水泥稳定砂砾施工质量控制

1、水泥稳定砂砾路面基层的施工质量控制随着水泥稳定碎石或砂砾在高速公路路面基层的广泛应用，同时也 暴露出许多强度不足、局部松散破碎、干缩裂缝等问题。下面从原材料 试验、配合比设计、施工工艺及质量控制等方面分析高等级公路路面基 层的注意事项及质量控制措施。一、概述 由于水泥稳定碎石或砂砾路面基层具有良好的力学性能和整体性、 稳定性 （水稳定性和温度稳定性） 、耐久性和抗冻性及与面层结合好的技 术特点，且料源广泛，可就地取材，便于原材料和混合料的加工，易于 机械摊铺操作，因此被广泛应用于修建高等级公路路面基层。为了保证 水泥稳定碎石或砂砾路面基层满足设计要求和使用要求，除结构设计合 理、路基强度满足要

2、求外，重点是水泥稳定碎石或砂砾路面基层的原材 料选择、混合料组成设计和施工质量控制。二、原材料的质量控制 原材料是路面工程的物质基础，严把材料质量关是保证工程质量的 基础和重要环节。水泥稳定碎石或砂砾路面基层的原材料主要有水泥、 粗集料、细集料。水泥应选用初凝时间 3h 以上和终凝时间较长（宜在 6h 以上）的低标号水泥，普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质 硅酸盐水泥均可采用，但不应采用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质 的水泥。各项技术指标应满足技术规范的要求，水泥初终凝时间是确定 水泥稳定碎石或砂砾的施工控制时间的重要依据。粗集料的质量控制指 标主要是根据结构层性能决定的碎石（砾石）压

3、碎值和颗粒组成，确定 出碎石（砾石）的强度和级配。细集料主要是控制好优质天然砂、石屑 的颗粒组成和掺加量，保证级配连续。为了把好原材料质量关，应需加 强对各类原材料的料源进行提前确定和检查，在使用过程中按规定频率 抽样检验，不合格的材料不能用于工程中，并应及时清除出场。集料试 验项目及要求：1、颗粒分析：为了保障集料级配符合要求， 保证基层质量。 高速、 一级公路通常采取分级备料，拌和机分仓分级供料的方式。分级备料一 般分 3 级：19 31.5mm 、4.75 19mm 、4.75 以下。控制集料级配的 目的：集料良好的级配是大小颗粒均有一定的适当比例，使其混合料中 的孔隙相互填充达到最大干

4、密度，从而得到强度高、耐久性好的效果。 改善集料级配可以减少水泥的用量， 也是减少基层裂缝的主要措施之一， 良好的集料级配经碾压密实后， 其固体体积率可以达到 85% 90% 。也 就是说其中的空隙率只有 10% 15% 。其强度与集料的最大粒径集料中 4.75mm 以下颗粒含量及 0.075mm 以下的颗粒含量有关。而水稳性又 与 4.75mm 以下颗粒的含量有关。因此， JTJ034 2000 规范才对稳定 土集料的级配提出具体要求；对于二级公路宜按接近级配范围的下限组 配混和料或采用表 3.2.2 中的 2 号级配，单个颗粒的最大粒径不应超过 37.5mm 。对于高速、一级公路应采用表

5、3.2.2 中的 3 号级配，单个颗 粒的最大粒径不应超过 31.5mm 。水泥稳定土的颗粒组成范围表322编号 通过质量百分率（% ）项目123筛孔尺寸（mm）37.510010031.590 10010026.590 1001967 9072 899.545 6847 674.7550 10029 5029 492.3618 3817 350.617 1008 228 220.0750 300 70 7液限（%）V 28塑性指数V 9注：集料中0.5mm以下细粒土有塑性指数时，小于0.075mm 的颗粒含量不应超过5% ;细粒土无塑性指数时，小于0.075mm的颗粒含量不应超过7%2、液限

