水泥穩(wěn)定碎石土是介于水泥穩(wěn)定碎石和水泥穩(wěn)定土之間的一種新型結(jié)構(gòu)，水泥穩(wěn)定碎石土不但具有強(qiáng)度高、板體性好、承載力大、耐沖刷等優(yōu)點，與水泥穩(wěn)定碎石相比還有節(jié)約造價、施工易控制等優(yōu)點，又克服了水泥穩(wěn)定土其不耐沖刷、抗裂能力差的缺點，同時又具有與基層強(qiáng)匹配好的優(yōu)點。
《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》提供的底基層結(jié)構(gòu)主要有水泥穩(wěn)定土、石灰穩(wěn)定土、石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土、二灰土、水穩(wěn)碎石、二灰碎石等多種形式可供選擇。目前高速公路底基層設(shè)計強(qiáng)度一般為2 MPa，石灰土、二灰土、二灰碎石及石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土的強(qiáng)度無法滿足要求，水泥土雖能滿足強(qiáng)度要求，但水泥用量過高，容易形成大面積龜裂，且抗沖刷能力較差。若采用水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)，則按2 MPa 的強(qiáng)度進(jìn)行配合比設(shè)計時水泥用量非常低，施工不易控制，并且施工成本較高。大慶至廣州高速公路濮陽段采用水泥穩(wěn)定碎石土路面底基層結(jié)構(gòu)，取得了滿意的效果。
1 水泥穩(wěn)定碎石土
水泥穩(wěn)定碎石土（cement stabilized rock soil 縮寫為CSRS）就是在粉碎的或原來松散的土（包括各種粗、中、細(xì)粒土）中摻加一定量的碎石（一般不大于50%），摻入足量的水泥和水，經(jīng)拌和得到的混合料在壓實和養(yǎng)生后，形成符合規(guī)定抗壓強(qiáng)度的板體結(jié)構(gòu)（見圖1），可作為高速公路和一級公路的底基層及低等級公路的基層。
2 水泥穩(wěn)定碎石土的優(yōu)點
作為高速公路底基層的水泥穩(wěn)定碎石土是介于水泥穩(wěn)定碎石和水泥穩(wěn)定土之間的一種新型結(jié)構(gòu)，兼有二者的優(yōu)點，是一種理想的平原區(qū)高速公路的路面底基層結(jié)構(gòu)。
從取芯照片可以看出，芯樣比較完整，與路床粘結(jié)良好，石料懸浮均勻。水泥穩(wěn)定碎石底基層具有強(qiáng)度高、板體性好、承載力大、耐沖刷等優(yōu)點，與水泥穩(wěn)定碎石相比，水泥穩(wěn)定碎石土除具有水泥穩(wěn)定碎石的優(yōu)點外，還有節(jié)約造價、施工易控制等優(yōu)點。與水泥穩(wěn)定土相比，水泥穩(wěn)定碎石土克服了其不耐沖刷、抗裂能力差的缺點，又具有與基層強(qiáng)匹配好的優(yōu)點( 因為水泥穩(wěn)定土與水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度相差太大)。
3 配合比設(shè)計
根據(jù)路面設(shè)計原理，從基層到底基層再到路床，強(qiáng)度以遞減為宜，遞減幅度宜接近。大慶至廣州高速公路濮陽段基層設(shè)計強(qiáng)度為4MPa，路床加水泥處治后，強(qiáng)度0.4 ～ 0.6 MPa 之間，所以水泥穩(wěn)定碎石土底基層的設(shè)計強(qiáng)度以2 MPa 為宜，這個強(qiáng)度值與基層及路床的銜接較好，遞減幅度接近，施工容易滿足。最后，考慮造價因素，經(jīng)多次討論、咨詢，并通過多次平行試驗最終確定底基層設(shè)計強(qiáng)度為2 MPa，20℃抗壓回彈模量為900 MPa，劈裂強(qiáng)度0.3 MPa，容許拉應(yīng)力為0.12 MPa。
項目業(yè)主委托天津市政工程設(shè)計研究院，根據(jù)每個標(biāo)段不同土質(zhì)及碎石情況進(jìn)行了配比試驗，結(jié)果顯示，水泥計量達(dá)到8％，碎石含量在40％時，各種土質(zhì)及R32.5 級普通硅酸鹽水泥均可滿足設(shè)計要求，配合比為水泥: 碎石: 土＝ 8:40:52, 設(shè)計強(qiáng)度為2 MPa。
