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1、二灰碎石基层与水稳碎石基层的施工技术比较 ——以常州市青洋南路工程和大明路一标段工程为例 刘国斌 （常州市市政建设工程有限公司，江苏常州213000） 摘要：本人担任项目经理期间，组织领导了青洋南路工程和大明路工程一标段施工管理。本文论述了青洋南路二灰碎石基层施工技术与大明路水稳碎石基层施工技术，并将两者比较。指明水稳碎石基层施工技术科技含量高，而且早期强度值大，在城市道路工程的应用中前景非常广阔，发展潜力很大。 关键词：二灰碎石；水稳碎石；基层；施工技术比较；抗压强度 一、青洋南路二灰碎石基层施工技术 （一）概况。常州市青洋南路全长2420米，二灰碎石基层厚度为36cm；引道和
2、地面道路二灰碎石基层厚度为20cm；非机动车道二灰碎石基层厚度为18cm。设计要求7天无侧限抗压强度≥0.8mpa，28天无侧限抗压强度≥1.75mpa。 （二）二灰碎石的构成与技术指标和化学成分。1、二灰碎石的含义。在粉碎或原来具有适当级配的碎石中掺入足量的石灰、粉煤灰和水，形成二灰碎石。经拌和摊铺到路基、压实养护后形成的基层，当其抗压强度符合规定要求时，即为二灰碎石基层。2、二灰碎石的构成与基层施工规定。（1）二灰碎石混合料的构成，采用重量配合比计算，例以“石灰：粉煤灰：碎石=8：12：80”表示。（2）二灰碎石基层施工规定。a、配料必须经过试验，做到准确无误。b、石灰、粉煤灰、碎石拌和
3、必须均匀，含水量要略大于最佳值，以使混合料运至现场摊铺碾压时的含水量能接近最佳值。3、二灰碎石的技术指标。（1）、石灰的质量与技术指标。石灰的质量要符合Ⅲ级以上生石灰。石灰的技术指标详见表1。 附表1 石灰的技术指标表 项目 钙质生石灰 镁质生石灰 钙质消石灰 镁质消石灰 等 级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 有效钙加氧化镁含量 % ≥ 85 60 70 80 75 65 65 60 55 60 55 50 未消化残渣含量（5mm圆孔筛的筛余） % ≤ 7 11
4、 17 10 14 20 含水量 % ≤ 4 4 4 4 4 4 细 度 0.71mm（方孔筛的筛余） % 0 ≤1 ≤1 0 ≤1 ≤1 0.125mm（方孔筛的筛余） % ≤ 13 20 — 13 20 — 氧化镁的含量 % ≤5 ＞5 ≤4 ＞4 注：硅、铝、镁氧化物含量之和大于5%的生石灰，有效钙加氧化镁含量指标，Ⅰ等级≥75%，Ⅱ等级≥70%，Ⅲ等级≥
5、60%，未消化残渣含量指标与镁质生石灰指标相同。 （2）、粉煤灰的含义和化学成分。粉煤灰是指火力发电厂排放的废渣，磨细的煤粉在1100~1500℃的锅炉中燃烧后排出的细灰。粉煤灰的化学成份详见表2。 附表2 粉煤灰化学成分表 粒径范围 （mm） 比表面积 （㎡/g） 含水量（%） A1203（%） Fe203（%） Cao （%） Mgo （%） Sio2 （%） 烧失量（%） 0.001-0.3 大部分为 0.01-0.1 2000~3500 45.00 34.10 3.20 2.80 0.83 49.00 6.27 （3）、碎石
6、的作用与化学成分。碎石是岩石的粉碎形式，是二灰碎石基层的重要级配骨料。碎石（即岩石）的化学成分及含量详见表3。 附表3 碎（岩）石的分类和化学成分及含量表 单位：% 岩石类 氧化硅 氧化钙 氧化铁 氧化铝 氧化镁 氧化值 二氧化硫 磷酸酐 石灰石 1.01 56.27 0.27 0.27 0.057 0.0065 0.009 — 花岗石 69.62 1.81 2.6 15.69 0.022 0.022 0.14 0.02 石英石 98.43 0.21 1.23 0.09 — 0.006 0.21 0 （
