抗裂性水泥稳定碎石基层质量要点及控制措施

盛庆义

（江苏育通交通工程咨询监理有限责任公司，江苏丰县 221300）

0 前言

随着运输系统中出现了越来越多的重型吨位的车辆，这在高等级路面基层的结构性能和承载强度上提出了更为严格的要求。在实践中，技术人员发现，在涉及基层的施工过程中，水泥的抗裂性及稳定性具有重要的价值意义。经过试验分析，发现抗裂性水泥稳定碎石基层具有较高的强度，恒定的稳固性，耐水性能较高，压实度密实，后期养护容易等诸多优点。这样，一方面保证了工程施工的质量，另一方面节约了后期维护成本，延长了基层的使用寿命。经过多年的施工管理实践，技术人员发现尽管水泥稳定碎石混合料技术工程运用在国内已经相当成熟，但随着工程质量要求的不断提高，同时由于外界自然环境因素的多重损伤作用，导致水泥基层出现老化、腐蚀等现象，无法维持建筑工程的正常使用。本文就抗裂性水泥稳定碎石基层质量要点及控制措施进行相关分析，旨在为公路工程质量建设提供可借鉴思路。

1 原材料质量要点及控制措施

为了确保抗裂性水泥路基层表面能够支撑起强大的承载力，在质量管控中的首要内容就是要对水泥稳定碎石混合料原材料进行质量控制。对于原材料质量的监控可以借助监管机制砂质量的决定性因素：水胶比，含水量、砂率，以及碎石质量的决定性因素：材质的坚固性和稳定性，来进行多维度、多层面的相关质量措施控制[1]。

1.1 原材料质量要点

1.1.1 机制砂的质量要点

1.1.1.1 水胶比的选择

根据三大系数：水泥强度fce(52.5 MPa)、粗骨料种类及C50混凝土的配制强度fcu(59.9 MPa)，结合混凝土强度公式，计算出最佳的水胶配比例。同时，依照《混凝土强度耐久性设计规范》(GB/T50476-2008)规范，耐久性C50混凝土的最大水胶比应该为0.36，根据这一标准，可以将高性能混凝土的水胶比确定在0.35。

1.1.1.2 用水量的选择

依照《混凝土强度耐久性设计规范》(GB/T50476-2008)标准，耐久性C50混凝土的胶凝材料最大用量为480 kg/m3。根据这一标准，可以确定耐久性C50混凝土的胶凝材料用量为460 kg/m3。另外，依照最佳水胶比的原则，高性能混凝土的用水量初步确定为460 kg/m3×0.35=161 kg/m3。

1.1.1.3 砂率的选择

当混凝土的砂率较大时，相对应的骨料总体积就会增大，与此同时空隙率都会随之提高，当水泥浆含量一定时，混凝土的流动性就会降低。另外，当混凝土的砂率较小时，如果粗骨料之间的砂浆层达不到相应标准，也会导致混凝土的流动性降低。所以，砂率应当处于合适的配比范围内，经过实践证明，高性能机制砂混凝土的砂率的最佳配比为45%，天然砂混凝土砂率最佳配比为38%，处于该数值配比下的混凝土可以获得最大的坍落度，其值分别为：180 mm和200 mm。

1.1.2 碎石的质量要点

1.1.2.1 材质的坚固性

根据现有的工程实践发现，水泥稳定碎石混合料承载力和碎石材质的坚固性呈正相关。随着材质的坚固性的持续增加，水泥稳定碎石混合料承载力同步上升。这其中的原因就在于：当压碎值指标增加，针片状颗粒含量增多时，混合料在抗剪切流动方面的能力就提升，相应的承载力也就同步提高[2]。

1.1.2.2 材质的稳定性

当掺配的不同规格混合料的密度与吸水率发生变化时，水泥的抗裂性就会出现不同程度的变化。随着混合料的最大干密度，以及最佳含水量发生不同程度的变化，水泥稳定碎石混合料的劈裂强度则同步改变，两者呈现一定条件下的负相关。所以材质的稳定性，决定了水泥稳定碎石混合料的质量性质。

