浅谈水泥稳定碎石的TRANBBS施工质量控制
某高速段一级公路改建工程K13+000~K17+000段，因地势较 低且地处永定河泛区，TRANBBS设计采用水泥混凝土路面，其基本结构为 26cm水泥混凝土+18cm水泥稳定碎石+30cm厚砂砾垫层。水泥稳 定碎石具有良好的力学性能和板体性，它的水稳性和抗冻性都较 石灰稳定土好。水泥稳定碎石的初期强度高，并且强度随龄期增 长。随着我国公路事业的发展和公路TRANBBS技术等级的不断提高， 水泥稳定碎石已成为高等级公路基层的常用材料并得到广泛应用。但 在施工过程中，如何更好的对水泥稳定碎石加以控制以使其发挥 最佳性能，还需要更好的进行研究和探讨，以避免其不足之处对路面产生的危害。本文从组成设计和施工控制两个方面，对如何 控制水泥稳定碎石的施工质量问题进行重点的论述。
1 组成设计
近年来的实践表明，水泥稳定碎石作为路面基层应综合考虑 其强度、回弹模量、收缩和抗冲刷能力等指标选择集料级配、水泥 剂量和含水量等。在施工过程中，要想发挥水泥稳定碎石的优良性 能，首先应通过其配合比组成设计予以保证。水泥稳定碎石其组 成设计大体步骤，如图1所示。
1.1 集料级配对抗压强度的影响
对于半刚性基层路面结构，基层要承受荷载，应具有一定的荷载扩散能力。集料自身强度及级配组成都对水泥稳定碎石基层 的承载能力有重要的影响。
公路设计规范中所规定的级配范围是总结了全国各地的实践 经验而得来的，该级配范围是很广泛的。但我们在具体应用中并 不是只要在这个范围内的级配就能满足要求，要因地制宜、根据当 地的实际情况确定级配范围。
表1给出了四个级配，前三个级配参照规范规定的级配范围， 选取上、中和下限作为设计标准进行集料组成设计，级配四为S型 级配。
表1 水泥稳定碎石级配组成
筛孔尺寸(mm) 31.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075
级配1(%) 100 96 89 66 45 35 18 5
级配2(%) 100 94 82 55 36 28 14 4
级配3(%) 100 92 76 49 29 21 11 3
级配4(%) 100 99 96 62 28 19 10 3
规范上限通过率(%) 100 100 89 67 49 35 22 7
规范下限通过率(%) 100 90 72 47 29 17 8 0
按照每种混合料的最佳含水量和压实度要求制作试件，试件 在标准养护条件下，养生6天，浸水1天，然后进行测试，其具体结果见表2。
表2 水泥稳定碎石各种级配试件测试结果
级配编号 级配1 级配2 级配3 级配4
强度平均值R 4.86 4.79 3.79 4.57
标准差σ 0.34 0.13 0.77 0.55
强度代表值R’ 4.31 4.57 2.52 3.67
表中平均值说明， 级配1和级配2和级配4满足规范要求的混合料7天、强度≥4.0Mpa的要求; 强度代表值说明，级配1和级配2满足规范要求，这是由于混合料 形成的结构密实、粒料间粘结力增强、材料的整体强度得到提高。
1.2 水泥剂量对抗压强度的影响
根据规范要求，对水泥稳定碎石基层选择强度值较高的级配 中值，按照五个不同的掺量(3%、4%、5%、6%、8%)进行强度试验。 通过试验对比发现，同样的级配组成和水泥标号、水泥剂量对混 合料的强度影响很大，其强度随水泥剂量的增加而提高。
1.3 混合料的缩裂特性
水泥稳定碎石的收缩分为干缩和温缩两种，其中的干缩是指 材料内部水分蒸发而引起的体积收缩现象，主要发生在工程完工 后初期阶段;当基层上铺筑面层后，基层的含水量一般变化不大， 此时基层的收缩转化为以温缩为主。
廊泊公路廊坊市南出口至保津高速段一级公路改建工程 K13+000~K17+000段施工之前，进行了室内试验，采用级配2和 5%、6%这两种水泥剂量进行制件，经过7天养护后进行干缩试 验，经过14天养护后进行温缩试验。通过对比发现:干缩应变随着 时间的延长而增加，但到后期增长缓慢;随着时间的增长，失水率 不断增加，但在失水初期1周后增加迅速，随后渐趋平缓;水泥剂量 对干缩应变有影响，且温缩应变随着温度的增加而增大。与干缩 应变相比，在正温度范围内由温度引起的温缩应变要小的多，而 水泥剂量对水泥稳定碎石温缩特性却影响不大。
1.4 延迟时间的影响
水泥稳定碎石从加水拌和到碾压终了，延迟时间对混合料强 度及所能达到的干密度有明显的影响。延迟时间越长，混合料的强 度和干密度的损失越大。因此在水泥稳定碎石基层施工过程中， 既要采用终凝时间较长的水泥以延长凝结时间，又要控制施工的 延迟时间以减少强度的损失。
2 施工控制
2.1 材料控制
水泥稳定碎石基层材料主要由粗集料、细集料、水泥等拌和而 成，防止不合格材料进场是质量控制的关键。
