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1、水泥稳定碎石路面基层试验段施工的质量监理江苏阳湖建设项目管理有限公司 王卫星 裴志华 许立峰【摘 要】本文简要介绍某市政道路工程路面基层水稳试验段施工前的混合料设计、施工工艺、施工机械等多项准备工作，以及水稳试验段施工过程的质量控制。依据该试验段的试验检测结果来完善、修正主干道水稳的施工方案，为主干道路的大规模施工积累经验。【关键词】市政道路 路面基层 水泥稳定碎石 混合料设计 水泥稳定碎石，简称水稳，是以水泥、碎石为原料，以适当的级配和配比进行拌合、摊铺、碾压形成的道路基层结构。由于此种结构层仍属于半刚性材料，相比城市基础设施道路工程中常用的二灰结石基层而言，具有早期强度高、质量稳定性好、整
2、体刚度大的优点，但同时具有抗形变能力差、易产生温差和干缩裂缝的特点。随着我们城市化进程的加快，许多市政基础设施工程在前期大规模粗放性建设之后，逐渐暴露出很多问题，如道路开裂、下沉、窨井及横穿管回填下沉等，尤其是道路工程中二灰结石路面基层的质量控制问题，存在材料质量难保证（由于环保要求，作为电厂残留的粉煤灰含硫量已多数偏高）、施工工艺落后，这些都严重影响了道路的整体工程质量。作为公路交通工程，已很成熟的水泥稳定碎石正成为原二灰结石路面基层的最佳替代品。1工程概况1.1 某道路工程为东西走向，总长2395.84m，路段总宽54m，沿线地形河塘较多，自然地面高程2.7m 4.6m不等。地质勘探显示从
3、上而下，土层为素填土中液限粘质土。其中上层素填土深度在0.5m3.0m，处于过湿状态，场地地下水埋藏浅，有潜水存在，地表水、地下水对路基稳定性无决定性影响。1.2 道路标准横断面为：9m辅路（机非混行）+6m主辅路分隔带+24m主路机动车道+6m主辅路分隔带+9m辅路（机非混行），总宽54m。主路车行道路面结构为：4cmSMA-13沥青马蹄脂碎石（玄武岩骨料，SBS改性沥青）+8cmSUP-20沥青混合料（SBS改性沥青）+0.6cm稀浆封层+36cm水泥稳定碎石+20cm10%石灰土+土路基压实处理。1.3 设计参数见表1，路面强度要求见表2。设计参数 表1材料名称规格20抗压回弹模量（Mp
4、a）15劈裂强度（Mpa）沥青马蹄脂碎石混合料SMA-1314001.6细粒式沥青混凝土AC-13C14001.4中粒式沥青混凝土AC-20C12001.0粗粒式沥青混凝土AC-25C10000.8水泥稳定碎石水泥剂量4%6%15000.6石灰土灰剂量10%5500.25灰土处理灰剂量6%250/土基回弹模量Eo=30Mpa（主辅路车行道、交叉口） 路面强度要求 表2路面结构层压实度（%）弯沉值（mm）4cm SMA/4cm AC-13C980.240/0.2708cm SUP-20/6cm AC-20C960.264/0.29936cm/32cm 水泥稳定碎石970.309/0.34720c
5、m 10%灰土951.61土基2.792 水泥稳定碎石试验段施工准备前的质量控制在水泥稳定碎石混合料中，水泥是活性材料，水泥剂量的多少直接影响基层的强度，也影响其收缩变形。集料是水泥稳定碎石基层的主体，它与基层强度有着密切的关系，对强度影响的大小取决于集料本身的质量。级配是集料的一个主要内容，使用最佳级配还可以控制水泥的用量。因此，合理的配合比设计是保证水泥稳定碎石基层施工质量的基础。水泥稳定碎石的施工质量关键还在于合理的施工工艺。要严格控制延迟时间（即从水泥稳定碎石加水拌合到碾压结束的间隔时间）在施工规范允许的初凝时间3.25h之内，各道工序要密切配合，时间要紧凑，须在水泥初凝之前保证碾压密
