水泥稳定碎石碾压遍数(高速公路水泥稳定碎石配比设计与施工质量控制标准研究)

文章来源：微信公众号"沥青路面”

在我国高速公路中，应用极为广泛的材料为水泥稳定碎石，其优点表现在强度高，板体性好，水较稳定，且造价低。但该材料容易受湿度以及温度的影响，温度及湿度变化，可能导致收缩裂缝现象的产生，导致沥青路面有发射裂缝的现象，从而引起高速公路使用性能被破坏。因此，对水泥稳定碎石进行优化配比，对其施工质量进行控制具有极强的实用价值。现今，国际通过的水泥稳定碎石配比模式为静压方式，但该模式的强度低、干缩性能差、温缩性也比较差。基于此，本文主要针对水泥稳定碎石，利用振动实验以及I值法对其配比进行优化设计。然后结合重型击实法测定配比的最佳含水量以及最大干密度。同时结合实验，对该材料的无侧限抗压强度、水泥稳定碎石的基层岩石时间进行确定，并通过对该高速公路分析，对水泥稳定碎石的施工质量控制标准进行研究，从而指导相关人员进行高速公路的水泥稳定碎石施工。

基于水泥稳定碎石的材料选择研究

对混合料来讲，其结构强度与矿质颗粒的结构特点、结合料比例、含水量大小密切联系。所以，基于水泥稳定碎石的基层材料的结构强度既与材料自身强度紧密联系，与结构的组成形式也关系重大。

根据材料结构结构特点的区别，水泥稳定碎石的基层材料结构有三种，即:骨架空隙结构、骨架密实结构以及悬浮密实结构。

在这3种结构中，骨架密实结构使用最为广泛。对于骨架密实结构来讲，粗集料主要用于形成稳定的骨架支撑，细集料则主要起粘结作用，主要在骨架间进行填充，因此，骨架密实结构要对粗细集料进行科学配比，增大集料间的摩擦阻力以及粘聚力，从而增加其收缩性能。与其他两种结构相比，基于相同的力学强度，骨架密室具有最好的收缩性。

高速公路水泥稳定碎石配比优化设计

工程概述

本文选用的高速公路全长9.86km，车道为双向4车道。行车速度设计成100km/h，路面采用半刚性沥青路面，面层则选用3层沥青混凝土，路基宽度在26m。高速公路基层选用水泥稳定碎石，结构为骨架密实结构，厚度达36cm。施工过程分两层进行，每层厚为18cm。

水泥稳定碎石配比原材料

① 水泥。高速公路中，对于水泥稳定碎石的水泥选择，一般有三种硅酸盐形式的水泥，即:普通形式、矿渣形式以及火山灰质。对于水泥的要求是:初凝时间和终凝时间分别超过4h以及6h，当水泥发硬、早强以及受潮等，要坚决避免使用，对于水泥的强度要求应低于42.5级。该高速公路采用的普通硅酸盐水泥，产自于宜兴丁山，型号为P042.5。对该水泥进行检测。可知:该材料的技术指标符合规范要求。

②碎石。该高速公路采用宜兴所产的石灰岩，依据粒径大小可分为四种规格，即:粒径为19~31.5mm的碎石为1#料、粒径为9.5~19mm的碎石为2#料、粒径为4.75~9.5mm的碎石为3#料，粒径低于4.75mm的碎石则为石屑。

配比优化方案

① 利用振动实验对每档粗料各自所占比例进行确定，共3档，然后结合I值法对粗细集料的总比例进行计算。所谓振动实验指的是基于ZY－4型振动成型压实机，使水泥稳定碎石混合料压实成为实验材料。压实机的参数设置为:振动频率设置成29Hz，偏心块夹角设置成60°，激振力以及静面压力分别设置成6800N以及0.1MPa，振动时间则设置成2min。可知:碎石配合比例为:1#:2#:3#:石屑=25:28:18:19。此时水泥稳定碎石合成级配比满足性能要求。

