[12-11 16:59:52] 来源：http://www.tmgc8.com 公路工程 阅读：3527次
摘 要 结合福（鼎）宁（德）高速公路路面工程水泥稳定碎石基层建设过程中的试验研究工作，对施工质量控制进行探讨。
关键词 高速公路 水泥稳定碎石 基层 质量控制
基层是柔性路面和半刚性路面的主要承重层。对于沥青路面和水泥混凝土路面，影响其使用性能和寿命的最关键因素是基层的材料和质量。在福（鼎）宁（德）及龙(岩)长(汀)高速公路路面工程基层施工过程中，施工质量控制流程从原材料选取、混合料配合比设计抓起，并进行混合料含水量、水泥剂量、强度和压实度等指标的现场检测，最后做好养生和交通管制工作。
一般认为，基层要有足够的强度、刚度、平整度，还应有足够的水稳性、冰冻稳定性和抗冲刷能力，同时，要求其收缩性小，并与面层结合良好。为此，需要做好以下几个方面工作。
1 原材料选取
1.1 材料种类及要求
水泥稳定碎石基层施工时，为使混凝土有足够的时间进行搅拌、运输、摊铺、振捣等工序，要求水泥的初凝时间不能过短；在振捣工作结束后，则要求能尽早凝结并硬化，故水泥的终凝时间不宜过早。水泥的终结时间一般要求6h～10h，其中，夏季施工时，气温很高，表面层的凝结硬化速度很快，水泥终凝时间应尽可能达到10h左右；春秋季施工时水分蒸发缓慢，终凝时间可缩短至6h左右。因此，宜选用初凝时间3h以上和终凝时间较长（宜在6h以上）的水泥，不可使用快硬、早强以及已受潮变质的水泥。同时水泥标号不应太高，宜为32.5。
一般情况，不宜轻易更改、掺混原材料，特别是粗、细集料。若选取多处料源将增加拌合场地面积，增大配合比工作量，并加大现场施工、检测费用。因此，要找准开采量大、质量高的塘口，以破碎出稳定的高质量的粗细集料。
1.2 集料
料源的稳定是混合料获得良好级配的基本保证。相对于沥青面层的料源来讲，基层的料源由于规模相对偏小，机械化程度不高，因面造成石料加工质量普遍不够稳定。存在着最大粒径超标现象以及石屑加工偏粗的问题，这两方面都对基层的施工质量造成很大的影响。集料最大粒径越大，则摊铺的平整度越难以达到，且容易出现分层离析现象，摊铺机也易损坏。石屑粒径偏粗，不利于级配的调整，故施工中要严把材料进场关。
粗集料单个颗粒最大粒径不应超过相应标准（底基层<37.5mm,基层<31.5mm），集料中不宜含有塑性指数的土，且其压碎值不大于30%。为保证粗集料质量及其产量，有条件宜用反击式破碎机生产，同时，对所用碎石应事先预筛分成3～4个大小不同的粒级，然后再与水泥一起用集中厂拌机械拌和。只有这样才能保证碎石具有应有的级配，才能保证水泥粒料的强度不产生大的变化。
粗集料质量与所用片石质量息息相关，应做到：①塘口清表干净；②片石不夹带泥巴；③若使用鹅卵石，石子尺寸不能太小，以保证破碎出来的集料有2～3个面；④雨天停止生产。
细集料宜用干净的中砂（河砂）、石屑，或单一或掺配使用。海砂因有机质和硫酸盐含量高应禁用。
2 配合比设计
配合比设计取样一定要有代表性，原材料或其比例更改，应重新设计配合比。
2.1 混合料矿料合成级配
通过单料级集料筛分合成混合料矿料，该矿料颗粒组成应满足《公路工程路面基层施工技术规范》JTJ034-2000的要求，同时要求其颗粒级配良好（不均匀系数Ku>10，曲率系数Kc=1～3）。
我省地处南方，雨水多，应严格控制集料中0.5mm以下细料土的塑性指数小于4～5，同时控制小于0.075mm颗粒不超过5%，以减少水泥稳定粒料的收缩性和提高其抗冲刷性和水稳性。
2.2 水泥剂量的确定
按《公路路基路面基层施工技术规范》JTJ034-2000要求，水泥稳定碎石基层7d无侧限抗压强度应达到3～5MPa。按此要求进行强度试验，配制不同水泥剂量的水泥稳定碎石混合料，分别进行击实试验与无侧限抗压强度试验。因水泥稳定碎石的强度随着水泥剂量的增大而增强，水泥剂量过低，则强度不易满足要求，水泥剂量过高，则摊铺压实后的基层容易产生裂缝。实践证明，水泥剂量超过6%以后，混合料的收缩系数增大，基层的裂缝增多，缝宽也增大，故必须确定适宜的水泥剂量。www.tmgc8.com
按下列步骤确定水泥剂量：
（1） 确定各种混合料的最佳含水量和最大干（压实）密度，做3个不同水泥剂量混合料的击实试验，即最小剂量、中间剂量、最大剂量。其它两个剂量混合料的最佳含水量和最大干密度用内插法确定。
（2） 按规定压实度分别计算不同水泥剂量的试件应有的干密度。
（3） 按最佳含水量和计算得的干密度制备试件，进行强度试验时，作为平行试验的最少试件数量不小于《公路路基路面基层施工技术规范》JTJ034-2000中表3.3.3-1（见表1）的规定。如试验结果的偏差系数大于表中规定的值，则应重做试验，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。
（4） 将试件在规定温度（根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTJ057-94中的要求，整个养生期间的温度，在北方地区20±2°C，南方地区25±2°C）下，保湿养生6d，浸水24h后按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94）进行无侧限抗压强度试验。