6、实度达到质量要求，这个作业段不宜过长，应通过试验路段来测定。因此，由于该条道路作为未来城区东西方向的主干道，为确保整条道路水稳路面基层的质量，在承包单位与我监理部、建设单位、设计单位等充分酝酿后，于二00九年十一月二十二日初步确定，先在道路左半幅铺筑220m长、厚0.18m、宽度8.25m的水稳试验段。由承包单位编制较为详细的施工方案，报送我监理组审核。2.1 水泥稳定碎石混合料组成设计2.1.1 原材料（1）水泥。应采用强度不低于32.5级的水泥，3d胶砂强度应不小于10Mpa，初凝时间3h，终凝时间6h。经初步比选并复试合格，我们同意承包单位使用标号为p.o32.5的金坛产固塔牌普通硅酸盐
7、缓凝水泥。（2）级配碎石。承包单位经多次试验，选用溧阳生产的压碎值小于28%的石料。2.1.2 混合料设计我们把选定的石料按料仓进行编号，分别对应246、瓜子片、米砂、石屑为1#、2#、3#、4#，进行级配碎石取样。同时取p.o32.5固塔牌普通硅酸盐水泥，按不同用量（3.5%5.5%）进行分组试验，分别取4种比例（以碎石质量为100）制备混合料，每组试件9个，用重型标准击实法确定各组混合料的最佳含水量和最大干密度，其结果为为4.4%和2.30/cm3。根据上述确定的最佳含水量和最大干密度制备混合料试件，其测定的代表值R7=3.7Mpa，大于施工图设计值3.5Mpa。承包单位以此符合设计强度要
8、求的水泥稳定碎石配合比作为生产配合比，为1#料:2#料:3#料:4#料:水泥:水=34:32:14:20:5.0:2.0,其中生产前已测定1#、2#、3#、4#料的天然含水量分别为0.4%、2.1%、3.1%、4.7%，对照设计配合比已略作调整。此配合比经监理部平行试验复核后，认为符合施工图设计和规范要求，审批同意作为施工现场生产配合比使用，并报建设单位备案。2.2 施工工艺监理部对承包单位报审的水稳试验段施工工艺进行审批，认为符合施工要求。其施工流程如图1。材料鉴定及选择料源选择报批配合比试 配备 料报 批 配 合 比工厂内调整试配合比工厂内调整配合比厂拌设备调试底基层交接验收整理工厂内试铺
9、拌合料工 厂 试 拌水稳试验段施工测量放样方木围边检测各种试验数据压 实 度 检 测含水、含灰量检测碾 压 成 活养护膜覆盖洒水湿润养护不少于7天水稳试验段施工总结主干道路水稳摊铺成形图1 水稳试验的施工流程图2.3 施工机械为保证该条道路水泥稳定碎石路面基层的施工质量，承包单位采购了已在多个工程中应用、用户反应良好的定型产品徐州北联重科机械有限公司制造的WCD600型连续稳定粒料厂拌设备，设计产量达600T/h。其料斗、水箱、罐仓装配有高精度电子动态计量器，其电子计量器经地方技术质量监督部门进行计量标定后使用。本工程试验段中投入使用的施工机械均经现场监理工程师验收合格：2.4 路面底基层的检
10、查与验收该条道路的路面底基层为10%石灰土，对其进行高程、中线偏位、宽度、横坡和平整度验收，其中压实度代表值为96.2%，大于设计值96%,其弯沉代表值为1.48mm，小于设计值1.61mm，均能符合CJJ1-2008城镇道路工程施工与质量验收规范的要求。表面平整密实，经参建各方共同验收，一致认为符合施工图设计及规范要求。3 水泥稳定碎石试验段施工过程中的质量控制3.1 测量在承包单位对试验段路面底基层的10%石灰土表面进行浮土、积水清除后，进行测量放样。用消石灰标出摊铺宽度，并在内侧固定与压实厚度18cm等厚的方木，外培土路肩，防止碾压时基层向外侧推移，保证基层边部压实质量。同时根据基层标高
