浅谈水泥稳定碎石在高速公路基层中的应用

提高°水稳碎石作为半刚性基层,具有良好的力学性能和板体性，其在高速公路基层中的应用日益广泛，经反复验证效果

良好。关键词：水泥稳定碎石;半刚性基层;压实度;配合比;水泥剂量;级配中图分类号:U419.21 文献标识码:A 文章编号：1008 -3383（201）10 -0060 -020前言械化施工程度，提高机械效率。水稳碎石作基层的

施工方法也符合现代化大规模机械化发展的方向°

水泥稳定碎石（以下简称水稳碎石）具有很高的

强度、稳定性好、刚度大等优点，在道路工程路面结构

因此，水稳碎石混合料在在高速公路基层中的应用°层中的应用日益广泛。经过大量试验研究证明，按

照最小孔隙率法对水稳碎石混合料的配合比进行设

计,能取得水稳碎石混合料的最佳组成，提高路面的

2原材料的优选水稳碎石混合料主要由不同粒径的集料和灰

使用性能;混合料中的水泥剂量若过多，将会造成混

合料收缩使路面产生裂缝，水泥剂量若过少混合料

浆体积组成。粒料为级配碎石，灰浆体积包括水和

胶凝材料，胶凝材料由水泥和混合材料组成°2.3 水泥的空隙率大，影响混合料的整体性并且强度减/J、°1水泥稳定碎石作用原理水稳碎石是以级配碎石作骨料,采用一定数量 的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按 嵌挤原理摊铺压实。其压实度接近于密实度，强度

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，但应选用终凝时间较长（宜在6 h

以上）的水泥。快硬水泥、早强水泥以及已受潮变

质的水泥不应使用。水泥品质必须满足国家水泥

水泥 规 的要 °主要靠碎石间的嵌挤锁结原理，同时有足够的灰浆 体积来填充骨料的空隙。它的初期强度高,并且强 度随龄期而增加很快结成板体，因而具有较高的强

2.2 混合材料混合材料分活性和非活性两大类。活性材料

是指粉煤灰等物质，可与水泥中析出的氧化钙作

度,抗渗性和抗冻性较好。级配碎石中的水泥剂量 用。非活性材料是指不具有活性或活性甚低的人

一般为混合料的3% ~6% ,2天的无侧限抗压强度 可达2.5~4.5 MPa,较其他路基材料高°水稳碎石

成型后遇雨不泥泞，表面坚实，是高级路面的理想工或天然的矿物材料，对这类材料的品质要求主要

是材料的细度和不含有害的成分。2-2 集料级配应用人工集配碎石，高速公路中用做基层时集

材°根据交通部《公路路面基层施工技术细则》

（JTG/T F22 -2217）规定，道路中采用的水稳碎石

料的最大粒径不应超过3 mm,用做基层时，集料

的最大粒径不应超过38 mm °适宜用做水泥稳定

均属中粒土，由于混合料中含有丰富的水泥胶凝材 集料的颗粒组成范围,石料的磨耗值不超过35% ,

料，因而要求整个施工过程要在水泥终凝前完成, 石料的压碎值不超过33% °2.2 水通常适合于饮用的水，均可拌制和养护水稳碎

并且一次达到质量标准，否则不易修整。因而施工

中要求加强施工组织设计和计划管理，增加现场施 工人员的紧迫感和责任感，加快施工进度，加大机

收稿日期：201 -05 -18石混合料。如对水质有疑问,要确定水中是否有对

作者简介:王雷（1934 -）,男，河北衡水人，工程师，主要从事工程技术和工程管理工作°-66 -第10期王雷:浅谈水泥稳定碎石在高速公路基层中的应用总第38期水泥强度发展有重大影响的物质时，需要进行试