4 水泥穩(wěn)定碎石土底基層施工規(guī)范
4.1 對材料質(zhì)量控制與要求
�。�1）水泥。采用推薦廠家的32.5 級硅酸鹽水泥，水泥的質(zhì)量應(yīng)符合規(guī)范要求，且初凝時間在3h 以上，終凝時間在6 h 以上。
（2）碎石。符合JTJ034-2000 規(guī)定的壓碎值不大于30％的要求；粒徑按天津市市政研究院要求的10 ～30 mm 一種規(guī)格。
�。�3）土。選用施工場地附近的土，最好選用砂性土，塑性指數(shù)控制在5.5 ～ 10 ；均勻系數(shù)大于10 ；有機(jī)質(zhì)含量不得超過2.0％ ；硫酸鹽含量不得超過0.25％ ；液限不超過40％ ；最大粒徑不超過10 mm。
（4）稀水泥漿。按水泥: 水＝ 1:1.5（重量比）控制。
�。�5）最佳含水量、最大干容重。按設(shè)計報告中的參數(shù)執(zhí)行。
�。�6）原材料試驗。應(yīng)作水泥物理性能試驗、土的顆粒分析、液限和塑性指數(shù)、相對密度（標(biāo)準(zhǔn)擊實）、碎石壓碎值等試驗。
4.2 對主要機(jī)械設(shè)備要求
（1）穩(wěn)定土廠拌和機(jī)。小時產(chǎn)量不低于500 t。拌和機(jī)的儲料斗上口應(yīng)加裝帶有傾斜度的鐵篩子；儲料斗上口之間要用隔板隔開，防止不同集料在儲料斗中相混，自動控制室內(nèi)電腦性能要良好。
（2）穩(wěn)定土攤鋪機(jī)。采用幅寬能調(diào)整的兩臺攤鋪機(jī)，一前一后，相距6 ～ 10 m。
�。�3） 壓實機(jī)具。配3 臺20 t 以上壓路機(jī)， 一臺26 t 膠輪壓路機(jī)。
（4）自卸車。數(shù)量以滿足連續(xù)施工作業(yè)需要，建議采用10 ～ 15 t 自卸車。
�。�5）灑水車、平地機(jī)。各不少于1 臺。
4.3 施工的工藝流程及質(zhì)量控制
工藝流程為：準(zhǔn)備下承層→施工放樣→培路肩（立模板）→配料拌和→覆蓋運輸→攤鋪整型→碾壓→檢測→覆蓋養(yǎng)生→驗收。
�。�1）準(zhǔn)備下承層。在準(zhǔn)備下承層之前，須按設(shè)計要求，把中央分隔帶的橫向排水管進(jìn)行埋置，并與邊坡泄水槽位置相對應(yīng)。下承層為路床水泥改善土，路基路床必須交驗合格，表面應(yīng)堅實平整，具有規(guī)定的路拱，無松散、軟彈的雜物。若有軟彈，必須處理。松散雜物，務(wù)必清理干凈，并灑水濕潤。
�。�2）施工放樣。按設(shè)計樁號恢復(fù)中線和邊樁，測量路床標(biāo)高，根據(jù)測量結(jié)果和設(shè)計的底基層標(biāo)高及松鋪系數(shù)，計算出底基層分段鋪裝厚度，并分別布設(shè)松鋪標(biāo)高和壓實后標(biāo)高的控制標(biāo)高。
�。�3）培路肩、立模。底基層鋪裝時，外側(cè)可以采用土模即培肩，培肩土碾壓達(dá)到90％以上的壓實度時，內(nèi)側(cè)切成垂直面并作到線形順直；中央分隔帶一側(cè)立模（必須用鋼模），并支撐牢固；培肩土壓實后的高度與立模的高度等于底基層的壓實厚度，即18 cm。
�。�4）配料拌和。配料準(zhǔn)確、拌和均勻是滿足級配要求和強(qiáng)度的關(guān)健。必須按總監(jiān)辦批準(zhǔn)的配合比進(jìn)行配料，計量必須準(zhǔn)確，并根據(jù)集料和混合料含水量的大小，及時調(diào)整用水量，用水量比最佳含水量大1％～2％（根據(jù)氣溫確定）；水泥用量要比試驗室確定的水泥劑量增加0.5％～ 1.0％ ；在正式拌和前，先調(diào)試設(shè)備，達(dá)到規(guī)定的使用要求之后，才能開始拌和；拌和必須均勻，色澤基本一致，并作好拌和記錄。在進(jìn)行拌和操作時，穩(wěn)定料（水泥）的加入方式應(yīng)能保證自始至終均勻分布于被穩(wěn)定的材料（碎石、土）中；試驗人員要經(jīng)常從出料口取拌好的混合料，作水泥劑量測定及篩分試驗，以檢查混合料是否符合配合比設(shè)計，便于及時調(diào)整。