6、和塑性指数：3、相对密度；4、击实试验；5、碎石或砾石的压碎值；不大于 30%；6、有机质含量：不大于 2%；7、硫酸盐含量。不大于 0.25% 。三、混和料的配合比设计通过对工程实际应用的矿料分别进行筛分试验和测定其相对密度， 根据各种矿料的颗粒级配和计算用量比调配出合理的级配曲线。由于水 泥剂量对干缩性的影响随集料平均粒径的增大而减少，集料平均粒径越 大，水泥剂量对干缩性的影响越小；在相同条件下，水泥稳定中粗粒土 的收缩性较细粒土的收缩性要小得多；对大多数混合料而言，随水泥剂 量的减少，收缩性逐渐减少，并达到最小值，然随水泥剂量的增加，收 缩性逐渐增大，水泥剂量过大，同样会产生收缩裂缝；混

7、合料中若塑性 细粒土的含量过大，采用水泥稳定时很容易产生干缩裂缝，并且随塑性 土含量的增大和塑性指数的增加而明显增加。因此为减少水泥稳定碎石 或砂砾的收缩性和提高抗冲刷能力， 级配曲线可成平顺圆滑的 s 曲线型， 通过 4.75mm 筛孔的通过量应控制在 35-42% ；通过 0.075mm 筛孔的 含量宜控制在 4% 左右，且应上粗下细，通过试验掺加减水剂或粉煤灰， 在满足设计要求的情况下，用最少的水泥剂量，不宜超过 6% 。根据不 同结构层及设计强度的要求确定水泥用量，高速公路和一级公路基层规 定的水稳料抗压强度标准为 3 5MPa ,设计累计标准轴次小于12 X106 的公路可采用低限值

8、，设计累计标准轴次超过12 X106的公路可采用中值，主要行使重载车辆的公路应用高限值。确定各种混和料的最佳含水 量、最大干密度，以此矿料级配初步确定拌和机各料仓的供料比例。混合料的设计步骤：1、 分别按 3%、4%、5% 、6% 、7% 五种水泥剂量配制同一种 土样的混合料。2 、 确定各种混合料的最佳含水量和最大干密度，至少应做三 个不同水泥剂量混合料的击实试验，即最小剂量、中间剂量和最大 剂量，其他两个剂量的最佳含水量和最大干密度用内插法求得。混 和料的击实分甲、乙、丙三种方法。甲、乙法适用于细粒土和中粒 土，丙法适用粗粒土（1） 将已过筛的试料用四分法逐次分小， 至最后取出约 33kg

9、 试料。 再用四分法将取出的试料分成 6 份（至少要 5 份），每份重约 5.5kg （风干质量） 。（2） 预定 36 个不同含水量，依次相差 1% 2% 。在估计 的最佳含水量左右可只差 1% ，其余差 2% 。（ 3 ） 按预定含水量制备试样。将 1 份试料平铺于金属盘内， 将事先计算得的该份试料中应加的水量均匀地喷洒在试料上，用小 铲将试料充分拌和到均匀状态，然后装入封闭容器或塑料口袋内浸 润备用。浸润时间：粘性土 12 24h ，粉性土 6 8h ，砂性土、红 土砂砾、级配砂砾等可以缩短到 4h ，含土很少的未筛分碎石、砂砾 和砂可缩短到 2h 。（4） 将所需要的稳定剂水泥加到浸润

10、后的试料中，并用小 铲、泥刀或其它工具充分拌和到均匀状态。 加有水泥的试料拌和后， 应在 1h 内完成下述试验。拌和后超过 1h 的试样，应予作废。（ 5 ） 将试筒、套环与夯击底板紧密地联系在一起，并将垫块 放在筒内底板上。击实筒应放在坚实（最好是水泥混凝土）地面上， 取制备好的试样 1.8kg 左右 其量应使击实后的试样略高于（高出1 2cm ）筒高的 1/3 倒入筒内，整平其表面，并稍加压紧。然后按 所需击数进行第一层试样的击实（共击 98 次）。击实时，击锤应自 由铅直落下，落高应为 45cm ，锤迹必须均匀分布于试样面。第一 层击实完后检查该层的高度是否合适，以便调整以后两层的试样用