7、三）、青洋南路工程二灰碎石基层施工技术 青洋南路工程中二灰碎石基层施工主要涉及四个路面结构部分；一是：一般路段机动车道、非机动车的36cm二灰碎石；二是：沪宁铁路地道引道机动车道20cm，二灰碎石；三是地道引道非机动车道18cm二灰碎石；四是地面道路20cm二灰碎石。 1、二灰碎石基层施工工艺流程。详见附图4。 附图4 二灰碎石基层施工工艺框图 配合比设计 路基验收合格 测设高程施工放样 测设高程施工放样 混合料运输 摊铺混合料 检查整形 轻型压路机初压 找补整形 检查原因 重压路机碾压成形 不合格 标高平整
8、度检测 养生7天 弯沉检测 下道工序 2、二灰碎石基层施工后场的控制。采用检验合格的原材料进行生产。石灰要分批进场，做到既不影响进度，又不过多存放，在使用前7-10天充分消解，消解后的石灰应保持一定的湿度，但不能过湿成团。粉煤灰不应含有团块，腐蚀物及其他杂物。碎石最大粒径不得超过30mm，并具有符合技术规范中规定的级配要求，见附表5；采用监理工程师批准的配合比， 并在试验路段进行验证。 附表5 二灰碎石混合料中碎石级配表 材料 （mm） 通过下列筛孔（mm）重量的百分率（%） 30 20 10 5 2 1 0.5 0.075 10~30
9、 34 28.1 21.9 14.8 7.0 2.4 0.7 0 10以下 66 63.4 50.1 40.9 28.8 25.5 17.4 24.0 合成级配 100 91.5 72.0 55.7 35.8 27.9 18.1 2.4 规范要求值 100 90-100 55-80 40-65 28-50 20-40 10-20 0-10 3、二灰碎石基层摊铺。将厂拌二灰碎石运到工地，用二灰碎石摊铺机根据标高控制点进行第一层18cm摊铺。用12吨压路机稳压两遍后，根据工程进度安排，进行第二层18cm摊铺。再用二灰碎石摊铺机
10、安照标准控制点，严格控制高程和平整度进行摊铺施工。 4、二灰碎石基层碾压。（1）当混合料处于最佳含水量±1~2%时，即可进行碾压。若表面水分不充足，则适当洒水，以不沾压路机滚筒为宜；（2）首先用震动式压路机静态碾压一遍，然后振动碾压至压实度符合测试要求，再用12-18吨静态压路机碾压2-3遍，达到表面密度无轮迹；试验员及时取样检测压实度，如发现压实不足则及时补压，直到检测达标；（3）拌和至碾压成型的周期，必须控制在24小时内；碾压时，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，防止二灰碎石表面受到破坏；（4）碾压过程中，如发现基层出现“弹簧”、松散、起皮等现象，应当及时返工处理，
11、直到符合质量要求；（5）在碾压结束之前，测量标高和横坡度，使其纵向顺适、路拱和超高符合设计要求。 5、二灰碎石基层的检测。各项检验应在成型后的48小时内完成。标高、平整度等几何尺寸满足要求，标高合格率应达到85%以上。检验时，尤其要重视外观的检测，应达到无轮迹、无翻浆、表面均匀密实、无明显离析现象、边沿整齐，接头处理平顺。压实度和强度检测中发现不合格的段落要立即进行返工处理，直至质量达标。 6、二灰碎石基层的养生。二灰碎石的碾压成型并经质量检测合格后，即进行洒水养生14天。养生期间，面层要始终保持表面潮湿，除洒水车进场外，其它社会车辆一律不准进入场内。养生完毕后即进入沥青封层的施工。 二
12、大明路工程一标段水稳碎石基层施工技术 （一）概况：常州市大明路工程全长1800米，北起东方东路，南至老运河桥南。本标段实施KO+22.61~KO+385.19段，水稳碎石厚度为40cm，引道和支路为20cm。设计要求7天无侧限抗压强度≥3.5mpa。 （二）水稳碎石的材料要求与混合料的组成设计及质量控制及设计。1、水稳碎石含义：在粉碎或经筛选的级配碎石中掺入经试验确定的水泥剂量（一般可采用4~6%）和水，经拌和发生强烈的水解和水化反应，形成的混合料称为水泥稳定碎石，简称水稳碎石。水稳碎石经路基摊铺、碾压和养护形成的基层叫水稳碎石基层。2、水稳碎石的构成与水泥技术特性。 （1）水稳碎