②制备混合料，材料为5种水泥剂量为3%~5%，含水量为3.5%~7.5%。结合重型击实法对各组混合料进行测试，确定其最佳含水量以及最大干密度。重型击实法指的是采用型号为JZ－ZD的重型击实仪，测试压实完成后，水泥稳定碎石的最佳含水量以及最大干密度的方法。其中参数设置为:锤重设置为4.5kg，垂直高度为45cm，击实次数设置成98次。并基于最大干密度以及最佳含水量，对混合料进行搅拌，试件的设置则依据压实度为98%的前提条件，并在标准条件下，养护6d，浸水1d，最后测定该试件的无侧限抗压强度。可知:当水泥含量为4:100时，试件强度可满足各项要求。

③在施工过程中，为方便快速检测混合料中的水泥含量，选择水泥剂量为2.0%~6.0%，间隔为为1%，依据②测定的最佳含水量值，配置含1kg水泥剂量的混合料，共5档。实验结果则是基于5个EDTA消耗量的平均值作为参考。标准曲线服从线性分析，通过曲线拟合。

④在施工中，为测试在施工过程中，当混合料的摊铺不及时条件，其强度会发生变化。为测定其强度变化情况，则基于水泥稳定碎石基层配比为基础，对无侧限抗压强度进行基于基层延迟时间的测量，本文则选用4%的水泥剂量的水泥稳定碎石基层试件，延迟时间为7h，进行试验。可知:无侧限抗压强度随延迟时间的降低而增加，但变化缓慢。

⑤温缩特性实验。试件仍然选用水泥剂量为4%的水泥稳定碎石，对该试件养护7d后，进行温缩测量，测量工具则是路面材料胀缩试验仪。温度初始值为20℃，每次降低5℃，进行静置，6h后进行温缩应变测量。直至温度为0℃，共进行5组实验。在每次实验后，计算温缩系数。

可知:水泥稳定碎石基层材料，其温缩随温度的增加而增大，温缩系数则随温度的升高而降低，抗缩性能与温缩系数成反比，因此抗缩性能也随温度的降低而降低。

综上所示，基于1#、2#、3#以及石屑的配比为25:28:18:19时，水泥剂含量为4%，此时材料的各项性能均满足高速公路的需求，且此时最佳含水量在4.8%，最大干密度为2.33g/cm3。且通过实验证明，对水泥稳定碎石材料来讲，其基层温缩应变随温度的降低而增大，温缩系数则依据温度降低而提高，抗缩性能也不断降低。

高速公路水泥稳定碎石施工质量控制标准研究

高速公路具体施工工艺

上述在高速公路施工过程中，要对水泥稳定碎石的各环节的集料离析严加控制。原因在于离析现象严重，会导致混合料性能降低。为确保水泥混合料可以形成稳定的骨架密实结构，在施工过程中要注意:

① 施工拌合过程，需要对混合料拌合时间严格把控，该高速公路采用厂拌法进行拌合，拌合地点为WCB500型水稳拌合站，对混合料拌合时间过长或者是过短都会导致集料离析。所以说，对拌合时间要严格把控。

②拌合完成后，混合料需要搬运，采用皮带，实现从拌合站到卸料仓的输运。在此过程，对传送带夹角要严格把控，防治过大引起的粗料滚动，从而造成集料离析。卸料过程中，要对出料口与车厢的高度差进行把控，避免过高引起集料离析。出料过程，要对拌和机配备相应的活门漏斗料仓，并使其满足直接装车。装车过程，要对自卸车进行移动。装料分3－6次进行。为降低集料离析，对于卸料落差要严格控制，使其低于2m。

③摊铺过程，要对摊铺机施工宽度进行严格控制。在摊铺过程中，摊铺采用的中联DTU95D双机模式，当摊铺机具有较大的施工宽度，则会导致粗集料向两侧分离，从而与细料分离，导致压实基层具有较大的孔隙率，是混合料产生离析现象。因此，在摊铺过程中，要避免摊铺机施工宽度过大。