（5） 根据试验结果计算平均值和偏差系数。
（6） 根据《公路路基路面基层施工技术规范》JTJ
034-2000中高速公路和一级公路基层抗压强度标准 （高速公路基层抗压强度标准为3～5MPa。设计累计标准轴次小于12×106的公路可采用低限值；主要行驶重载车辆的公路应采用高限值。某一具体公路应采用一个值，而不用某一范围。），选定合适的水泥剂量，此剂量试件室内试验结果的平均抗压强度应符合公式（1）的要求：
平均抗压强度≥Rd/（1-ZαCV） …………（1）
式中，Rd——设计抗压强度；
CV——试验结果的偏差系数（以小数计）；
Zα——标准正态分布表中随保证率（或置信度α）而变的系数，高速公路和一级公路应取保证率95%，即Zα=1.645。
（7） 工地实际采用的水泥剂量应比室内试验确定的剂量多0.5%～1.0%。采用集中厂拌法施工时，可只增加0.5%；采用路拌法施工时，宜增加1.0%
（8） 水泥剂量同时应满足《路基路面基层施工技术规范》JTJ034-2000中表3.3.3-2的规定关于最小剂量。详见表2。
2.3 确定最大干密度、最佳含水量
通过击实试验确定与水泥剂量对应的混合料ρmax和ω0，用以指导施工和现场压实度检测。若该水泥剂量对应的击实试验已做，可直接引用相应资料。
2.4 延迟时间的确定
水泥与集料遇水产生凝结硬化作用，混合料逐渐胶结在一起，压实时必有一部分压实功用来破坏这种胶结作用。当压实功不变时，必然影响其压实及早期形成的强度。因此必须进行延迟试验，以确定延迟时间对干密度和强度的影响。
因《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94）未体现延迟时间试验的试验方法，建议按如下步骤进行：
（1） 按确定的水泥剂量以及矿料配比将粗、细集料、水泥分别和预定的5种不同质量的水掺合，并拌和均匀，放入密闭容器或塑料袋中，然后将其置于已达到规定温度的养护室；
（2） 从水泥与水混合时算起1h（延迟时间），将混合料取出，进行击实试验（5个点），得到延迟1h的ρdmax和ω0；
（3） 根据ρd m a x和ω0计算进行无侧限抗压试验试件质量，再依据水泥剂量与矿料配比计算各档集料、水泥和水的质量，将其拌和均匀后放入密闭容器或塑料袋中（考虑到制件时间较长，6个试件即可，但制作一定要仔细，控制Cv<10%以内），然后将其置于已达到规定温度的养护室。
（4） 从水泥与水混合时算起1h（延迟时间），将混合料取出，进行制件，脱模后保湿养生6d，浸水24h后进行无侧限抗压强度试验，得到强度平均值及强度代表值R0；
（5） 同样的，进行延迟时间为2h、4h、6h的击实试验和无侧限抗压强度试验，得到相应的ρdmax、ω0、强度平均值、R0；
（6） 绘制最大干密度ρdmax、无侧限抗压强度代表值R0与延迟时间的关系曲线图。基层要求的抗压强度对应的延迟时间为所求延迟时间。并从曲线图中可求得该延迟时间对就的最大干密度。
试验路段铺筑时，应计算从加水拌和到碾压成型所需时间，该时间应短于试验室确定的延迟时间，这是因为延迟时间的变化对于干密度的影响不显著。但其影响与水泥的终凝时间有关。而对于强度来说，干密度降低了1%，相当于压实度降低了1%，同时必须加大破坏硬化作用的压实功，所以强度的下降趋势比较明显。因此在施工过程中，必须尽可能缩短各工序的时间，保证水泥稳定碎石的强度要求。一般应尽量在2h以内完成摊铺、压实。（《路基路面基层施工技术规范》JTJ034-2000要求在2h以内）。www.tmgc8.com
延迟时间的影响还与集料性质有关系，玄武岩延迟后的干密度及强度随着延迟时间而降低的规律比石灰岩要明显得多。所以，一般在水泥的终凝时间较长，且使用石灰岩集料时可不考虑延迟时间对干密度及强度的影响，以避免压实度标准选用的复杂化。
2.5 标准曲线的标定
通常用EDTA滴定法检测工地水泥剂量，因此，标准曲线是否正确标定关系到现场检测数据是否真实可靠。影响滴定成果的因素有很多，主要有：
（1） 滴定所用溶液是否正确配置，特别是EDTA二钠是否准确称取，氯化铵溶液是否放置太久（因其极易挥发，特别在夏天，配制的氯化铵溶液最好当天用完，不要放置过久，以免影响试验精度）。
（2） 所有集料、水、水泥是否有代表性。
（3） 试验是否严格按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTJ057-94操作，包括混合料搅拌、沉淀时间控制；取样；对滴定终点的判断；读数等。
为防止单一滴定的不确定性，一定要承包商、驻地监理和总监办中心试验室独立平行滴定、对照，这样才能克服因滴定溶液配置错误、样品、操作等引起的误差。在福宁线基层质量控制过程中，这一做法收到了良好的效果。
一般情况，水质不同会导致滴定结果有出入，但同剂量水泥对应的EDTA二钠消耗量基本不会超过0.4ml，可以以此作为平等试验对照标准。
通过加强工艺流程控制和现场检测保证施工质量，一旦发现不合格指标，应及时反馈给施工负责人，及时调整矿料级配、水和水泥用量等，保证工程质量。
3 养生、交通管制
