孫鵬

摘 要：城市道路半剛性基層采用水泥穩(wěn)定碎石的技術(shù) 研究

關(guān)鍵詞：水泥 碎石 粉煤灰 道路基層 技術(shù)性能 經(jīng)濟(jì) 效益 社會(huì) 效益

近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速 發(fā)展 ， 交通 運(yùn)輸量日益增多，車(chē)輛承載力也隨之加大，相應(yīng)地對(duì)道路標(biāo)準(zhǔn)的要求也日漸提高。為適應(yīng)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我市對(duì)道路結(jié)構(gòu)層標(biāo)準(zhǔn)也做了改善，開(kāi)始在市政道路基層中引入水泥穩(wěn)定碎石（以下簡(jiǎn)稱(chēng)水穩(wěn)），經(jīng)行車(chē)驗(yàn)證效果良好。

一、水泥穩(wěn)定碎石作用原理

水泥穩(wěn)定碎石是以級(jí)配碎石作骨料，采用一定數(shù)量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨料的空隙，按嵌擠原理攤鋪壓實(shí)。其壓實(shí)度接近于密實(shí)度，強(qiáng)度主要靠碎石間的嵌擠鎖結(jié)原理，同時(shí)有足夠的灰漿體積來(lái)填充骨料的空隙。它的初期強(qiáng)度高，并且強(qiáng)度隨齡期而增加很快結(jié)成板體，因而具有較高的強(qiáng)度，抗?jié)B度和抗凍性較好。水穩(wěn)水泥用量一般為混合料3%∽7%，7天的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)1.5∽4.0%MPA，較其他路基材料高。水穩(wěn)成活后遇雨不泥濘，表面堅(jiān)實(shí)，是高級(jí)路面的理想基層材料。

根據(jù)交通部《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，我市幾條道路中采用的水泥穩(wěn)定碎石均屬中粒土，由于水穩(wěn)中含有水泥等膠凝材料因而要求整個(gè)施工過(guò)程要在水泥終凝前完成，并且一次達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，否則不易修整。因而施工中要求加強(qiáng)施工組織設(shè)計(jì)和計(jì)劃管理，增加現(xiàn)場(chǎng)施工人員的緊迫感和責(zé)任感，加快施工進(jìn)度，加大機(jī)械化施工程度，提高機(jī)械效率。水穩(wěn)的施工 方法 也符合 現(xiàn)代 化大規(guī)模機(jī)械化發(fā)展的方向。因而水穩(wěn)在市政工程中的 應(yīng)用 會(huì)得到很快推廣。

二、材料要求

水穩(wěn)材料主要由粒料和灰漿體積組成。粒料為級(jí)配碎石，灰漿體積包括水和膠凝材料，膠凝材料由水泥和混合材料組成。

1、水泥

普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥均可，但應(yīng)選用終凝時(shí)間較長(zhǎng)（宜在6H以上）的水泥?？煊菜?、早強(qiáng)水泥以及已受潮變質(zhì)的水泥不應(yīng)使用。宜采用標(biāo)號(hào)較低（為325）的水泥。水泥品質(zhì)必須滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2、混合材料

混合材料分活性和非活性?xún)纱箢?lèi)?；钚圆牧鲜侵阜勖夯业任镔|(zhì)，可與水泥中析出的氧化鈣作用。非活性材料是指不具有活性或活性甚低的人工或天然的礦物材料，對(duì)這類(lèi)材料的品質(zhì)要求是材料的細(xì)度和不含有害的成分。

3、集料

應(yīng)用人工集配碎石，城市主干道用做底基層時(shí)集料的最大粒徑不應(yīng)超過(guò)40mm，顆粒組成范圍，用做基層時(shí)，集料的最大粒徑不應(yīng)超過(guò)30mm。石料的磨耗值不超過(guò)35%，石料的壓碎值不超過(guò)30%

