浅谈路面基层施工水泥稳定碎石配合比设计及质量控制

浅谈路面基层施工水泥稳定碎石配合比设计及质量控制

万廉 

江苏纬信工程咨询有限公司   江苏南京  210000

摘要：本文对新规范中的目标配合比和生产配合比及质量控制进行浅析，对设计的各步骤及质量控制要点进行总结，以方便相关工作在实际工程中的开展。

关键词：水泥稳定碎石；配合比；设计；质量控制

引言

水泥稳定碎石基层具有很多显著特性，如较好的水稳定性、较高的力学强度、较好的板体性、较高的承载力。但水泥稳定碎石基层也存在很多缺陷，如抗变形能力较小，在道路荷载、温度、湿度的不断变化作用下，水泥稳定碎石基层极易发生裂缝现象。在设计、施工中，因为减小了水泥用量，提升了混合料级配，对含水量进行了严格控制，采取了有效的养护措施，提高了水泥稳定碎石基层的抗裂性能。

1原材料

在水泥稳定碎石混合料中，作为结合料的水泥，应采用符合国标要求的32.5或42.5强度等级的普通硅酸盐水泥，其初凝时间要大于3小时，终凝时间要大于6小时并小于10小时。这是由于水稳拌合楼通常距离施工地点有一定的距离，加之混合料运输到现场后的施工压实也需要一定的时间，因此需要采用缓凝水泥来为运输和施工留足时间。

作为被稳定材料的集料，粗集料充当水泥稳定碎石骨架的角色，细集料则起到填充颗粒孔隙的作用。原材检测时，各档粗集料的级配、压碎值、针片状颗粒含量、0.075mm以下颗粒的含量以及各档细集料的级配、0.075mm以下颗粒的含量及塑性指数均要满足新规范的要求，其质量好坏将对基层的成型强度及后期开裂情况造成直接的影响。

2 目标配合比设计

新规范中，目标配合比设计的工作主要为混合料级配范围的确定、水泥剂量的确定。

第一部分为混合料级配的确定。首先根据道路级别和层位，选择规范中对应的合成级配范围或设计文件中规定的级配范围，根据各档粗集料、细集料的级配检测结果，对各档粗集料和细集料进行掺配，并构造不少于4组级配曲线，并对每组掺配后的合成级配进行评价分析，选择出相对较合适的级配曲线作为级配设计的结果。

第二部分为水泥剂量的确定，根据新规范的要求选择5组水泥剂量计算试验材料用量，进行击实试验，得到每种水泥剂量下的最大干密度和最佳含水量，分别按规范成型圆柱体强度试件，按标准养护，得到每组水泥剂量的7天龄期无侧限抗压强度。根据设计强度，选择出满足设计要求时最合适的水泥剂量。

3 生产配合比设计

新规范中，生产配合比设计的步骤较复杂，主要为拌合楼设备的调试及标定、拌合楼各料仓供料比例的确定、试生产的混合料级配及强度的验证、EDTA标准曲线的绘制、延迟时间的确定。

第一部分为拌合楼设备的调试和标定，指的是料斗称量的标定和加水装置的标定。要保证各料仓供料比例的正确，首先要保证料斗称量的准确性。为了在生产时维持混合料含水量在最佳含水量附近，要对加水装置进行标定，保证加水效果与预期目标的一致性。

第二部分为拌合楼各料仓供料比例的确定，即根据目标配合比设计的级配结果，对拌合楼生产时所用的料仓进行调试。当料仓的档位数和目标配合比的集料档数一致时，通常不需要更改比例，可参照目标配合比确定的各原材比例进行调试。若料仓的档数与目标配合比的原材的档数不一致，则需要对各料仓的材料供应比例进行调整，使生产的级配尽可能地与目标配合比确定的合成级配相符。

第三部分为水稳混合料的试生产。根据确定的设备参数，试生产水泥稳定碎石混合料，并取样进行级配的检测，检测其与目标配比结果是否相近，并进行水泥剂量和无侧限抗压强度的检测，验证生产出的水泥稳定碎石混合料性能是否符合要求。

第四部分为绘制EDTA标准曲线。使用与设计级配相符的混合料，按设计水泥剂量，及±1%、±2%设计水泥剂量来拌制水泥稳定碎石混合料，进行各水泥剂量下的EDTA消耗量检测，得到不同水泥剂量下的EDTA消耗量，绘制成EDTA标准曲线，作为施工控制中水泥剂量检测的依据。