集料是水泥稳定碎石基层的主体，对强度的影响取决于集料 本身的性质。集料应坚硬、耐久并具有足够的强度。粗集料应符合 规范要求，当大石料较多时，在拌和、运输、摊铺过程中易产生大小 料分离现象，碾压成型后易形成“粗集料窝”，对质量不利。因此， 在施工过程中，粗集料的最大粒径应控制在31.5mm之内。
水泥质量更是关键。施工时应选取初凝时间3h以上，终凝时 间较长(大于6h)、标号较低的水泥，为保证其具有足够的强度 ，水泥稳定碎石要有足够的时间进行拌和、运输、摊铺和碾压。我们在 施工中采用的水泥为河北唐山产盾石32.5Mpa矿渣硅酸盐水泥。其 初凝时间为3小时40分钟。
2.2 严格控制水泥剂量
在施工过程中，要严格控制好水泥稳定碎石的水泥剂量。水 泥剂量太小，水泥稳定碎石强度则不能满足承载力要求;水泥剂量 太大时既浪费材料，又会使基层产生裂缝，对面层构成局部破坏。 所以在施工过程中，要把水泥用量控制在经济、合理的目标上。
2.3 含水量控制
(1)含水量对压实度的影响。混合料的含水量对水泥稳定碎石 基层的质量影响主要包括强度、压实度等。击实试验表明，含水量 对压实度有较大影响。当含水量不同时，相同的混合料在相同的 压实功作用下，会产生不同的压实度。由此可见，施工时控制好含 水量是保证压实度达到设计标准的关键之一。
(2)含水量对强度的影响。含水量较小，混合料不但难以碾压 成型，而且因水泥的物理、化学反应不全面而造成结构层强度难以 形成，造成板体松散
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我们在施工过程中，采用厂拌法生产水泥稳定碎石混合料。试验检测室配备一名专职试验人员，随时检测混合料的含水量。根 据施工组成设计确定的最佳含水量并结合当日的温度、湿度及运 距确定混合料的含水量。这样既可以保证混合料的质量，又 能保证施工的进度，避免了不必要的返工处理等问题。
2.4 摊铺
在廊泊公路廊坊市南出口至保津高速段改建工程K13+000~K17+000施工过程中， 因底基层为级配碎石，因此在水泥稳定碎石摊铺前先在级配碎石 表面洒水浸湿，使用德国产ABG423摊铺机进行摊铺。使用摊 铺机进行摊铺的关键是保持作业连续不间断，因此我们作了充分 的准备，拌和方面采用浙江产WBS-300型稳定土拌和站进行拌 和，运输方面采用自卸车运输，要求一旦摊铺就连续不断的进行。
摊铺时摊铺机保持匀速行驶，速度为3.5m/min。当拌和或运输环 节方面出现问题时，摊铺机速度调整为2.5-3.0m/min，以保证不间 断作业。安排专人在摊铺机后面进行检查，当局部产生粗集料窝 时，辅以人工进行清除并换填。
2.5 压实
混合料的压实是一个关键工序，也是保证施工质量的重要手 段之一。当含水量大于或略大于最佳含水量时，就可以开始碾压。 组织压实操作时应注意下列各点:
(1)采用的压实机具应先轻后重;
(2)碾压速度应先慢后快，一般速度控制在1.5~2.4km/h;
(3)组织压实机具合理的工作路线，直线段一般应先两侧后中 间，以便保持路拱;在弯道部分，由低的一侧开始逐渐向高的一侧 碾压。相邻两次的轮迹应重叠轮宽的三分之一，保证均匀压实而 不漏压，对于压不到的边角，应辅以人工或小型机具进行夯实处理。
(4)应经常检查混合料的含水量和密实度，并视需要采取相应 调整措施，以达到符合规定压实度的要求。
应特别注意的是，任何机械均不得在已完成的或正在被碾压 的路段上调头或急刹车，以免对结构层造成破坏。当局部混合料 过干时，可补充部分水分;如局部发生“软弹”现象，应及时人工挖 开，换填新的混合料，以保证质量。
2.6 养生
水泥稳定碎石的养生是十分重要的一个环节，养生期间的湿 度及龄期对水泥稳定碎石的强度影响相当大，在混合料形成初期 应进行保湿养生，以保证水泥进行水化反应所需水分。养生期间 还应采取封锁TRANBBS交通的处理措施，除洒水车外其他车辆禁止通行， 特别严禁重型车辆通行。
我们在施工过程中，除采取了封锁交通的措施之外，还专门 购进了毛毡进行覆盖养生，这样既保证了混合料初期形成强度所 需要的外界条件又保证了其内在的质量。
3 结束语
通过廊泊公路廊坊市南出口至保津高速段公路改建工程 K13+000~K17+000段水泥稳定碎石的施工，我们不难发现，水泥稳 定碎石的级配对其强度是非常重要的，级配的好坏对水泥剂量的 使用多少具有绝对的控制作用。另外，组织协调施工机械的好坏 也是保证工程质量的重要手段。同时，要根据不同的地区差异，因 地制宜确定不同的级配，采取不同的配合比。只有不断的总结经 验，才能在水泥稳定碎石施工中对各项技术指标进行更好的控制。
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