4、水

通常適合于飲用的水，均可拌制和養(yǎng)護(hù)水穩(wěn)。如對(duì)水質(zhì)有疑問(wèn)，要確定水中是否有對(duì)水泥強(qiáng)度發(fā)展有重大 影響 的物質(zhì)時(shí)，需要進(jìn)行試驗(yàn)。從水源中取水制成的水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度與蒸餾水制成的水泥砂漿抗壓強(qiáng)度比，低于90%者，此種水不一用于水穩(wěn)施工。

三、水穩(wěn)混合料組成設(shè)計(jì)

采用水泥、粉煤灰、穩(wěn)定碎石、砂、石屑等筑路材料作為水泥穩(wěn)定碎石基層。

首先，實(shí)驗(yàn)室通過(guò)經(jīng)過(guò)一定數(shù)量的原材料試驗(yàn)，進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)、擊實(shí)實(shí)驗(yàn)，確定最大干密度和最佳含水量。然后以此配比制成試件，試件在規(guī)定溫度條件下保濕養(yǎng)護(hù)6天，浸水1天后，進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)得知：

⑴經(jīng)過(guò)對(duì)集料為砂、碎石、水泥和集料為粉煤灰、碎石、水泥的兩種配比試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)摻加粉煤灰的水泥穩(wěn)定混合料不僅其和易性較好，而且試塊容易成型，成型后的試塊外觀較好，7天平均強(qiáng)度也較高。

⑵不同配比灰土試件，7天無(wú)惻限抗壓強(qiáng)度在1.0MPA左右；而不同配比水穩(wěn)試件7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度在4～7MPA之間（采用325號(hào)普通水泥，水泥摻量5%～6%）

⑶不同配比灰土試件經(jīng)幾次凍融循環(huán)后，抗壓強(qiáng)度幾乎沒(méi)有；而摻有水泥和粉煤灰的不同配比的水穩(wěn)試件，經(jīng)10次凍融循環(huán)后，仍可測(cè)得一定的強(qiáng)度。

通過(guò)對(duì)灰土基層和水穩(wěn)基層路面彎沉試驗(yàn)測(cè)得：

⑴中環(huán)路路面結(jié)構(gòu)層：15CM厚12%灰土，15CM厚12%灰土中摻加30%碎石，13CM厚瀝青混凝土面層，測(cè)得路面彎趁值1.57MM。人民大道、安鋼大道、文峰中路、文峰東路、漳得路等工程道路結(jié)構(gòu)層為：15CM厚12%灰土、15CM厚水穩(wěn)，7CM厚瀝青混凝土面層，路面彎沉值為0.5～1.0MM，彎沉值明顯降低。

通過(guò)觀測(cè)、 分析 不同配比的灰土基層板體性教差，干縮、溫縮系數(shù)大，這樣的基層表層受水浸泡后強(qiáng)度降低，在行車(chē)荷載反復(fù)作用下，容易被面層材料啃噬成粉末狀，極易被滲進(jìn)的水混合成泥漿流走，逐漸使面層脫空，造成油面沉陷、龜裂、脫落，這就是瀝青路面病害產(chǎn)生的主要原因。而由水泥、粉煤灰、碎石、砂、石屑等組成的水穩(wěn)基層，具有強(qiáng)度高、面層薄、板體性、水穩(wěn)定性、抗凍性好等特性，正好彌補(bǔ)了灰土基層的缺陷，從而大大提高瀝青混凝土道路的使用壽命。

四、水穩(wěn)施工 方法

施工中注意的 問(wèn)題

1、首先對(duì)底基層進(jìn)行檢驗(yàn)，復(fù)核控制樁高程。

2、水穩(wěn)攤鋪前底基層清掃干凈，并適量灑水保持濕潤(rùn)。

3、攪拌

廠辦設(shè)備使用前應(yīng)先調(diào)試所用廠拌設(shè)備、各計(jì)量系統(tǒng)，使所拌混合物含水量、骨料級(jí)配、水泥含量均符合配比要求，使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)正常，拌和機(jī)出料量與所用攤鋪生產(chǎn)能力一致起來(lái)。