11、 量。用刮土刀或改锥将已击实的表面“拉毛” ，然后重复上述做法， 进行其余两层试样的击实。最后一层试样击实后，试样超出试筒顶 的高度不得大于 6mm 。超出高度过大的试件应该作废。（ 6 ） 用刮土刀沿套环内壁削挖（使试样与套环脱离）后，扭 动并取下套环。齐筒顶细心刮平试样，并拆除底板，取走垫块。擦 净试筒的外壁，称重，准确至 5g 。（ 7 ） 用脱模器推出筒内试样。从试样内部从上到下取两个有 代表性的样品（可将脱出试件用锤打碎后，用四分法采取） ，测定其 含水量，计算至 0.1% 。两个试样的含水量的差值不得大于1%。所取样品的数量应不少于 700g ，如只取一个样品测定含水量， 则样品

12、的数量应不少于1400g。烘箱的温度应事先调整到110 C左右，以使放入的试样能立即在 105 110 C的温度下烘干。（8） 按本款第（ 3）第（ 7）项进行其余含水量下稳定土的 击实和测定。凡已用过的试料，一律不再重复使用。3、按规定的压实度分别计算不同水泥剂量的试件应有得干密度。高速、一级公路压实度为98%4、按最佳含水量和计算所得得干密度制各试件，作为平行试 验得最少试件数量应满足规定要求（333-1）。对试验结果的偏差系数大于规定值则应重新试验，并找出原因，加以解决。如不能降 低偏差系数则应增加试件数量。表3.3.3-1 最小试件数量试件数卜、偏差系数土厂V 10%V 10% 15%

13、15% 20%粗粒土9中粒土6913细粒土9135、试件从试模内脱出并称量后，应立即放到密封湿气箱和恒 温室进行保温、保湿养生。但中试件和大试件应先用塑料薄膜包覆。有条件时，可米用蜡圭寸保湿养生。养生时间视需要而定。作为工地控 制，通常取7d。作为应力检验用时，养生时间应是90d。整个养生期间的温度。载北方地区应保持20 2 C；在南方地区应保持 25 2 C。养生期的最后一天，应将试件浸泡在水中，水的深度应使水面 在试件顶上2.5cm。在浸泡入水中之前，应再次称试件的质量。再 养生期间试件质量的损失应符合规定：小试件不超过1g ;中试件不超过4g ;大试件不超过10g。质量损失超过规定的试件

14、要作废。小 试件：50 X50mm ;中试件：100mm xiOOmm ;大试件：150mmxi50mm6、无侧限抗压强度试验，应选用路面材料强度试验仪或200KN内的其他压力机。试验过程中应使试件的变形等速增加，并 保持速率约为1mm/min ，直致破坏，记录最大压力。计算：Rc=P/A , 按RRd/ ( 1-ZaCv )计算代表值，根据前述强度标准，选择合适的 水泥剂量。原则是，强度合格，水泥剂量尽可能的小，但不能小于 最小剂量要求(表 333-2 )。表3.3.3-2最小水泥剂量-拌和方法土类路拌法集中厂拌法粗粒土和中粒土4%3%细粒土5%4%7、确定混合料的延迟时间。8、确定水泥剂量

15、的标准曲线。四、现场试验段的施工根据公路路面基层施工技术规范及国内外实践经验，高等级公路路 面基层施工前采用计划使用的机械设备和初步确定的混和料的配合比铺 筑试验段是不可缺少的步骤。1、决定正式施工时的集料配合比。2、确定现有配套设备的混合料松铺系数。3、确定施工方法：(1) 集料数量的控制；（ 2） 集料的摊铺方法和适用的机械；（ 3） 确定合适的拌和机械，合适的拌和方法；（ 4） 集料含水量的调整增减和控制方法；（ 5） 压实机械的选择和组合，压实的顺序、速度和遍数；（ 6） 密实度的检查方法， 初定每一作业段的最少检查数量， 以及 抗压强度的验证。4 、 确定每一作业段的合适长度。5 、

