董 彥 劉振興 董 恒

（中交二航局六分公司 湖北武漢 430080）

引言

水泥穩(wěn)定碎石基層作為公路路面工程的主要承重層，實際施工中質量監(jiān)控重視程度不夠，認為只要強度符合設計要求即可，通過提高水泥劑量保障強度，混合料級配不合理，細集料0.075mm通過率超標嚴重，集料中含土、風化石、軟弱顆粒多，加上養(yǎng)護不到位導致基層容易出現(xiàn)縱橫向裂紋。G569線北山（蒙甘界）至仙米寺（甘青界）高速公路地處沙漠地段，筑路材料缺乏，光靠外運材料勢必會增加成本，利用沙漠段風積砂，代替石屑，用于水泥穩(wěn)定碎石基層施工，不僅可以控制成本，加快工程進度，而且還可以使風積沙得到有效利用。

1 原材料

風積砂：

沙漠區(qū)的風積砂顏色為淡黃色，顆粒均勻，經(jīng)過多年的風吹積淀而成，風積砂具有非親水性，天然含水量低，黏結性差，主要化學成分是硅氧化物及鈣、鋁、鐵、鎂等氧化物，其粒度成分以細砂（0.10～0.25mm）為主，中砂（0.25～0.5mm）較少，大于0.5mm和小于0.05mm顆粒含量極少。

表1 風積砂技術指標

2 配合比設計

2.1 確定各檔集料摻配比例

經(jīng)試驗確定 5檔集料的摻配比例為：風積砂（0～3mm）：石屑（0～4.75）mm：（4.75～9.5）mm：（9.5～19.0）mm：（19.0～26.5）mm＝10%：18%：11%：32%：29%。實際合成級配曲線如圖1所示，可以看出，合成集料級配良好，與中值曲線吻合良好，滿足工程設計及《公路路面基層施工技術細則》的要求。

圖1 水泥穩(wěn)定碎石基層配合比篩分合成級配曲線

2.2 確定水泥劑量

成型無側限抗壓強度試件采用振動法，通過試驗測定不同水泥劑量下混合料的7d無側限抗壓強度。

隨著水泥劑量的增加，最大干密度和7d無側限抗壓強度成正比關系增長，這是因為水泥劑量增加，會有更多粉料填充在砂礫骨料間，起到膠結作用，使更加密實，有效提高無側限強度。綜合考慮設計強度要求、耐久性及經(jīng)濟性，選定水泥穩(wěn)定碎石基層目標配合比水泥劑量為4.7%。

3 工程應用

3.1 摻風積砂與不摻風積砂無側限抗壓強度對比

表2 摻風積砂與不摻風積砂無側限抗壓強度

通過對比分析，等量替代石屑摻加風積砂同水泥劑量的無側限強度提高0.5MPa，摻加風積砂的芯樣嵌擠密實，取芯完整性較好。

3.2 容許延遲時間對強度和干密度的影響

北仙高速公路路線長、工作面大，運輸距離遠達40km，水泥的初凝結時間大于4h，終凝大于6h，以保證水穩(wěn)混合料有足夠的運輸時間，以確定延遲時間對混合料干密度和水穩(wěn)層強度影響。目標配合比水泥劑量通過試驗定為4.7%，采用水泥為祁連山PF32.5，初凝時間4.5h，終凝時間 6.6h，分別成型 1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h 無側限強度試件，檢測容許延遲時間對強度和干密度的影響規(guī)律，具體試驗結果如圖2所示。

圖2 無側限抗壓強度與延遲時間關系圖

圖3 水穩(wěn)混合料干密度與延遲時間關系圖

通過分析，可以看出延遲時間與強度關系成反比關系，干密度隨時間延長呈遞減關系?？紤]施工運輸與現(xiàn)場攤鋪等待時間，水穩(wěn)混合料生產(chǎn)后控制在6h內(nèi)完成攤鋪工作，通過取芯芯樣強度驗證，能夠保證成品強度要求。

