市政道路水泥稳定碎石基层施工技术探究

一、引言

市政道路水泥稳定碎石基层施工技术是道路工程中的关键环节，其质量直接影响路面的承载力和耐久性。随着城市化进程加快，交通荷载日益增大，对基层材料的强度、稳定性和施工工艺提出了更高要求。水泥稳定碎石以其良好的力学性能、水稳性和经济性，成为基层材料的首选 [1]。

本研究的目的与意义，旨在通过系统探究材料配比、施工工艺及质量控制措施，提升基层施工质量，为同类工程提供参考。研究将为市政道路建设提供技术支撑，推动行业标准化发展。

二、市政道路水泥稳定碎石基层概述

（一）水泥稳定碎石基层的概念与特点

水泥稳定碎石基层是以级配碎石、水泥及水按特定配比混合制成的半刚性建筑材料，在市政道路建设中应用广泛 [4]。其关键特性在于水泥发生水化反应后产生胶结作用，使混合料的力学性能和结构稳定性得到明显改善 [2]。从构成要素分析，该基层的强度主要由水泥的粘结效应决定，而碎石颗粒形成的骨架则赋予其优异的抗压与抗变形特性。相比柔性基层，这类材料具备更强的荷载承受力和抗疲劳特性，可更好地分散行车压力并抑制路面形变[3]。同时其施工工序较为简便，原材料获取容易且经济性良好，使其成为道路工程中的优选方案。但需注意，该材料对含水量和压实度的控制要求严格，处理不当可能引发裂缝或强度缺陷。

（二）水泥稳定碎石基层在市政道路中的作用

市政道路建设中，水泥稳定碎石层作为核心承重结构，主要功能是将行车载荷均匀传递至路基，防止局部应力过大导致路基受损。研究表明，这类基层凭借较高刚度特性，可显著降低路基表面压力，进而提升道路整体耐久性。此外在频繁车辆碾压条件下，该结构能有效抑制路面塑性变形，对交通繁忙的城市道路具有特殊意义。

从抗环境侵蚀性能来看，此类基层材料具备出色的防水性能。其紧密结构能阻断雨水渗透，避免路基土质因浸水而强度下降，在降水量大或地下水位偏高的工程区域优势明显。同时材料的热变形参数与沥青表层相近，可最大限度降低温差引起的层间分离现象。

水泥稳定碎石基层以其综合性能优势，已成为现代市政道路不可或缺的组成部分。通过优化材料配比与施工管理，可充分发挥其技术特性，为城市交通基础设施的可靠运行奠定坚实基础。

三、市政道路水泥稳定碎石基层施工技术分析

（一）施工准备技术

1．材料准备

混合料的力学特性与长期稳定性主要取决于原材料品质。应采用凝结时间适中（初凝超过 3 小时、终凝不足 6 小时）的 32.5 或 42.5 标号普通硅酸盐水泥，且需经沸煮试验验证体积稳定性。粗集料需满足压碎指标不高于 26% ，长条扁平颗粒占比控制在 15% 以内并按 4.75-9.5毫米、9.5-19 毫米、19-31.5 毫米三个区间进行合理配比，以获得最优压实效果。拌合用水须为 pH 值 6-8 的无污染净水，禁止采用含油脂或有机污染物的水源。

2．机械设备准备

采用机械化作业是确保施工流程顺畅的重要条件。拌合站需安装生产能力不低于每小时 500 吨的双卧轴强制搅拌装置，计量精度要求水泥误差不超过 1% ，集料误差小于 2% 。铺筑机械推荐采用输出功率在 160 千瓦以上的自行式可调宽度机型，夯实装置振动频率需高于每分钟 1500 次。压实机械应配备 18 至 22 吨单钢轮振动压路机、26 至30 吨胶轮压路机以及小型手推式压路设备，建立分层碾压作业系统。各类施工机械在正式作业前必须完成无负荷调试，同时需校准压力显示仪表及温度检测元件等监控仪器。

（二）混合料拌和与运输技术

1．拌和工艺控制

为确保混合料质地均匀且水泥完全反应，应采用分阶段投料方式。首先将粗骨料单独搅拌 10 至 15 秒，随后掺入胶凝材料与拌合水继续混合 40 至 45 秒，全过程搅拌时长不低于 ¹ 分钟。每日需测定原材料含水率，依据环境温度波动调节用水量，保持实际含水率略高于理论值 0.5% 至 1 个百分点。通过化学滴定手段检验胶凝材料含量，允许波动幅度为 ±0.3% 。拌和机卸料时物料温度应维持在5-35 摄氏度区间，高温季节可对集料进行喷水冷却，寒冷气候则需使用加热后的拌合水进行操作。