第五部分为确定施工压实的容许延迟时间，为新规范特别增加的内容，其设置的目的在于确定施工过程中最迟的压实时间，以更好的协调生产、运输与施工之间的时间关系。该步骤需要使用与设计级配相符的混合料，按设计水泥剂量和最佳含水量进行拌制，但是改变无侧限抗压强度试件的成型压实时间，以立即压实成型、延迟1小时至6小时等时间进行压实成型，得到不同压实时间下的7d无侧限抗压强度，以设计强度为尺度，确定保证强度情况下的最迟的压实时间。

4 施工时的质量控制

4.1原材料的质量控制

碎石的级配、压碎值、石粉含量、针片状含量的检测频率，要求在使用前取2个样品进行检测，碎石种类变化时重做2个样品，并且级配还要求在使用过程中每2000立方检测2个样品。为了方便材料的报验，这里建议碎石等粗集料按2000t一次的频率检测级配、压碎值、石粉含量、针片状颗粒含量。在每天使用前，每档材料取2个样品进行含水率的测定。石屑的级配、液塑限等参数和碎石的检测频率相似，也要求在使用前取2个样品进行检测，使用过程中每2000立方检测2个样品。这里建议石屑等细集料按1000t一次的检测频率进行级配、液塑限的测定。粗集料、细集料分别按2000t、1000t的检测频率，可以避免与现行的材料报验流程发生冲突，同时也在满足新规范报验频率的同时保证了原材料的质量。

新规范对于水泥的检测频率要求为，进行配比设计时取一个样品进行试验，料源或强度等级变化时重新检测，检测内容为强度和凝结时间。这里建议水泥的检测按现行的国家标准进行，检测其标稠、凝结时间、安定性、强度。因水稳基层的水泥用量较少，为了保证工程质量，建议检测频率由国标的500t调整至300t作为一个检验批。

对于生产时的混合料抽检，新规范则要求混合料级配、水泥剂量、含水量每2000立方检测一次。与以往工程经验不同的是，混合料的最大干密度每个工日需要检测一次，这点与沥青混合料的生产相似，其标准密度取值不再取配合比设计结果作为定值，而是需要根据每个工日的混合料最大干密度为压实度检测时的标准密度。这种做法能够更好将生产的水泥稳定碎石混合料与现场相应部位的压实质量相对应。当天确定的最大干密度与设计时的最大干密度差值大于0.02g/cm3时，则需要对原因进行分析处理。

4.2施工质量控制

        为确保水泥稳定碎石混合料形成的结构为骨架密实型，在具体施工时，需要对施工质量进行控制。严格控制混合料拌合时间，拌合完成后，必须严格控制传送带夹角，夹角过大会导致粗料滚动导致混合料离析。卸料过程中，出料口与车厢高度不宜过高，且拌和机必须佩带活门漏洞。卸料落差不能超过2m。如果摊铺机施工宽度过大，会促使粗集料向两侧漂移，进而与细料分开，导致压实基层空隙率高，进而促使混合料产生离析现象。在摊铺过程中的影响因素则是摊铺机是否连续稳定工作，为确保摊铺机连续稳定工作，首先需要保证拌料功能、运输性能以及摊铺机的摊铺速度动态平衡，此外还需要保证混合料具有充分供应能力。对于卸料功能的摊铺机，必须缓慢上升自卸车车厢，否则会导致粗集料滚落，导致混合料产生离析状态。因此，对于处于收料或卸料状态的自卸车，必须确保车体温度，需要将车厢快速大角度抬升，并确保物料整体后倾，避免混合料产生离析现象。

结论

水泥稳定碎石基层在施工过程中应深入考虑多个影响因素，采取有效控制措施，对混合料配合比进行合理设计，这样才能有效提高水泥稳定碎石基层的施工质量，提高施工效果。本工程施工结束后，所获得的施工效果比较好，水泥稳定基层并未出现较多的裂缝，因而对其他工程具有一定的施工参考价值。

参考文献：

[1]吕松涛，郑健龙，仲文亮.养生期水泥稳定碎石强度、模量及疲劳损伤特性[J].中国公路学报，2015，28（09）.

       [2] 刘雪利，水泥稳定碎石配合比设计及注意事项[J]．交通世界，2018，25．