11、和松铺系数（暂定1.42，后根据实际压实高程调整为1.40），在试验段左右两侧架好摊铺高程钢丝（钢丝拉力800N），这些都经现场监理人员验收合格后即可投入备用。3.2 拌合 承包单位正式生产前先对稳定粒料厂拌设备进行调试，对出料口取样进行配合比、含水量试验并酌情调整，以拌制出合格的成品料。该套设备设计产量600t/h，经计算试验段产量，设定产能为350t/h。每天施工前工地试验室应预先测出当天各种原材料（1#、2#、3#、4#仓）的含水量，并换算成施工配合比，混合料在拌和过程中应根据集料含水量大小，及时调整含水量。本试验段共检测含水量2次（最大4.8%，最小4.6%，均值4.7%）比最佳含水量
12、4.4%略大。因拌和时接近秋末，气温在10左右，且运输距离不长，蒸发量不大，初步认为符合要求。试验段混合料中水泥用量测定值为5.1、5.2、5.0，均大于设计值5.0。3.3 运输 该试验段混合料运输采用10辆20t东风卡车（实际装混合料25t左右）。运输车在接料过程中派专人指挥，分前、中、后三次接料，形成车厢前、中、后三堆，以尽量避免粗细集料离析。3.4 摊铺 因该试验段混合料摊铺宽度为8.25m，而WTD7501摊铺机最大摊铺宽度为6.17m，因此需采用2台摊铺机成阶梯形摊铺，两台机摊铺时前后相差1520m，后一台摊铺机与前一台重叠10cm左右宽度，碾压时可整幅统一碾压。该承包单位的拌和场
13、建在施工现场5min车程范围内，其成品料运至现场进行摊铺，长度由下式确定：L= =7.32(m)L摊铺长度（m）P每车混合料的重量（t），取25t。B摊铺宽度，取8.25m。H压实厚度，取0.18m。Rmax 混合料最大干密度（tm3），取2.3 tm3。当有5辆车装满混合料到达施工现场时，其预计摊铺长度将达到35m时，即可进行摊铺，摊铺机两侧用自动找平仪自动进行找平。经承包单位的质检员和现场监理工程师现场测定，该试验段摊铺平均速度为1.5mmin，夯锤振级为4级，虚铺面平整度基本能控制在10mm以内。3.5 碾压 当已摊铺的作业段达到100m左右时，即可碾压。按原先试验段施工方案设计的压实机
14、械组合原则为：先用14t振动碾稳压一遍，再用20t振动碾（激振力370KN）加振4遍，随后用21t三轮碾静压4遍追压密实度，再用26t轮胎碾碾压2遍封浆处理。由于该试验段摊铺碾压时，气温适中，经承包单位质检员与监理工程师现场初步测定含水量和压实度，认为含水量损耗不大，无须补充洒水（如天气炎热，应适当洒水碾压），压实效果良好。经现场计算，该100m作业段拌和、运输、摊铺用时约100min，碾压成活约70min，实际延迟时间约2.8h左右，小于初凝时间，符合设计图及施工规范要求。另外，经现场实测压实度的实践证明，振动碾的激振力大小与水泥稳定碎石的压实度基本成相关正比关系，也是决定水稳基层压实度大小
15、的关键因素。3.6 接茬 水泥稳定碎石必须连续作业不间断，每天收工的接头断面应设置与道路中线垂直的横缝接茬。过明涵、明洞、桥梁时必须设置横缝，基层的横缝最好与桥头搭板尾端吻合，但要注意该处的碾压质量。第二天施工的接茬如有模板支挡的，只须清除浮石、浮灰；如无模板支挡的，应在前一工作面画与中线垂直的横缝线，纵向凿除约50cm左右，露出新鲜的水稳面为止，再把接茬部位浮石、浮灰清扫干净后洒水湿润，即可连续作业。碾压尤其是压路机开振时在该部位必须小心细致，既不得漏压，也不得把前一天已有强度的混合料压断，以确保全位置的压实度均匀一致。3.7 养护该220m试验段碾压完成后质检员与监理工程师立即进行必要的质
