水泥稳定碎石在港口道堆工程中的施工及质量控制
吴伟明
摘要：通过上海国际航运中心洋山深水港区（二期）芦潮辅助作业区（I）标工程的实践和总结，结合我国公路和港口工程有关基层强度控制的对比，浅谈水泥稳定碎石从材料的选用、拌和、运输、摊铺、碾压和养生等各个环节在港口道堆工程中的施工技术问题及质量控制。
关键词：水泥稳定碎石；港口道堆工程；施工技术；质量控制
中图分类号：U655.1+1 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2016）03-0042-02
水泥稳定碎石作为一种半刚性材料，具有早期强度高、水稳定性好、板体性能好及承载能力大、施工技术简单、料源丰富且比较经济等优点，在公路工程中得到广泛应用。在港口道堆工程中，应用较多的基层及底基层材料主要是石灰工业废渣稳定土（例如三渣等）、级配碎石、级配砾石以及贫混凝土，水泥稳定碎石的使用较少。但是由于水泥稳定碎石基层的施工质量直接影响面层的质量，受施工过程的影响因素很多，质量难于控制；而且水泥稳定层的温度收缩和干燥收缩又会引发柔性路面的反射裂缝。为此，在港口道堆工程中加强水泥稳定碎石基层施工过程控制是非常重要的。
上海國际航运中心洋山深水港区（二期）芦潮辅助作业区（1标）道路堆场工程面积约6.81万平方米。铺面为混凝土面层，基层采用水泥稳定碎石，底基层分别采用了级配碎石和宕渣。工程中关于水泥稳定碎石的两种断面结构形式如下：
1施工前的主要技术准备
水泥稳定碎石属于水泥稳定土的一种，是在级配碎石中掺人适量水泥，按照一定技术要求，使拌和均匀的混合料在最佳含水量时压实，并经养护成型后，以提高其力学强度和稳定性的一种施工方法。
1.1原材料的要求
水泥。水泥是影响水泥稳定碎石质量的关键。由于水泥稳定碎石的成型必须在终凝前完成，而原材料的拌和、运输、摊铺、碾压须有足够的时间，因此，不能用快硬水泥、早强水泥。一般选用缓凝型普通硅酸盐水泥。初凝时间要求在3h以上，终凝时间不少于6h。为了有利于拌合及剂量上的控制，宜采用较低标号的水泥（如32.5级）。
碎石。碎石应为坚硬、强度高、无风化的石灰岩料，其颗粒应严格按照规范规定的级配组成。碎石的有机杂质含量应小于2%，其最大粒径不应大于31.5mm，压碎值小于30%。碎石粒径偏大，则粒料间的粘接力不足，受力颗粒极易松散，整体性差；若粒径偏小，基层强度不够，预防温缩、干缩裂缝的能力越弱。级配取用中值范围，且小于0.075mm颗粒不宜大于5%，塑性指数宜小于4。
水。水应清洁不含有害杂质，凡是饮用水（含牲畜饮用水）均可用于水泥稳定碎石的施工。
1.2配合比的确定
在原材料选定后，进行混合料的配合比设计，配合比设计主要是确定水泥用量、最佳含水量。
水泥稳定碎石的强度在很大程度上取决于水泥的掺入比例，水泥掺人比例增加，混合料的强度也随之增加。但是水泥剂量过大，易产生负作用，造成收缩和裂缝，也不经济。水泥剂量小，强度不够，起不到很好的胶结骨料的作用。水泥用量宜控制在3.5%～6.0%之间。
含水量也是影响水泥稳定碎石质量的又一项重要控制指标。水分在压实过程中起润滑作用，压实时的含水量控制是否合适往往决定着压实效果。如果含水量过低小于最佳含水量2%，基层表面松散，碾压容易起皮，混合料难以成型，压实度达不到设计要求。如果含水量大于最佳含水量2%，碾压有明显轮迹，混合料粘轮。有时还会出现局部弹簧，成型后会有明显的干缩裂缝。最佳含水量应控制在5%～7%之间，考虑到混合料在运输、碾压过程中的水分散失，施工过程中对水的含量应控制在比最佳含水量大1%左右。
水泥剂量按重量比，由试验室按4%、5%、6%三组水泥剂量配制同一种掺配级配碎石的混合料，分别制件五组，测定试件在规定温度下的七天无侧限抗压强度，计算每组剂量的强度平均值，取接近设计标准强度时水泥剂量值，确定水泥用量和最佳含水量。
1.3试验区的施工
为了验证用于施工的各种材料配合比例、确定标准的施工方法。采用厂拌设备，按生产配合比进行试拌混合料，铺筑水泥稳定碎石试验区，以确定如下技术参数：确定混合料的生产配合比；确定混合料的摊铺方法及摊铺机械；确定压实机械的选择和组合（包括碾压顺序、速度和遍数）；确定松方系数及松铺厚度；确定最佳拌和含水量；确定每一作业段的合适的长度，严密组织拌和、运输、摊铺、碾压等lT序，缩短时间，以防水泥超过终凝时间。
2水泥稳定碎石施工