验。从水源中取水制成的水泥砂浆的抗压强度与

“弹软”、“波浪”等现象，影响混合料可能达到的密

实度和强度，增大混合料的干缩性,使结构层容易

蒸Z水制成的水泥砂浆抗压强度比，低于9%者, 此种水不宜在混合料施工中使用°3混合料的组成设计水泥稳定混合料的组成设计包括原材料质量

产生干缩裂缝;混合料由于含水量偏小容易松散,

不易碾压成型也会影响混合料可能达到的密实度

和强度。所以只有科学组织施工，加强每一施工环 节的质量控制，才能最终保证施工质量°3.2 混合料级配控制水稳碎石级配类型分为悬浮密实型、骨架密实

检验，矿质混合料级配组成设计，确定必需的水泥

剂量和混合料的最佳含水量等。混合料采用振动

成型法进行设计，确定各种混合料的最佳含水量和

型以及悬浮骨架密实型。最新室内试验数据的分

析研究发现，水泥稳定碎石材料疲劳性能对于级配

最大干（压实）密度。按设定的压实度分别计算不

同水泥剂量的试件对应的干密度，按最佳含水量和

计算得到的干密度制备试件。水泥剂量是水稳料

强度保证的基础，施工过程中必须加强检测和监

控;为减少底基层、基层裂缝,必须做到三个：

在满足设计强度的基础上水泥用量;在减少含 泥量的同时，细集料、粉料用量;根据施工时气 候条件含水量;注重保持表面湿润的养生。通

过生产配合比优化和调试，试铺试验路段，总结施 工经验，确定相关施工工艺和参数°4施工中应注意的事项3. 3严格控制水泥剂量水泥剂量太小，不能保证水稳碎石的强度，钻 芯取样检验达不到预期效果;而剂量太大,经济性 差，还会由于水化热使基层产生较多的裂缝，从而 引起沥青面层的相对应的反射裂缝;所以，必须严

格控制水泥用量做到经济合理精益求精，以确保工 程质 °3.2加强机械化施工管理由于水稳碎石混合料施工受到时间的，同

时要求一次达到质量标准，否则形成的板体不易修 整。所以必须加强施工管理，加大机械化施工程

度,形成大规模、标准化作业方式,才易满足水稳碎 石混合料的施工要求°4.3 混合料的含水量控制厂拌混合料现场,每天由后场专职试验人员在 早上、中午、下午分别测定各种集料的含水量，根据

施工配合比设计的最佳含水量指标，结合当天的气

温、湿度、运距情况适时调整混合料拌和时的用水 量。混合料拌和要均匀，含水量要根据气温变化进 行调整，使混合料运到现场摊铺时的含水量略大于 最佳含水量°在前场负责检测压实度的专职试验

人员，在混合料铺整型过程中及时测定混合料的含

水量，及时指挥压路机碾压,力求在最佳含水量附 近条件下碾压完成，尽量避免由于含水量过大出现

的敏感性较强，最粗级配的材料性能最差，说明级 配过粗对材料和路面结构的耐久性不利，级配过细

容易产生温缩干缩裂缝，因此配合比设计和施工过

程中需要严格控制级配的范围。3.5 混合料运输注意事项从拌和楼向运料车上放料时，出料口距车厢槽

帮最高点距离不得大于54 cm,米取三次卸料法，以 减少粗细集料的离析现象。运料车应用不透水篷

布覆盖,用以保湿和防止污染，装料后立即覆盖，篷

布下缘到达槽帮的2/3 （由上往下计算）并绑扎牢 固，直至卸料时方可取下覆盖篷布。对高速公路和

一级公路,水稳稳定材料从装车到运输到现场，时

间宜不超过1 h超过2 h时应做废料处理,也就是

混合料从拌合到碾压完成，不得超过水泥的初凝时

间，否则按废料进行处理。因此要充分认识延迟试

验对于控制 质 的重要性°3.2 混合料的接缝处理接缝有纵向接缝和横向接缝两种，当推铺机宽

度足够时,整幅摊铺时不存在纵缝接缝问题。当摊

铺机的铺宽度不足时，采用2台摊铺机前后同步摊 铺混合料，并一起进行碾压,这样可以避免纵向接 缝。由结构物较多，一般情况下可以以相邻两个结

构物之间为一个施工段落，避免了横向接缝的数

量;如有特殊，需要设置横向接缝，其处理方法是将

摊铺机下面及其附近未经压实的混合料铲除，将已

碾压密实且高程和平整度符合要求的末端切成垂

直向下的断面，当进行后续施工时，摊铺机返回压

实层的端部，用木垫板垫至需松铺高度，再摊铺新

的混合料，继续下一步施工。3.5 混合料的压实混合料经摊铺机摊铺成型后,即可用压路机碾 压,碾压长度需根据施工现场的实际情况确定，如

测 的 水 于最 水 ，且气温 低时可适当延长碾压长度，如果混合料已接近最佳

含水量且温度较高蒸发快时，应缩短碾压长度，确（下转第页）-61 -总第303期黑龙江交通科技第9期所增加的费用完全可以被其他方面的效益所补偿° 对于投资单位的经济效益是非常可观的。现场废 旧水泥稳定碎石基层再生利用工艺与新材料基层 相比，节省了以下费用：(9废弃物处置和填埋费用；(2) 基层(底基层)的原材料费用；(3) 原材料的运输费用；(4) 人力资源费用；(5) 缩短施工周期的费用。因为在旧路改造的施工过程中铳刨基层是必 不可少的，破除外弃的费用不可避免，如果将得到 的铳刨破碎的基层废料作为原材料重新使用，这样