3.3 保證EDTA滴定法準確性措施

水穩(wěn)混合料生產(chǎn)過程中，用EDTA滴定法檢測水泥劑量的影響因素主要是含水量、混合料取樣代表性，集料的級配。石屑中0.075mm以下含量的超標，水穩(wěn)混合料通過添加沙漠地段天然風積砂，減少了石屑用量，間接性減少了0.075mm的石粉含量，通過試驗比對，含水量對滴定結果影響很小，混合料0.075mm以下通過率高低對水泥劑量的測定結果有很大影響，0.075mm通過率越大，EDTA溶液的消耗量越高。為了驗證水泥劑量準確性，可以根據(jù)水穩(wěn)配合比稱取各種材料用量，拌合均勻，再做EDTA滴定試驗，和拌合站取料做的EDTA滴定試驗結果做對比，驗證水泥劑量標準曲線是否相符，定期復核標準曲線的準確性。

3.4 生產(chǎn)拌和及施工控制要點

3.4.1 水穩(wěn)拌合站管理工作重點

拌合站操作人員要依據(jù)試驗室提供的施工配合比進行配料拌和，試驗人員對混合料生產(chǎn)進行監(jiān)督，抽樣試驗。

（1）進場材料加強檢測，不合格材料進行處理。

（2）生產(chǎn)過程抽樣檢測混合料級配，進行水洗篩分，拌合站與攤鋪現(xiàn)場分別取樣對比分析，以作為指導施工配合比的重要依據(jù)。

（3）定期對拌和設備劑量系統(tǒng)進行校核，每周進行動態(tài)標定，生產(chǎn)過程加強水泥劑量滴定檢測頻率，隨時觀察混合料顏色、成團狀態(tài)，有無離析現(xiàn)象，當天計算總生產(chǎn)量與水泥消耗量與配合比設定水泥劑量消耗量是否吻合。

（4）為保證混合料到施工現(xiàn)場的含水量，生產(chǎn)混合料用水量比最佳含水率大0.5～1.0%，根據(jù)氣溫變化情況以及運輸距離試驗人員合理調整用水量。

3.4.2 水穩(wěn)混合料運輸

水穩(wěn)混合料生產(chǎn)后應盡快運至攤鋪現(xiàn)場，運輸車量采取覆蓋措施，以減少水分損失，現(xiàn)場等待車輛保持3～5輛為宜，裝料時采用前后中裝料法，保證混合料的均勻性，防止混合料離析。

3.4.3 水穩(wěn)混合料攤鋪

攤鋪速度控制在2m/min以內(nèi)，攤鋪過程中攤鋪機夯錘頻率、開度設置穩(wěn)定，保證混合料攤鋪后的初始壓實度。攤鋪機布料倉內(nèi)始終保持一定量的混合料，調整螺旋布料器的轉速，是攤鋪機勻速穩(wěn)定工作，有利于保證平整度。有專職技術員檢查寬度、厚度、松鋪厚度是否符合設計要求，以方便及時調整攤鋪厚度，出現(xiàn)離析現(xiàn)象時由人工鏟除，補撒新料及時處理。

3.4.4 混合料壓實

保證混合料壓實度，加強混合料含水率測試，碾壓遍數(shù)，機械組合、松鋪系數(shù)嚴格按照試驗段確定的碾壓施工方案，保證壓實度合格率。

3.4.5 養(yǎng)生措施

水穩(wěn)層碾壓完成并經(jīng)壓實度檢驗合格后，立即采用土工布覆蓋，保濕養(yǎng)生。養(yǎng)生期不少于7d，養(yǎng)生期間，采用噴霧灑水車進行灑水。養(yǎng)生期間進行封閉交通，防止施工過程其他車輛對水穩(wěn)層碾壓損壞。

4 結束語

通過試驗路段確定各項技術參數(shù)，摻風積砂與不摻風積砂現(xiàn)場鋪筑試驗段，取芯對比等試驗，摻風積砂的水穩(wěn)層滿足設計要求，驗證了添加風積砂優(yōu)化集料級配，不但提高了細集料質量，而且降低了施工成本，保證水穩(wěn)施工質量。為一帶一路西部沙漠地區(qū)交通項目建設降本增效。

[1]曹紅.水泥穩(wěn)定碎石配比在路基施工過程中的應用.城市建設理論研究，2013（24）.

[2]《公路路面基層施工技術細則》（JTG/TF20-2015）.

[3]《公路工程無機結合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》（JTGE51-2009）.