 检测4 处。
5.4.5 厚度
基层厚度偏差允许范围为 +10mm , -5mm ;底基层厚度偏差允许范围为 +10mm , -10mm 。每 2000m2 检测1 点。
5.4.6 横坡
基层横坡偏差允许范围为 ±0.3% ;底基层横坡偏差允许范围为±0.5%。每 200m 检测4 个断面。
5.4.7 强度
水泥稳定碎石基层 7d 无侧限抗压强度应符合设计要求,一般设计强度在 3-5MPa 之间。通过制作试件进行强度检测,每 2000m2 至少制作1 组(6 个)试件。
对检测结果不符合标准的部位,应及时进行分析和处理,采取返工、补压等措施,直至质量符合要求。例如,当检测发现基层某部位的压实度不足时,应分析原因,如碾压遍数不够、含水量不合适等,然后采取相应的措施进行补压,补压后再次进行压实度检测,直至合格。
六、结论
市政道路水泥稳定碎石基层施工技术是一个系统而复杂的工程,涉及到施工前准备、配合比设计、施工工艺及流程、质量控制与检测等多个环节。通过严格的技术准备、合理的材料选择、科学的配合比设计、规范的施工工艺操作以及有效的质量控制与检测措施,能够确保水泥稳定碎石基层的施工质量,使其具有良好的强度、稳定性和耐久性,为市政道路的长期稳定运行提供有力保障。在实际施工过程中,施工单位应根据工程的具体情况,不断优化施工技术和管理措施,提高施工质量和效率,推动市政道路建设事业的发展。
参考文献:
[1] 周大鹏 . 水泥稳定碎石基层施工质量智能监测研究 [J]. 中国水泥 ,2025,(06):121-123.
[2] 袁继诚 . 水泥稳定碎石基层试验检测要点分析 [J]. 安徽建筑 ,2025,32(05):173-174.
[3] 李金鹏 . 市政道路工程中水稳层施工关键技术 [J]. 四川建材 ,2025,51(05):142-145.
[4] 孙旭强 . 大厚度水泥稳定碎石基层整体式施工应用研究 [J].现代交通技术 ,2025,22(02):18-23.
[5] 龚烁 . 水泥稳定碎石底基层标准化施工技术分析 [J]. 运输经理世界 ,2025,(12):11-13.