13、石的混合料构成主要是水泥、碎石和水。（2）水泥的技术特性。①、水泥的定义，本文是指普通硅酸盐水泥的定义：根据国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）的规定，凡由硅酸盐水泥熟料、0~5%石灰石或粒化高炉砂渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。它分为两种，一种是不掺加混合材料的称为Ⅰ型硅酸盐水泥，代号为P·I；另一种是在硅酸盐水泥粉磨时掺入不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉渣的称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号为P·Ⅱ。②、硅酸盐水泥的矿物组成。包括硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸三钙（C3A）和铁铝酸四钙（C4AF），其中硅酸钙矿物不小于66%，氧化钙和氧化硅质量比
14、不小于2.0。③、四种矿物的技术特性见表6。 附表6 硅酸盐水泥熟料中矿物的技术特性表 矿物名称 强度 水化凝结硬化速度 水化热 耐化学侵蚀性 干缩性 早期 后期 C3S 高 高 快 高 中 中 C2S 低 高 慢 低 中 小 C3A 中 低 快 高 差 中 C4AF 低 中 中 中 好 大 3、水稳碎石材料的技术要求。所需用的全部水泥、石子、砂等材料必须经项目部监理工程师批准。未经批准的一概不准进场。其中：①水泥选用终凝时间长（一般在6小时以上），标号为325#矿渣及普通硅酸盐水泥。对于快硬的水泥、早强水泥
15、以及受潮变质的水泥严禁使用。水泥品牌的选用必须慎重考滤它的质量稳定性、生产规模、运输距离等各种因素。水泥每次进场前必须持有合格证书，每200吨应对水泥的凝结时间、标号进行抽验。②碎石要求其压碎值不超过30%，最大粒径不大于30mm，碎石的颗料组成应符合招标文件和施工组织设计的级配要求。一般粗集料规格为10-30mm，中集料规格为5-10mm，细集料规格为0-5mm。③对水的要求，一般人或牲畜能饮用的水均可以用于水稳碎石基层施工。4、水稳碎石混合料的组成设计。①设计原则有三点：a、碎石粉料含量不宜过多；b、在设计规定强度标准下，采用最小的水泥剂量，但不得小于4.0%。c、改善集料级配，减少水泥用
16、量，水泥用量控制在6%以内。②水泥剂量的配制可采用4%、4.5%、5%、5.5%、6%五种剂量；③每种剂量的试件制取13个（最小数量）；④试件必须在规定的温度（20±2℃）保湿养生6天，浸水养生1天后进行无侧限抗压强度检测，并计算试验结果的平均值、偏差系数，并计算RC0.95是否大于Rd（本工程设计强度为3.5Mpa）。5、水稳碎石混合料的质量控制标准；①大明路工程一标段设计图纸；②《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1-2008；③《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000。 （三）大明路工程一标段水稳定碎石基层施工技术 1、水稳碎石基层施工流程。见附表7： 附表7 大
17、明路工程一标段水泥稳定碎石基层施工流程表 材料选场试验、存放 路基验收合格 水稳碎石配合比设计 施工测量放样 第一层混合料拌和 第一层混合料摊铺 第一层混合料运输 第二层混合料拌和和和 压 实 跟踪检测压实度 第二层混合料运输 第二层混合料摊铺 压 实 跟踪检测压实度 养 生 钻芯取样 2、摊铺水稳碎石基层的底基层检测要求。对底基层的平面位置、高程、横坡度、宽度及强度、厚度和表面清洁情况要全面检测，凡不达要求的，立即采取措施整改，特别是底基层的松散及起皮材料要彻底清除，决不能留下软
18、弱夹层。开始摊铺基层前在底基层上洒一遍水，保持表面湿润（但不能留明水）。 3、水稳碎石的拌和与级配碎石集料的质量控制。（1）拌和设备的选型。拌和装置必须选用性能好、拌和质量高的设备，并配有电子剂量装置（属重量比控制材料配比）。拌和设备的台数、类型必须满足施工现场摊铺及施工进度的要求，并报监理工程师批准；（2）级配碎石集料的质量控制。本工程采用规格分料掺配成混合料的施工方法。在拌和之前，做到反复检试调整，使它符合级配要求，同时，每天开始拌和前几盘应作筛分试验，发现问题及时调整。全天拌和料应按摊铺面积和规范要求检测频率（2000㎡一次）进行抽检；（3）水泥剂量的控制。施工前要考滤施工离散性的影响