2．运输过程注意事项

在物料运输过程中，关键在于预防骨料分离和水分流失。装卸车辆上料时应当采用分段式方法，分批次完成装载作业，降低物料堆积高度差。车厢必须严密遮盖两层防水布，高温季节运送时长控制在半小时内，寒冷季节不超过三刻钟。行驶路线应保持路面平坦，运输速度限制在每小时30 公里以下，防止剧烈震动造成粗颗粒沉淀。

（三）摊铺与碾压技术

1．摊铺方法与要点

摊铺施工应按照 " 不间断、稳定速度、快速作业 " 的要求进行。当使用双机梯队作业模式时，前后设备间隔距离控制在5 至8 米之间，搭接区域宽度维持在 30 到 50 毫米范围。行进速度建议设定在每分钟1.5 到 2 米，螺旋输送装置转动速率需保持稳定，混合料堆积高度要超过螺旋杆件三分之二。虚铺厚度参数需经试验段验证，常规数值在1.25至 1.35 区间。施工期间安排专职人员检测铺层厚度，沿纵向每间隔 20米选取三个点位测量，厚度误差范围控制在负8 毫米至正5 毫米之间。

2．碾压流程与参数控制

为确保应力合理分布，碾压作业需建立分层次的压实体系。首次压实选用双钢轮设备进行无振动碾压一次，频率控制在 35 至 50 赫兹行进速率保持在每小时 1.5 到 2 公里范围。中间阶段采用单钢轮机械实施振动压实 4 到 6 次，振幅设定为 0.7-1.2 毫米作业速度调整为 2-2.5公里每小时。最终收面阶段使用充气轮胎设备无振碾压两次，胎压不低于0.5 兆帕。

四、市政道路水泥稳定碎石基层施工质量控制

（一）施工质量影响因素分析

1．材料质量

材料品质对路面结构强度具有关键影响。作为主要粘结剂的水泥，需满足国家标准 GB 175-2007 的各项参数要求，包括强度等级、凝结特性及体积稳定性等指标。实际工程案例表明，当选用 42.5 标号普通硅酸盐水泥时，路基在养护一周后的抗压性能可提升 12% 至 15% 。骨料粒径分布与压实效果密切相关，试验分析指出，若 4.75 毫米至 9.5毫米粒径的碎石含量高于 35% ，则密实程度能达到 98% 左右。水分控制同样重要，当实际含水量偏离最优值超过 1% 时，出现收缩裂纹的风险将上升20 个百分点，因此施工前必须严格检测材料含水状况。

2．施工工艺

施工过程中，操作方法的标准化直接影响原材料性能的发挥效果。研究表明，摊铺设备的前进速率与振动装置的工作节奏需要合理配合，实际测试数据指出，在铺筑机械以每分钟 2 至 3 米的速度移动且振动器每分钟运作 2800 次的情况下，沥青混合料的分层现象能有效控制在5% 以内。压实工序的技术指标同样不可忽视，使用 18 到 20 吨重的钢制碾压设备先进行无振动碾压两次再实施振动碾压四次，可使密实程度较不规范操作提升 3% 。

3．环境因素

外界因素会干扰建材性能从而对工程品质造成影响。当气温降至5 摄氏度以下，水泥凝固速度将大幅减缓超过一半，此时需要添加促凝成分或对集料预热来应对。日降水达到 10 毫米以上，会使铺设层湿度超出标准限值，有工程实测表明，这种情况下路基表层弹性系数降低近两成。若风力达到四级以上，会加快表层水分散失，热辐射检测发现这类区域昼夜温差可达15 度，导致热胀冷缩开裂的可能性明显上升。

（二）施工质量检测指标与方法

1．压实度检测

基层密实状况的评判关键在于压实度这一参数。按照现行标准，灌砂法被列为优先选用方式，与核子密度仪测试数据差异不超过 0.8 克每立方厘米，然而其操作过程较为耗时，每个测点约需 40 分钟。通过对比分析发现，当基层厚度大于 20 厘米时，建议分两层进行测试，且上下两层的压实度差异不宜超过 1.5% 。需要特别说明的是，在碾压结束后的120分钟内获取的检测数值最为准确，若超过此时限再进行测量，所得结果往往会偏高约0.5 个百分点。