（5）覆蓋運輸。運輸自卸車的配備數(shù)量要能滿足連續(xù)作業(yè)的要求，要盡量縮短混合料的運輸時間。運料車裝料出廠時，混合料必須用蓬布覆蓋，以防止混合料表層含水量損失過多。運輸混合的車在路床上行駛速度宜緩慢，并禁止急剎車和調(diào)頭。根據(jù)施工現(xiàn)場實際需要，運輸車輛以10 ～ 15 t 自卸車為宜。大噸位的車輛在料廠等料時間長，混合料裝載的高度高，容易離析，運輸途中的顛簸，混合料自然沉降大，容易粘車底，卸車時混合料不易下落，往往需輔以人工協(xié)助，耽誤時間。同時過多的沉底料，卸在攤鋪機(jī)前，需大量人工重新送到攤鋪機(jī)料斗翻拌使用，浪費勞力。
�。�6）攤鋪整形。為確保底基層與下承層結(jié)合緊密，在混合料攤鋪前，要設(shè)專人灑布水泥漿，水泥漿按水泥:水＝ 1:1.5（重量比）控制；水泥用量單幅每前進(jìn)5 m 約用一袋水泥（50 kg）；灑布水泥漿在攤鋪機(jī)前不要過分超前，一般控制在6 m 以內(nèi)；水泥漿灑布要均勻，不能出現(xiàn)花白塊。攤鋪現(xiàn)場要設(shè)專人控制供料進(jìn)度和攤鋪速度，專人指揮自卸車卸料；車斗內(nèi)卸不盡的沉料要卸在攤鋪機(jī)前合適的位置，不影響攤鋪機(jī)行走，并將卸下的沉底料用人工送到攤鋪機(jī)料斗內(nèi)翻拌使用；超過水泥終凝時間未能碾壓的混合料應(yīng)予鏟除。攤鋪機(jī)攤鋪混合料時，要準(zhǔn)確計算松鋪系數(shù)，控制好攤鋪厚度；必須用兩側(cè)行走的鋼絲控制混合料的攤鋪厚度及標(biāo)高，以便及時調(diào)整。攤鋪機(jī)攤鋪混合料時，要設(shè)專人在攤鋪機(jī)后消除粗集料離析現(xiàn)象，特別是局部形成的粗集料窩或粗集料帶應(yīng)鏟除，并用新混合料填補(bǔ)。前臺攤鋪機(jī)左側(cè)螺旋送料器、送料到端部時，石子容易離析集中，施工時，可將攤鋪機(jī)左側(cè)雪撬板下落離地面5 cm 左右，可解決石子集中離析問題。攤鋪混合料中間不宜中斷，若中斷超過2 小時，或當(dāng)天結(jié)束攤鋪時須用方木（方木高度用混合料壓實度）加鋼釬固定設(shè)置橫向接縫；繼續(xù)作業(yè)時將末端混合料垂直于路基中心線切割后，再用人工修理整齊。底基層的橫向接縫要作記錄，避免基層施工時在同一斷面上留接縫。
�。�7）碾壓。碾壓是混合料形成強(qiáng)度的關(guān)健，正確的碾壓方法、碾壓遍數(shù)、碾壓時間是保證現(xiàn)場壓實檢測結(jié)果（代表值與極值）滿足評定標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。因此，在混合料攤鋪整型后，立即在全寬范圍內(nèi)進(jìn)行碾壓。直線段由兩側(cè)向中心碾壓；超高段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓。第一遍采取靜壓穩(wěn)壓，之后才開始振壓；嚴(yán)格控制碾壓速度，頭兩遍采用1.5 ～ 1.7 km/ h，其后采用2.0 ～2.5 km/h ；每道碾壓應(yīng)與上道碾壓重迭，一般重迭1/3或1/2 輪；一般需碾壓6-8 遍；最后用輪胎壓路機(jī)收面。壓實后的表面應(yīng)平整無輪跡或隆起，且斷面正確，路拱符合要求；模板邊壓路機(jī)壓不到的地方要用氣夯夯實。在碾壓過程中，混合料的表面應(yīng)始終保持濕潤，如表面水份蒸發(fā)快，及時補(bǔ)灑少量的水。嚴(yán)禁壓路機(jī)在已完成的或正在碾壓的路段上“調(diào)頭”和急剎車，以保證結(jié)構(gòu)層表面不受損壞。施工中，從加水拌和到碾壓終了的時間不應(yīng)超過試驗確定的延遲時間或水泥終凝時間，并按此配備足量的壓路機(jī)；根據(jù)7 個合同段施工經(jīng)驗，一個作業(yè)段，配三臺20 噸以上的壓路機(jī)，一臺膠輪壓路機(jī)，一般碾壓7 遍以后壓實度就能達(dá)到96％ ；從加水到拌和能在3-4 小時內(nèi)完成。