19、水泥剂量较设计值增加0.5%，在拌和过程中应随时观察混合料的拌后颜色，防止水泥堵塞不流动。还要做到按规定频度抽检水泥剂量，每个工作班，根据所用水泥、集料量计算，要确保水泥用量库存备足。（4）含水量的控制。含水量是水稳碎石级配中的一项重要控制指标，必须严格掌握。夏季施工，必须考虑到拌和、运输、摊铺过程中水分的蒸发量，可以在拌和时加大水量。水量加大值应由拌和出料时含水量和摊铺碾压含水量进行对比，损失多少补充多少。雨季施工期间，由于砂石料中占有一定水分，因此在每天拌和前应对砂石料进行含水量测定，加水量应当按最佳含水量减去砂石含水量进行控制。其它季节施工可不考虑增加或少量增加，增加量严格控制在0.5
20、以内。（5）要严格防止碎石集料串斗和大于3cm石料进入拌和机。国产拌和机料斗偏小，料斗间间距近，常发生串斗现象，必须用挡板隔开，并在料斗出口处加设一层3cm方格网，这样可以将大于3cm的石料在筛网上及时剔除。 4、水稳碎石基层施工准备工作。（1）技术准备。项目经理部组织全体人员学习水稳碎石基层施工技术指导意见，进行岗位技术培训，建立健全管理组织网络和质量保证体系。为水稳碎石基层摊铺做好充分的准备。采用经监理工程师见证送往检测中心批准合格的配合比、标准击实、7天无侧限抗压强度、标准曲线、水泥凝结时间、集料筛分及各主材检测验证。（2）进行测量放样。a、测量人员提前恢复中线，直线段每隔100M设
21、一个中桩，平曲线段每隔5M设一个中桩，在距离路基设计宽度30-40cm处设标高控制线支架，用以挂钢丝绳控制标高及施工厚度。b、水稳基层标高控制线采用ø3mm的钢丝作为基线，在两端用紧线器同时张紧，避免因钢丝不紧而产生绕度。（3）机械准备。一是对所有进入施工现场的机械进行全面的清洁、保养、调试、检查和维修。二是配齐生产施工过程中部分机械的易损备件，保证各类机械运转处于良好状态。（4）材料准备。摊铺前7天对水稳碎石供应单位备料数量进行现场核实确认。原材料进场必须经项目部自检及监理组抽检合格后方准使用。（5）运输车辆。该工程共落实运输水稳碎石混合料车辆20辆。全部车辆外观整齐，性能良好，车厢清洁。制
22、订和执行正确的操作程序，即装料、运输、卸料，为提高摊铺质量创造良好条件。（6）现场准备。清除底基层表面的杂物、积水等。并将底基层表面洒水湿润。 5、水稳碎石基层摊铺施工。待10%灰土路基施工完结，其表面高程、平整度、拱度、宽度、密实度、弯沉验收合格后，即进入大明路工程一标段水稳碎石基层的摊铺施工。该工程根据工程的实际情况及甲方、监理的要求水稳碎石基层摊铺工艺共分两种方法进行。（1）分层摊铺。重点掌握五道工艺流程。一是摊铺。水稳碎石基层分两层进行摊铺，在第一层基层钻芯取样合格后进行第二层水稳碎石基层的摊铺，在第二层水稳碎石基层摊铺前需将第一层水稳碎石基层表面清理干净并洒水湿润，上下两层错缝不小
23、于50cm。二是碾压。碾压是关系到基层内在质量的关键工序，应遵循先轻后重，由低到高，由边到中的原则。并高度关注碾压组合和含水量的检查，做到以略高于最佳含水量来进行碾压。三是横接缝处理。四是自检和抽检。五是养生。（2）连续摊铺。连续的摊铺顺序为：先采用上述分层摊铺的方法摊铺第一层水稳碎石基层（长度约达到100M），并做好横向接缝处理。在第一层水稳碎石基层碾压完成，压实度检测合格后及时进行第二层水稳碎石基层的摊铺、碾压及压实度检测，要保证在第一层水稳碎石基层的水泥终凝之前完成第二层水稳碎石基层的碾压施工。 6、水稳碎石基层施工质量保证措施。（1）明确项目经理是工程质量第一责任人。建立以总工程师直