16、 确定一次铺筑的合适厚度。试验路段选择每一作业段的合理长度时，应综合考虑下列因素：1、水泥的终凝时间；2、延迟时间对混合料密实度和抗压强度的影响；3、施工机械和运输车辆的效率和数量；4 、操作的熟练程度；5、尽量减少接缝；6、 施工季节和气候条件。 稳定土材料的强度在高温下形成和发展得 很快。当温度在0 5 C时，其强度就难于形成或基本上没有增长， 而当气温低于 0 c时，稳定土遭受反复冻融，其强度还可能下降。 所以。稳定土宜在春末和气温较高季节组织施工。施工期得最低气 温应在5 C以上，在有冰冻的地区。并应在第一次重冰冻（-3 C -5 C）到来之前前半个月到一个半月完成。一般情况下，当稳定

17、土层宽 78m 时，每一流水作业段以 5080m 为宜，但每天的第一作业段宜稍短，可为 50m 。如稳定土层较宽，则相 应再缩短。除试验段强度及几何尺寸满足要求外，现场钻芯取样的完整 性及强度也是控制的关键环节，宜选用两种或多种不同的碾压组合，必 要时可调整水泥用量及含水量。7、路肩的处理。项次检杳项目规疋值或允许偏差检查方法和频率权值一般情况下路肩宜先培，再按设计边线清除多余部分然后摊铺。也可边摊边培同时碾压。关键是要保证压实度，并尽量消除塌肩现象。水泥稳定砂砾基层实测项目1压实度（）代表值98按附录B检杳，每200m 每车道2处3极值942平整度（mm ）83m直尺:每200m测2处X10

18、尺23纵断高程（mm）+5，-10水准仪:每200m测4个断面14宽度（mm ）符合设计要求尺量:每200m测4处15厚度（mm ）代表值-8按附录H检杳，每200m 每道1点3合格值-156横坡（%）0.3水准仪:每200m测4个断面17强度（Mpa）符合设计要求按附录G检杳3五、混合料的拌和按照技术规范的要求，高速公路的基层水泥稳定碎石或砾石必须采 用集中厂拌混和料，应注意以下三个方面的问题：1、厂拌设备的选择拌和设备的性能决定了混和料的配料精度和均匀性，应选用带有电子计量装置的生产能力不小于 400T/h的高性能稳定土拌和机，才能保 证混合料的级配符合配合比要求，保证拌和料的稳定性，且生

19、产能力应 与摊铺能力应匹配。2、严格控制水泥剂量水泥剂量太小，不能确保水泥稳定碎石或砂砾的施工质量，而水泥剂量太大，即不经济、还会使基层的裂缝增多、增宽，从而引起沥青面 层相对应的反射裂缝。考虑施工时各种损耗，工地实际采用的水泥剂量 摊铺机摊铺时应比室内试验确定的剂量增加00.5%，以确保水泥稳定基层的质量，但应控制不超过 6% ，以减少混合料的收缩性。拌和站应 设立临时工地试验室，配专人进行水泥剂量，含水量、颗粒级配等检测 控制。3、重视含水量对施工的影响 根据路面基层施工技术规范及国内外施工经验，一般情况下拌和含 水量应比最佳含水量略高 0.5%-1% ，若气温较高或运输距离较长时应高 1

20、%-2% ，以弥补混合料运输、摊铺和碾压过程中水分的损失，如果机械 碾压性能较好且经验丰富时，控制现场含水量比最佳含水量略低 0.5%， 含水量过大，既会出现“弹软” 、“波浪”等现象，影响混合料可能达到 的密度和强度， 也会增加混和料的干缩性， 使结构层容易产生干缩裂缝。 含水量过小，混和料易松散，不容易碾压成型，也会影响混合料可能达 到的密度和强度。施工过程中要根据气温情况及运输距离及时调整含水 量的大小，根据规范、经验及现场摊铺碾压的效果确定。六、混合料的运输运输混合料宜采用大吨位（ 15T 以上）的自卸运输车，在卸料和运 输过程中要尽量避免中途停车和颠簸，以确保混和料的延迟时间和混合