1.2 原材料质量控制措施

为确保整个施工进程中抗裂性水泥稳定碎石基层质量能够实现最优化的效能，相应的组织施工单位和参加项目管理的相关的部门，就应当相互配合联结一体，共同对采购的施工原材料、设备和构配件进行入场检验。在机制砂的生产过程中，扬尘重灾区破碎主机出料口应当设置强动力的抽风机；除尘室需要接入塑材PVC管，同时还需要辅助布袋除尘；在一级破碎进料口位置，需要通过高压喷雾洒水来降低空气中粉尘的悬浮。选择质量好的石材，含泥量较大的石材应予以剔除。清洗机制砂时要认真，防止被污染。运输装卸过程中要防止砂在下落时大小粒径砂粒的分离，导致骨料质量的不稳定，同时还要防止二次污染。根据各规格材料的材质及级配稳定质量体系中的各控制程序，建立以原材料质量管理体系为执行核心，质量监督小组中设置矿场筛孔检测团队，对水泥稳定碎石混合料的现场材料的质量管理进行内部质量管理体系审核，定期巡查和抽检4＃料粉尘及砂当量，确保材料质量标准有效贯彻[3]。

2 混合料质量控制要点及控制措施

2.1 混合料质量控制要点（见表1、图1）

水泥稳定碎石混合料质量控制要点在于，级配、含水量、水泥含量、粉尘含量及拌和楼计量系统的准确性。通过对于混合料进行加热，配比和冷凝，在可控范围内优化配比率和含水量。在一定的配比率下鉴于混合料的性能加入适量添加剂，提升水泥稳定碎石混合料的路面使用性能。混合料的级配质量要点就在于：确保混合料级配与设计级配关键筛孔之间的匹配。将实际误差范围控制在 26.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、0.075 mm通过率。相关建议值设定为：±6%、±6%、±5%、±2%。此外，混合料级配的稳定性需要进行严格设定。水泥稳定碎石混合料碾压前含水量控制范围应当设定在：Wopt－1.0～Wopt＋1.0内。粉尘含量控制范围应当设定在：4%～6%；水泥剂量制范围应当设定在：设计值±0.5%[4]。

表1 混合料技术指标一览表

图1 矿料合成及级配曲线图

2.2 混合料质量控制措施

在实施混合料质量控制措施管理时，需要根据公路工程的等级及其特征，全面系统地制定相应的复查方案，谨防出现用料偏差所带来的质量疲软。复查内容要与混合料质量控制指标相适应，所涉及的级配、含水量、水泥含量、粉尘含量及拌和楼计量系统指标多轨制并行[5]。（1）落实进场前后原材料级配控制相关责任制。混合料质量控制措施管理是一项系统过程，这就要求从前期的进场级配检验，到中期用料施工，再到最后的技术维护，整个过程都要筛分结果进行生产配比调整，明确混合料的合成级配，在可控范围内尽量与设计级配保持匹配。（2）粉尘含量复核制。对施工配比估算的混合料粉尘含量予以复核，是保证水泥稳定碎石基层质量的重要环节。需要综合权衡混合料粉尘含量对于施工便利与工程质量的双重影响，当粉尘含量偏高时，工程施工技术更加容易完成，但会导致压实度出现凸起，产生基层裂缝，使得路面老化现象越来越严重，出现坑槽，脱皮，松散，麻面，更严重的是出现断裂等磨损问题。这些问题的出现损害了路面基层的使用性能，严重妨碍了通行车辆的行驶速度，存在极大的安全隐患。所以，应当据此统筹规划，两者结合，合理配置，以此充分提高混合料粉尘含量总体综合效益。

3 碾压工艺质量要点及控制措施

3.1 碾压工艺质量要点

由于长期使用会使得水泥路面存在局部的空隙，因雨水天气容易导致路面积水，当水逐渐渗入路面结构的下表层中时，就会造成铺路集料表面剥落的现象，同时积水的冻融将会导致路面结构受损，极大地缩短路基的疲劳损伤寿命。所以有效碾压组合方式可以保证路基压实度，因此寻找到经济可行的机械组合方式是确保水泥稳定碎石基层质量的重要方面（见表2）。

3.2 碾压工艺质量控制措施

碾压过程必须有专人指挥、监督，明确碾压分区、控制碾压速度，严格杜绝漏压、过压及延迟碾压。在碾压工艺质量控制措施组织管理方面，每个班组完成单项作业单元，依据施工图纸和碾压工艺相关质量验收规范，在专业主管带领下进行自检，对在自检中发现的漏压、过压及延迟碾压问题，制定整改措施、整改时间、整改责任人，完成改进工作。压实度控制，复压结束后（胶轮静压前）立即进行压实度检测，对压实度不足处及时进行补压，确保在混合料初凝前压实度达到设计要求，确保单项作业单元的压实度跟进控制，在完成复压后，班组间需要实行交叉互检，确保在混合料初凝前压实度达到施工规范标准。在基层碾压工艺施工管理所涉及的外观质量控制，需要统筹好碾压速度、轮迹重叠宽度、一次碾压长度三者间的协调。在碾压的时间上，第一道流程的碾压长度应适当增加，减少压路机停止和重启动次数，实现外观质量的控制。