2．强度检测

测定结构承载能力最有效的方法是开展无侧限抗压试验。制备标准试样时，静力压实方式优于冲击压实，实验结果表明该方法可使强度波动幅度减少近四分之一。在钻取芯样过程中，试样直径需超过集料最大粒径的三倍，工程实例分析显示，150 毫米直径芯样的强度稳定性较 100 毫米规格提升 4.7 个百分点。针对关键道路工程，必须补充弯拉性能检测，其与抗压强度值的合理比例应控制在 0.28 至 0.35 之间若偏离该区间则反映材料配比设计存在问题。

3．平整度检测

道路表面平整度是影响铺装质量与车辆行驶体验的关键指标。采用 3 米直尺进行测量虽然快捷，但仅能针对小范围区域开展检查，要求测得的最大空隙低于 8 毫米。对于大规模路段评估，推荐使用连续式平整度检测设备，若计算得到的标准偏差超过 2.5 毫米则需实施铣削修复作业。现代激光扫描技术的引入显著提高了检测水平，该设备具备 0.1 毫米的识别能力，可精确捕捉 0.5 至 3 米波长的路面起伏情况，为精准修复工作提供科学依据。

（三）施工质量控制措施

1．材料质量控制措施

为确保建材品质达标，需从采购源头与生产环节双重把关。针对水泥材料，除核查质量证明文件外，每批次 200 吨需重新检测硬化时长与抗压性能。砂石骨料在堆场需经过杂质过滤工序，确保粒径低于0.075 毫米的粉末占比控制在 1% 以内。搅拌设备必须装配实时湿度检测装置，使水计量偏差维持在正负 0.3% 范围内。实验室每日需制备两套标准养护样品，其一周龄期的强度测试结果差值应小于 0.8 兆帕。所有检测数据需形成完整记录，作为质量追溯依据。通过建立多层级检验体系，实现从进场到施工的全流程监管。

2．施工过程质量控制措施

在工程建设中，必须严格把控各环节操作规范。物料混合阶段使用双向强制搅拌设备，原材料预拌时长需超过 15 秒，整体搅拌过程不超过 1 分钟。运送车辆需安装双层保温篷布，确保混合料每小时温降低于 2 摄氏度。铺筑作业前需用测温设备检测基层温度，若与面层温差超过 10 摄氏度则需开启加热系统。压实工序结束后需立即覆盖专用养护布，并利用水分检测仪实时监测养护期湿度，保证 7 天内相对湿度始终高于 90% 。整个施工流程要重点落实标准化作业要求，尤其要重视关键工艺环节的质量管控。

3．特殊情况质量控制措施

针对不同施工环境应采取针对性管控措施。寒冷条件下拌合料需掺入 2%-3% 的促凝复合添加剂，且需在水泥开始凝结前 90 分钟完成压实作业。遇阴雨天气需配置拌和场防雨设施，并预备充足吸水物资，保证降水后半小时内可有效处理路表积水。桥梁接缝区等关键部位宜采用分层递进式压实方法，单层摊铺厚度控制在 15cm 以内并追加两次无振动碾压以减少不均匀沉降。

依托该综合质量管控体系，能有效提高水稳碎石结构层的施工均匀性。工程实例显示，采用全流程监管的项目，其基层开裂概率下降超四成，养护 28 天后强度达标率为 98.6% ，为沥青面层施工创造了有利条件。后续应融合智能传感技术，持续完善施工参数的实时调控功能。

五、结论

市政道路水泥稳定碎石基层作为关键承重结构，其施工质量对道路使用寿命与性能起决定性作用。研究表明，该基层施工需遵循科学化、标准化流程：材料上严格把控水泥剂量、骨料级配及含水量；拌和采用厂拌法并控制时间以防离析；运输需覆盖保湿；摊铺保证连续作业，精准控制速度与厚度；碾压遵循“先轻后重、先慢后快”原则，确保压实度；接缝处理注重纵向重叠与横向垂直切割及水泥浆涂刷，以增强整体性。

施工质量受材料、工艺、环境多因素影响，需建立全过程控制体系，材料进场复检，施工中实时监测指标，特殊环境采取对应预案。案例显示，规范施工项目 7 天无侧限抗压强度超 3.5MPa ，压实度达 98% 以上，满足高等级道路要求。

参考文献：

[1] 刘志强 . 沥青路面裂缝修补材料性能对比研究 [J]. 交通运输工程学报 ，2023，23（4）：112-118

[2] Wang L， Chen X. Optimization of Gradation Design for CementStabilized Macadam[J]. Construction and Building Materials， 2024， 325： 128735

[3] 张明远 . 基于 BIM 技术的道路施工质量管理研究 [J]. 土木工程与管理学报 ，2025，42（2）：45-51

[4] 李成刚 . 再生骨料在道路基层中的应用进展 [J]. 建筑材料学报 ，2023，26（5）：189-195