21、料均不产生离析，此时，还要根据运输距离和天气情况，考虑混合料的 覆盖，防水分损失及表层散失过大。混和料在卸入摊铺机喂料时，要避 免运料车撞击摊铺机。运输车辆的数量按现场、拌和场各有五辆再加中 途运输车辆考虑。加强对运料车辆的管理，运料单上要写明出厂时间、 车号等。七、混和料的摊铺1、 摊铺现场的准备工作（1） 在摊铺基层前一定要对底基层的高程、 宽度、横坡度、 压实 度、弯沉等进行全面的检测，高程轴线不少于 3-4 条，达到路槽的验收 标准，凡不合格者必须采取适当措施进行补救，使其达到要求，同时要 将其上的浮土、杂物清理干净，以免产生松散、起皮现象，施工基层前 要洒水碾压密实。开始摊铺时，要在

22、下承层上洒水使其表面湿润。（ 2） 准确施工放样。 在全线路面施工前， 要对全线的导线点、 水 准点进行复测，水准点设在附近的桥涵上，便于施工。为了避免由于基 准钢丝绳的垂度影响基层摊铺的平整度，其钢立柱纵向间距不宜过大， 直线宜为 10 米，曲线宜为 5 米，并用紧线绳拉紧。同时要防止现场作 业人员扰动钢丝绳，以免造成摊铺面波动，长度不宜小于 150 米，宜为 200 米左右，并且在摊铺前及时进行高程、横坡等各项指标的检查，发 现问题及时处理。（ 3） 由于水泥稳定土受延迟时间的限制， 在摊铺基层前必须认真 检查摊铺及碾压设备，确保其完好状态，以免由于机械故障造成中途停 机，造成不必要的经济

23、损失， 同时要加强摊铺现场与拌和厂之间的联系， 以应付紧急情况，拌和机拌和料必须征得现场的同意后方可开始。（ 4） 摊铺设备的选型。根据技术规范的要求，高等级公路 的基层必须采用摊铺机摊铺混合料。因此，摊铺设备的选型非常重要。应选择摊铺性能好的全自动找平摊铺机，尽可能整幅一次摊铺，可很好 地控制摊铺厚度和表面平整度。摊铺机的摊铺效果必须满足摊铺料不离 析、级配良好、稳定、平整度、横坡度均符合规范要求。2、 混合料的摊铺（ 1） 拌和好的成品料运至现场应及时按确定的松铺厚度均匀、 匀 速的摊铺，摊铺过程中尽可能少收料斗，严禁料斗内混和料较少时收料 斗。为确保摊铺机行走方向的准确性，可在路槽或底基

24、层上洒白灰线， 以控制摊铺机行走方向， 摊铺机要保持适当的速度均匀行驶， 不宜间断， 以避免基层出现“波浪”和减少施工缝，如因故中断 2h 时应设置横向 接缝， 试验人员要随时检测成品料的配合比和剂量， 并及时反馈拌和厂。 要有专人消除粗细骨料离析现象。如果发现粗集料窝应予铲除，并用新 拌混和料填补，此项工作必须在碾压之前进行，严禁薄层贴补。基层分 两层摊铺时应在摊铺上层前，进行表面拉毛或洒水泥净浆处理。（ 2） 若由于宽度较宽或级配原因为防止离析分两幅摊铺时， 宜采 用两台摊铺机（尽可能同型号）一前一后相隔约 5-10 米同步向前摊铺 混合料，为保证标高和平整度，纵向接合部采用移动式基准线，