的排放，符合我国对于环境保护的要求，因此对废 水泥 定 石 进行 利用， 了具有一定 的经济效益外，还具有良好的社会效益，适应了我 国经济可持续发展的要求°5结语就直接节约了大量的原材料费用。取1 km长度进 行计算为例，行车道+硬路肩宽度为21 m(4 x 3.75 m+2 x3 m),超宽按照7.5 m计，普通水泥稳 定碎石基层厚度为32 cm,水泥稳定碎石目前单价 约为225元/m5，则铺设1 km公路需要水泥稳定碎 石原材料造价3 007 x21. 5 x7. 32 x225«90万 元。平均1 m5水泥稳定碎石约为2.3 t,铺设1 km 公路需要水泥稳定碎石质量约为27 792. 5 i°采用 ER - OCSM基层后，废旧水泥稳定碎石材料采用原 基层材料铳刨料，乳化沥青掺量为1-2%，乳化沥青 市场价格约4. 2元/kg,则铺筑1 km的ER - OCSM 基层所需乳化沥青原料造价为：27 792. 3 x 1 777 X 1.2% x4.2«80万元，采用ER - OCSM基层节约 材料费用：90 -80 «197万元°由于ER- OCSM采用原基层铳刨料，因此仅材 料耗费一项每公里就节约了近百万元。除此之外， 铳刨材料(也包括不能被再生利用的情况)的废弃 处置和运输至填埋场地的运输费用大大节省,对投 资单位来说具有相当可观的经济效益。另外,ER- OCSM基层的应用既解决了废料对环境的污染，又 减少了开山采石对环境的破坏，大大减少了废弃物

ER - OCSM再生技术具有简化施工工艺、节约 原材料、节约工期和保护环境等优点，现场应用效 果较好，具有明显的经济效益和社会效益。但在就 地再生拌和过程中,拌和均匀性对施工质量影响很 大，为此，应充分保证拌和效果,在有条件的情况下 尽量采用再生机进行拌和以增强ER - OCSM拌和 的均匀性，从而提高施工质量°参考文献：［1 ］ Li G, Zhao Y, Pane S. Experimental study of cement - as­

phalt emulsicm composite ［ J ］. Cement and Concrete Com- posites,998,28(5) ：635 -8.［2 ］赵军坡.公路沥青路面水稳碎石基层就地再生技术与

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碎石干缩性能试验研究［J］江苏建筑职业技术学院 学报,209(4):9-9.［4］

李晨辉.乳化再生废旧水稳碎石室内拌和损耗规律试 验研究［J］江苏建筑职业技术学院学报,209,9(3) ：9 -19,［4 ］卢政杰.浅析公路沥青路面水稳碎石基层就地再生技

术及其应用［J］民营科技,209,No.29(06) H，［6］陈荣芬，彭伟奇.水泥稳定碎石道路基层废旧料的再

生技术应用及发展空间［J］江西建材，209(3)： 23 -25,［7 ］卢政杰.浅析公路沥青路面水稳碎石基层就地再生技

术及其应用［J］民营科技,209,No.29(06) H，［8］刘晓娜.道路基层水泥稳定碎石结构材料的再生利用

［D］.成都理工大学,2007.(上接第页59保在最佳含水量时进行压。4.8 混合料的养生对己完成碾压并经压实度检测合格的段落应 立即进行养生，不能延误。养生可用不透水的土工 布覆盖进行养生,也可用乳化沥青进行养生。按技

成坚实的骨架，进而提高混合料的强度;严格控制

的 水 ，保证碾 时 水 于最佳含水量附近。因此只有充分了解水稳碎石的特 点，才能更好的控制施工质量，使水稳碎石满足作 为路面基层的各项指标要求°参考文献:术规范养生期应不小于7 d,在养生期问应封闭交 通，由专人值守车辆行驶,一般除洒水车外，禁 止重型车辆行驶。5 结语水稳碎石具有良好的力学性能和板体性、水稳 定性 性 优点，被 用于 路路面基层或底基层。在水稳基层施工的质量控制 中，严格控制原材料的质量,是优化基层性能的重 要措施;严格控制水泥砂浆粘结集料，使混合料形［］沙庆林.高等级公路半刚性基层路面［M］.北京:人民

交通出版社,998.［2］

《公路路面基层施工技术细则》(JTG/TF20 - 209) 2006.26(1) ：24 -97.周卫峰，赵可，王德群.水泥稳定碎石泥合料配合比的 优化［J ］•长安大学学报：自然科学版•［3］

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