表2 机械组合方式与压实度关系一览表

4 施工延迟时间质量要点及控制措施

4.1 施工延迟时间质量要点

在施工延迟时间质量要点方面，需要组织协调施工延迟时间与混合料的初凝进程。需要对混合料拌和、运输、摊铺、碾压成型，以及各环节的间隔时间，进行同步的方案优化。针对优化设计组织起来的施工延迟时间，在专业性和前瞻性方面更具系统性，更利于混合料的初凝时间的控制管理。施工作业小组负责对施工延迟时间各环节进行落实和跟踪，这是混合料的初凝时间测定的重要数据支持。

在施工延迟时间质量管理中要有足够的信息管理平台来支撑。管理就是一个资源整合和优化的过程，但混合料施工过程中各步骤所占有的时间是不一样的，管理体系中就应该对各对应步骤的时间标准进行对比分析，把施工延迟时间质量管理重点放在不同点上。

4.2 施工延迟时间控制措施

实测水泥的初凝时间在水泥稳定碎石基层质量管控中有着重要的价值和作用，其检测过程也甚为复杂。由于水泥可以分为不同品种和不同批次，所以最终测定的水泥的初凝时间存在诸多差异。在水泥稳定碎石基层具体施工流程中，需要进行一整套复杂的时间工序。首先，对水泥基层路面的原材料进行铣刨使其破碎成细粒，接着进厂进行筛选分层，依照级别、砂石含量、碎石颗粒度等指标系数，掺入相应数量的混合剂处理，最终使混合料达到规范规定的使用标准，最后运至其进行铺筑路面现场进行碾压摊铺。通常情况下，混合料拌和、运输、摊铺具有相对的时间固定值。借鉴参考国内外的实践资料，施工的延迟时间的控制，主要是通过控制碾压成型时间及各环节的间歇时间[6]。在规范标准下的各项安全性能指标中，同时在抗车辙性能方面得到保证的前提下，应尽可能缩短每次碾压段的长度，以缩短碾压成型时间。试铺段予以确定，技术是对碾压段的长度计算处理的重要内容。缩短施工延迟时间的重点就是通过混合料拌和速度、运输能力、摊铺速度、碾压能力等环节的合理匹配，系统性地实现水泥稳定碎石基层质量的时间控制。该项控制措施的优点就是对路基层的整体修筑影响程度非常低，工效性较好。

5 结语

随着科学技术的飞速发展，经济发展需求的不断提升，抗裂性水泥稳定碎石基层施工的新技术、新工艺不断涌现。在充分了解抗裂性水泥稳定碎石基层质量要点的基础上，采用科学系统的控制措施是确保水泥稳定碎石基层良性发展的重要手段。然而，如何在技术的基础上做好充分的管理工作，建立完善的质量要点控制管理措施是需要在实践的基础上进行深入总结与探索的。对高速公路工程施工管理体系进行深入分析，同步控制措施模式，这是整顿和规范水泥稳定碎石基层质量的重要标杆性内容和现实价值意义所在。依照上文的阐述可以发现，抗裂性水泥稳定碎石基层质量要点及控制措施可以从原材料，混合料，碾压工艺，以及施工延迟时间等方面来着手。水泥稳定碎石基层建设的技术人员，在实际施工过程中，可以对原有路基状况进行前期的勘察，确认修筑路面的具体情况，对于可利用的材料进行施工组织设计，结合具体的地势情况，采用适宜的施工方法，实现最好的水泥稳定碎石基层质量控制。

[1]王贵军.水泥稳定碎石基层施工过程控制[J].科学之友(学术版)，2012，(05)：21-27.

[2]范碧丹.水泥稳定碎石基层施工质量控制技术[J].科技资讯，2013，(13)：65-70.

[3]任子森,段志惠.浅谈水泥稳定碎石基层施工质量控制[J].科技情报开发与经济，2012，(07)：56-61.

[4]潘建雨.浅谈水泥稳定碎石基层施工的质量控制[J].科技资讯，2011，(18)：34-40.

[5]李素珍,良福成.浅析水泥稳定碎石基层施工质量的控制[J].民营科技，2010，(07)：12-20.

[6]周诚喜.水泥稳定碎石基层抗裂机理的微观分析[J].上海公路，2013，(02)：77-81.