④此外，摊铺过程中，摊铺机的工作状态也影响混合料离析。为避免混合料离析，摊铺机应该连续稳定工作。为实现摊铺机的连续稳定工作，首先要协调拌合设备的拌料能力、运输性能以及摊铺速度。此外还要确保混合料供应充足，以防摊铺机出现等料现象。在摊铺机卸料过程中，自卸车的车厢要缓慢上升，当自卸车上升速度快，粗集料可能引起滚落，使得混合料产生离析。因此，当自卸车处于受料或者卸料状态，为保证车体稳定，需要将车厢快速大角度升起，并使物料整体后滑，以防粗料向外滚动，导致混合料产生离析。

实验结果分析

基于上述施工质量控制，并对某高速公路的多个路段进行水泥稳定碎石铺设，并严格控制其压实级配。施工完成后，通过钻心模式，选择路基样品，并对其测定无侧限抗压强度以及级配结构。

可知:基于上述水泥稳定碎石基层施工质量控制的模式，可以较好的完成水泥稳定碎石在高速公路中的应用性能。

施工质量控制标准研究

通过对上述高速公路的水泥稳定碎石施工质量的控制研究，在具体施工中，施工质量要严格依据以下进行:

① 避免基层裂缝产生，需要做到:以设计强度为参考，限制水泥用量;在基于水泥用量减少的前提下，尽量降低细集料、粉料的用量;以施工气候为条件，限制含水量，并尽量减少水泥稳定碎石混合料的收缩性能。

②为保证配料以及拌和机的准确性，对所有料木、水箱、灌仓等仪器均使用精度较高的电子动态计量器，同时要确保所有计量器的计量标准符合计量部门的要求;对于原材料的堆放，要进行分类隔仓形式，细集料要基于搭棚模式，对其进行覆盖，以防止雨水淋湿。

③严格把控水泥剂量以及含水量。对于水泥剂量，要在配合比附近波动，波动范围最大不超过配合比设计试验的0.5%。水泥用量的检测可以通过滴定法，也可以通过总量进行控制检测。换句话，水泥、集料以及实际工程的实际用量，要每天记录，计算，对水泥剂量的一致性进行比对。

④在传感器使用过程中，要及时调整，使其符合导向控制线的对应关系。严格把控基层厚度以及高程，使其满足横坡设计需求。

⑤碾压组合方案应尽可能采用大吨位振动压路机，并尽量降低延迟时间，确保工作效率和工程质量的提高;在桥头塔板前，对水泥稳定碎石进行碾压时，要特别留心，要保证压实度检测与碾压的依次进行。在正常施工过程中，可通过碾压遍数与压实度检测同时控制模式，保证施工质量。

⑥对于施工进程，要科学合理安排，并尽量降低横峰出现。通常情况下，每天收工时要进行设置，确保与桥头塔板尾端相吻合。

⑦要对机械设备进行日常检查与保养，对设备进行及时检测与排除，从而确保设备工作状态完好。同时还要保证混合料从加水拌合到碾压的延迟时间低于2h。

⑧对于水泥稳定碎石基层来讲，要充分做药养护工作。在养护期间，要避免基层暴露、暴晒，并杜绝车辆通行，还要确保基层的表面潮湿。并对裂缝产生情况认真检查，最好记录以及标记。

结论

本文主要针对水泥稳定碎石，利用振动实验以及I值法对其配比进行优化设计。然后结合重型击实法测定配比的最佳含水量以及最大干密度。实验结果表明:基于1#、2#、3#以及石屑的配比为25:28:18:19时，水泥剂含量为4%，此时材料的各项性能均满足高速公路的需求，且此时最佳含水量在4.8%，最大干密度为2.33g/cm3。同时结合实验，对该材料的无侧限抗压强度、水泥稳定碎石的基层岩石时间进行确定。同时结合施工工艺，对高速公路水泥稳定碎石施工质量控制标准进行研究，从而为相关人员进行高速公路的水泥应用提供借鉴与参考。实践表明，该施工质量控制标准可以很好的指导水泥稳定碎石在高速公路中的应用。因此，本文对高速公路水泥稳定碎石配比以及施工质量控制标准进行研究，具有极强的使用价值。