24、接领导下的试验、测量、质检三位一体的技术质量保证体系。（2）实行全过程的质量监控。（3）严格执行技术规范和技术标准，遵规操作。（4）高度重视各种级配混合料的配合比设计，认真做好技术总结，取得适合本工程的技术数据，正确指导施工。（5）采用先进的机械设备，推广、应用先进技术，保证铺筑质量。（6）混合料处于最佳含水量状况下，用重型压路机碾压至要求的压实度。从加水拌和到碾压终了的时间应短于水泥的终凝时间。（7）认真做好施工中的施工原始记录，做到资料完整、数据准确、内容齐全。 三、二灰碎石与水稳碎石无侧限抗压强度比较。 （一）道路基层功能与施工要求。1、本文所指基层是指道路基础的顶层部分，由二灰碎石
25、或水稳碎石铺筑而形成。它的功能主要是：第一、基层是路面结构的基础；第二、良好的基层为路面结构长期经受车辆荷载提供重要保证。2、二灰碎石基层与水稳碎石基层施工的基本要求是：基层的整体应当稳定牢固，基层的施工质量应当保证密实均匀。 （二）二灰碎石与水稳碎石七天无侧限抗压强度比较。衡量二灰碎石基层与水稳碎石基层的坚固性、稳定性和载体性的重要技术指标是无侧限抗压强度的高低。为直观起见，本人将它们作一比较，见表8。 附表8 二灰碎石与水稳碎石7天无侧限抗压强度比较表 数值 名称 比较项目 水稳碎石 二灰碎石 试 件 信 息 最大干密度 2.342 2.07
26、最佳含水量 5.2 8.8 试件规格 150×150 150×150 养护龄期 7天 7天 养护环境 标准养护：温度20±2℃、湿度≥95% 25℃±2℃、保湿 制备方法 静压法 静压法 试 件 抗 压 强 度 mpa 1 3.9 0.88 2 4.3 0.84 3 3.9 0.92 4 4.2 0.86 5 3.9 0.90 6 4.1 0.90 7 3.8 0.84 8 4.0 0.84 9 4.1 0.08 10 3.8 / 11 4.0 / 12 3.6 / 13 4.
27、4 / 检 测 结 果 抗压强度最小值 3.6 0.84 抗压强度最大值 4.4 0.92 平均值RC 4.0 0.88 标准差S 0.22 0.03 偏差系数ω 5.50 3.4 95%概率值Rc0.95 3.6 0.83 检测结论 符合设计要求 符合设计要求 检测设备 P1410000y电子天平 Y2NYL-2000D压力试验机 J15游标卡尺 P14ACS-20电子称 Y-5NYL-300压力试验机 四、总结 从上述比较中，可以看出水稳碎石基层施工技术有两大显著特点： （一）社会效益大：从附表8中可以看出水稳碎石作为道
28、路基层铺筑混合料，它的7天无侧限抗压强度远远高于二灰碎石达四倍以上，选用水稳碎石混合料作为道路主要承重层，它能保证沥青路面的铺筑质量和道路的使用寿命。特别在城市的改扩建工程中使用水稳碎石基层，由于它的早期强度值大的特性，大大缩短了施工周期，提早恢复道路交通，在很大程度上缓解大城市繁忙的交通压力，从而可以创造出巨大的社会效益。 （二）科技含量高：水稳碎石基层在施工过程中，所有环节都需要密切关注时间，因此在施工计划、实施过程中要科学安排，考虑一切可能突发的因素，必须要把一切环节都在掌控之中。在大明路工程中对水稳碎石混合料运输及摊铺的施工时间都是进行预测的。每车混合料按综合运距8km考虑，运输需要
29、30分钟；按等待前面有2台车准备卸料，需要等待10分钟；卸料（摊铺每2车）需10分钟，摊铺至100米需要90分钟；按每次碾压30-40米，碾压完毕100米需30分钟。假定100米长做为一个循环，单幅单层用时间为160分钟，单幅双层共用时间为320分钟，小于水泥终凝时间。即使出现意外情况，因便道等问题，运输不畅，好可根据实际情况、采取缩短下基层铺筑长度的办法，来保证上基层铺筑完毕所用时间不超过水泥终凝时间。因此，随着时代的进步，水稳碎石作为现代道路建设首选的基层铺筑混合料，有着广阔的市场前景和巨大的发展潜力。我们应当大力推广应用。随着水稳碎石基层施工技术的日趋提高，彼时水稳碎石作为最佳的道路基层结构形态，必将为我国的现代城市道路建设及经济和社会的快速发展作出更多更大的贡献。 参考文献：刁锋主编，《公路工程材料与施工现场技术问答详解》《化学工业出版社》2010.5 作者简介：刘国斌，常州市市政建设工程有限公司总工程师 国家一级注册建造师 13
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