4、攤鋪、碾壓時(shí)，攤鋪系數(shù)1.3∽1.5之間，施工中必須貫徹“寧高勿低、寧刮勿補(bǔ)”的原則， 全部施工工程力爭(zhēng)在水泥終凝時(shí)間前完成。碾壓完畢立即做密實(shí)度試驗(yàn)，若試驗(yàn)結(jié)果達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)重新進(jìn)行碾壓。

5、一般情況下水穩(wěn)作業(yè)完成24小時(shí)后才可以砌沿石。其與砌沿石的時(shí)間間隔也不宜太久，否則混合料形成板體后，板體堅(jiān)硬，增加施工難度，敲鑿板體也極易破壞板體整體性。

6、養(yǎng)生時(shí)間不少于7天，這期間禁止車(chē)輛通行，每日灑水車(chē)灑水養(yǎng)護(hù)2∽4遍，保持濕潤(rùn)。

五、質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

城市道路尚沒(méi)有水穩(wěn)基層的質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范，城市主干道的質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)由市政行政主管部門(mén)、市政質(zhì)檢站商定如下：

壓實(shí)度：最佳密實(shí)度的98%

平整度：3M直尺檢查不超過(guò)10MM每40M一個(gè)斷面

終斷高程：（MM）+5，-10每20M一個(gè)斷面

寬度：不小于設(shè)計(jì)值每20M一個(gè)斷面

厚度：+0，-10

橫坡（%）：±0.3

強(qiáng)度（MPA）：3.0∽4.0

水穩(wěn)表面平整密實(shí)、無(wú)坑洼，施工接茬平整、穩(wěn)定。

六、水穩(wěn)幾個(gè)問(wèn)題的探討

1、加強(qiáng)施工管理，加大機(jī)械化施工程度

由于水穩(wěn)施工要求時(shí)間緊迫，同時(shí)要求一次達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，否則形成板體不易修整。所以必須加強(qiáng)施工管理，加大機(jī)械化施工程度，形成大規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)方式，才易滿(mǎn)足水穩(wěn)的施工要求。

2、摻加粉煤灰的水穩(wěn)易于施工后期強(qiáng)度高。

從已采用的兩種配合比（一種含粉煤灰，一種不含）集料的使用情況來(lái)看，摻加粉煤灰的效果較好。這是因?yàn)橹患由暗幕旌狭闲杷枯^大，干縮也大，在夏天高溫干旱條件下施工極易出現(xiàn)裂縫，另外在振動(dòng)式壓路機(jī)碾壓過(guò)程中極易翻漿，不利壓路機(jī)作業(yè)。而粉煤灰混合料對(duì)改善其和易性，降低水化熱溫升均有顯著效果。摻加粉煤灰，可提高水溫的后期強(qiáng)度，粉煤灰的活性及球形顆粒表面光滑，在水穩(wěn)中可減少骨料之間摩阻力，相應(yīng)減少拌合物用水量，可改善水穩(wěn)的和易性。粉煤灰使水穩(wěn)產(chǎn)生強(qiáng)度的同時(shí)也發(fā)生一部分熱量，但為數(shù)甚微，從而起到減少溫度裂縫的作用。另外，在水穩(wěn)中摻加一定數(shù)量的粉煤灰也可抑制堿骨料反應(yīng)。摻加粉煤做路基，既處理了電廠排泄的廢棄物，節(jié)約了土地資源，減少了對(duì)環(huán)境的污染，又降低了工程造價(jià)，不失為一種利國(guó)利民的良策

3、水泥用量用水量的控制

在拌和水穩(wěn)時(shí)水泥用量一定要控制準(zhǔn)確，用量太少減少膠凝作用，用量太大加大水化熱反應(yīng)溫度，極易形成裂縫，另外在振動(dòng)式壓路機(jī)振動(dòng)時(shí)，極易形成一層水泥漿覆蓋在水穩(wěn)表面，阻止水穩(wěn)水化熱的揮發(fā)，不利于壓路機(jī)作業(yè)。