�。�8）覆蓋養(yǎng)生。底基層碾壓檢測合格后應(yīng)立即進(jìn)行覆蓋養(yǎng)生，覆蓋保濕必須7 天以上。本項目底基層覆蓋材料統(tǒng)一要求采用一布一膜制成的土工布（100 ～150 g /m2）；鋪土工布覆蓋時，要求先鋪靠中央分隔帶位置，再一幅一幅疊壓向路肩側(cè)鋪。由中央帶位置掀起加水，自流至路肩保濕養(yǎng)生。灑水養(yǎng)生只能揭開灌水部位的土工布，不準(zhǔn)全部掀開。養(yǎng)生期間要始終保持底基層表面濕潤狀態(tài)，避免忽濕忽干而產(chǎn)生收縮裂縫。鋪好的土工布上統(tǒng)一用小編織袋裝碎石蓋壓，以防被風(fēng)掀起或刮跑，一般每條縱縫每隔3～4 m 壓一袋，為統(tǒng)一美觀，編織袋的擺放保持縱橫向均在一條線上，橫豎成行。養(yǎng)生期間，必須封閉交通，禁止車輛行駛。
5 質(zhì)量檢測
水泥穩(wěn)定碎石土底基層質(zhì)量檢測的實測項目有壓實度、平整度、縱斷高程、寬度、厚度、橫坡和強(qiáng)度等。
5.1 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度
合同段自檢每2 000 m2 制取一組試件，取樣地點不得少于6 處，監(jiān)理每工作班抽一組試件，取樣地點不得少于10 處；每組試件的個數(shù)按《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》附錄G 的要求制作；
5.2 壓實度
壓實度必須單點合格，且大于96％ ；檢測頻率為：合同段自檢每200 m 每車道檢測2 點，監(jiān)理按30％的頻率抽檢；
5.3 底基層取芯檢測
底基層在碾壓結(jié)束后第8 天，現(xiàn)場取芯，浸水24h 后，在第9 天進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗。取芯頻率：承包商按每200 米長路段每車道取一點；監(jiān)理按30％頻率抽檢；總監(jiān)辦按500 m 長的路段取2 點，左、右幅各一點；取芯位置按照《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ034-2000）附錄B“現(xiàn)場隨機(jī)取樣位置的確定”執(zhí)行�，F(xiàn)場取芯及抗壓試驗由駐地辦和承包商共同進(jìn)行，總監(jiān)辦中心試驗室進(jìn)行抽查；若現(xiàn)場取芯出現(xiàn)不完整芯樣，要作記錄，并在取芯臺帳中注明；取芯時，應(yīng)現(xiàn)場拍照、注明樁號、具體位置；取芯后，要隨時用混凝土補(bǔ)洞。
6 驗 收
承包商自檢合格后，向駐地辦進(jìn)行完工報驗，由駐地辦負(fù)責(zé)對報驗路段的底基層進(jìn)行驗收，并對合格工程簽發(fā)《質(zhì)量認(rèn)可書》，一并整理匯總驗收資料，然后將整理匯總的驗收資料報總監(jiān)辦�？偙O(jiān)辦認(rèn)真審核驗收資料，符合要求后，報業(yè)主三階段驗收組�？偙O(jiān)辦配合驗收組對報驗路段按《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》全面驗收，驗收完成后，由總監(jiān)辦匯總底基層驗收路段完整的驗收資料，報省質(zhì)監(jiān)站，申請省站驗收。
7 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析
將水泥穩(wěn)定碎石土與水泥穩(wěn)定土和水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，結(jié)果見表1。從上表可以看出，對于平原區(qū)高速公路，由于石料匱乏，價格昂貴，水泥穩(wěn)定碎石土有無以倫比的性能價格比優(yōu)勢，具有一定的推廣價值。
8 結(jié)束語
水泥穩(wěn)定碎石土是介于水泥穩(wěn)定碎石和水泥穩(wěn)定土之間的一種新型結(jié)構(gòu)，兼其二者的優(yōu)點，是一種理想的平原區(qū)高速公路的路面底基層結(jié)構(gòu)。
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