主要施工工艺流程。工艺流程采用“三区段、七流程”。三区段即摊铺区、压实区和整型区。七流程即：准备下承层、施工放样、混合料拌合、运输、摊铺、碾压成型和养护。施工过程中，分区进行、流水搭接。工艺主要流程如下：
准备下承层。保证下承层平整、坚实、没有任何松散的材料和软弱点。摊铺前在表面洒水湿润，但不能形成积水，避免路床表面干燥。如水泥稳定碎石底基层在摊铺后水分被路床吸收，将使碾压时下部达不到最大密实度，影响其压实度及整体强度。
施工放样。两侧放置两根方木，方木高度为水泥稳定碎石的压实标高；并设置两根松铺标高控制线。中间设置可拆除的高程控制杆，每5m长设一控制杆。在大面积堆场水稳施工中可利用合理的分仓来减少工作量。
混合料拌合。拌合装置宜选用性能好、拌合质量高的设备，且配有电子剂量装置（属重量比控制材料配比）。拌合设备的台数、类型必须满足施工现场摊铺及施工进度的要求。厂拌机械集中拌制混合料，应符合下列要求：①配料应准确，拌合应均匀。②混合料的含水量应略大于最佳含水量，使混合料运到现场摊铺后碾压时的含水量能接近最佳值。③确保混合料中的各种材料的比例、含水量等指标。
运输。为了节省倒车、拌和料摊铺时间，一般采用15t以上的自卸汽车运输较好，并要求车况良好，防止装满料后不能卸车，时间太长，引起水泥稳定碎石混合料凝固而造成浪费。同时应用蓬布覆盖，一方面减少运输途中的洒漏，污染路面，也防止雨淋；另一方面减少运输途中的水分蒸发。运输道路要求平整，运输车辆要求适当降低速度，以减少因车辆颠簸造成混合料离析。由于受水泥凝结时间的限制，应保证水泥混合料从拌和开始到摊铺结束在2h完成。
摊铺。采用摊铺机进行摊铺，松铺系数根据试验区试铺结果确定，一般为1.30～1.35，摊铺长度以50～100m左右为一段。摊铺速度应控制在1.5～2.0米/分钟，且应匀速、持续、稳定，摊铺过程中应保证摊铺机的完好率和利用率，并根据拌和站的生产能力和运输车辆的运输能力，保持恒定的摊铺速度，避免停机次数太多，影响摊铺平整度。
碾压成型。①水泥稳定碎石选用激振力21～27t的振动压路机进行碾压，分层碾压，每层压实厚度最大不应超过30cm。②碾压段长度根据试验段确定的长度及气温情况确定，气温高时，水分蒸发快，缩短碾压段长度；反之，可适当延长碾压段长度，以40～50米为宜，过短则易造成平整度较差。③压实顺序应按“先轻后重、先慢后快、先低后高、先稳后振”的原则。一般的碾压工艺为静压1～2遍，小振幅弱振2遍，大振幅强振2～3遍，细压1遍。碾压至要求的密实度及表面无明显轮迹为止，一般需碾压6～8遍。④控制压路机碾压速度，静压阶段控制在1.5～1.7km/h，振壓阶段控制在2.0～2.5km/h，细压阶段控制在2.5km/h左右。起动和制动时，应做到慢速起动、慢速刹车。严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车。⑤在碾压过程中，前后两遍停机不应在同一断面上，要错开50～70cm。同一遍在不同的位置停机点应呈阶梯形错开，以达到良好的平整度。碾压时应重叠1/2轮宽，后轮必须超过两段的接缝处。
养护。水泥稳定碎石基层碾压成型并经检查压实度合格后，应立即覆盖洒水养护。养护用土工布覆盖，在其上洒水，使基层常保持湿润。养护期不少于7d。养护期间，应禁止车辆行驶。基层过冬时，应采取冬季覆盖保温措施，以防止基层开裂或表面受损，可采取先铺塑料薄膜后覆盖粘土措施。
3水泥稳定碎石的质量检测
施工过程质量管理除对外形尺寸进行控制和检查外，主要检测基层的抗压强度和压实度。
强度检测采用钻芯取样的方法。要求钻芯机稳定，摆动小，钻头一般采用直径15cm或10cm，一般7d强度就能取出芯样，取出芯样后，观察其完整性、密实度，并取其厚度，即可进行试压。本工程采用试件直径为15cm，经试验各试件7天抗压强度均在4.0MPa以上，符合设计和规范要求。
压实度检测。只要芯样完整，芯样级配良好，一般可以认为路基验收、水泥剂量和压实度的控制是成功的。本工程通过灌砂法测定，密实度≥95%，符合设计和规范要求。工程实践进一步表明，压实度要达到要求，除了控制水泥剂量、碎石级配及含水量外，更应严格控制弯沉值。
4结语
从目前发展趋势及工程实践来看，水泥稳定碎石以其独有的优势，在港口道堆工程基层中相继被采用，呈现出逐渐取代其他材料趋势。虽然还存在一些缺点，但是只要不断探索总结施工经验，在施工组织、质最控制和维护管理等而多下功夫，就能使水泥稳定碎石作为港区道堆工程基层充分地发挥其优势。