25、并一起 进行碾压，尽可能避免纵向接缝。在不能避免纵向接缝的情况下，纵缝 必须垂直相接，严禁斜接。上下层纵向结合部位置应错开距离不小于 1 米，尽可能避开行车道位置。八、混合料的压实 混合料摊铺后，当混合料的含水量等于或略大于最佳含水量时，应 及时根据试验段确定的碾压工艺，用轻型压路机并配合 18T 以上压路机在结构层全宽内进行碾压。碾压段长度根据试验段确定的长度及气温情 况确定，气温高时，水分蒸发快，缩短碾压段长度，反之，可适当延长 碾压段长度，以 40-50 米为宜，过短则易造成平整度较差。碾压方式初 压一般采用胶轮压路机或钢轮压路机静压 1-2 遍，复压采用振动压路机 强振 2-4 遍，终

26、压采用钢轮压路机或胶轮压路机静压 1-2 遍，碾压速度 初、终压宜为 1.5-1.7Km/h ，复压宜为 2.0-2.5Km/h ，直线和不设超高 的平曲线段，由两侧路肩向路中心碾压，设超高的平曲线段，由内侧路 肩向外路肩进行碾压。碾压时，轮迹应重叠 1/2 轮宽。相邻两段的接头 处，应错成横向 45 的阶梯状碾压。严禁压路机在已完成或正在碾压的 路段上“调头”和急刹车。自拌和至碾压结束原则上控制在23 小时。九、水泥稳定碎石或砂砾基层的接缝处理 摊铺机摊铺时，纵横向接缝处理方法如下：1 、 用摊铺机摊铺混合料时，中间不宜中断，如因故中断时间 超过 2h ，应设置横向接缝，摊铺机驶离混合料末端

27、。2、 人工平整末端混合料，紧靠混合料放两根方木，方木的高 度和混合料压实厚度相同，整平靠方木的混合料。3 、 方木的另一侧用砂砾或碎石回填约 3m 长，其高度应高出 方木几厘米，将混合料压密实。4 、 在重新开始摊铺混合料之前，将砂砾或碎石和方木除去， 并将下承层顶面清扫干净并在接缝处涂水泥浆。5、 摊铺机返回到已压实层的末端，重新开始摊铺混合料。6 、 如摊铺中断后，未按上述方法处理横向接缝，而中断时间 已超过 2h ，则应将摊铺机附近及其下面未经压实的混合料铲除，并 将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成一横向（与路中 线垂直）垂直向下的端面并在接缝处涂水泥浆，然后再摊铺新的混 合

28、料。7 、 应避免纵向接缝，如摊铺机的摊铺宽度不够，必须分两幅 摊铺时，宜采用两台摊铺机一前一后相隔5 10m 同步向前摊铺混合料，并一起进行碾压。在不能避免纵向接缝时，纵缝必须垂直相 接，并按下述方法进行处理：（1） 在前一幅摊铺时，靠后一幅的一侧用方木或钢模作支 撑，模的高度与稳定土层的压实厚度相同；（ 2 ） 养生结束后，在摊铺另一幅之前拆除支撑木并在接缝处 涂水泥浆。十、 水泥稳定碎石或砂砾基层的养生1 、 当压实完成且经压实度检查合格后，应立即开始养生。养生宜 采用不透水薄膜、湿砂、草袋、棉毯覆盖并洒水保湿养生。薄膜养生应 在保持基层湿润的基础上覆盖薄膜并封闭严密，不得让水汽外泄。养生 结束后要及时进行下道工序，避免基层长期暴露。基层完成后也可采用 沥青乳液养生， 用量按 0.8-1Km/m2 （指沥青用量） 选用， 分两次喷洒， 第一次喷洒沥青含量约 35% 的慢裂沥青乳液， 第二次喷洒沥青浓度较大 的乳液。 湿砂养护时砂层宜为 7 10cm ，砂铺匀后，应立即洒水并在 整个养生期间保持砂的潮湿状态，不得用湿粘