水泥稳定碎石基层施工工艺及质量控制要点

内容提要：本文简要叙述了水泥稳定碎石基层施工的质量控制和检测要点,并对水泥稳定碎石基层混

合料的设计和施工控制提出自己的经验和看法. 关键词：水泥稳定碎石 施工工艺 质量控制 检测

1 概述

目前在我国高等级公路施工中,水泥稳定碎石基层以其强度高、板体性好、耐久性好、干温缩较小（比二灰碎石)、易于施工等优点被逐渐推广和应用。近几年更有以水泥稳定碎石基层代替二灰稳定碎石基层的

趋势.现就陕西省商界高速公路丹界段水泥稳定碎石施工中的质量控制和检测要点，做一总结。 概括的讲，水泥稳定碎石施工要把握好三个关键环节,即把“三关”，同时要处理好“一个不利因素\"，具

体如下：

第一关：就是把好“检测关\"，即要科学严谨的做好原材料级配和含水量、混合料的级配和含水量、水泥剂量、压实度、试件抗压强度等的检测，又要坚持用数据指导施工，严格控制施工质量. 第二关:就是把好“时间关”，由于水稳碎石的结合材料（水泥）的固有特性，时间因素对整个施工过程尤为重要，从混合料开始拌和到碾压结束的时间差称为施工的延迟时间。施工中要严密组织、科学控制拌合—运输-摊铺—碾压等各道工序，使其持续时间在允许延迟时间之内，确保施工一次成功，而允许延迟时间(一般取2～2。5h)是由水泥的初凝时间所决定的,可以说“时间控制\"是水泥稳定基层施工的生命线。

第三关:就是把好“养护关”，养护对水稳碎石基层的强度形成和干缩性影响非常大,所以要充分重视水

稳基层的养护工作。

“一个不利因素”就是指水泥稳定基层的“干、温缩”影响因素，大致可以分为以下几个方面： ⑴混合料中细集料的含量：有关资料表明0。6mm及其以下档细集料对水泥稳定基层的干、温缩的负面影响很大，所以在进行混合料配合比设计时应严格控制集料0.6mm和0.075 mm档的通过率，使之尽

量靠低线。

⑵细集料颗粒的塑性越大,基层干缩应变越大，所以要对通过0。6mm筛孔的颗粒进行液限和塑性指

数试验，要求液限小于28%，塑性指数小于9。

⑶实验表明重型标准比轻型标准干缩应变小，因此提高水稳基层的压实度对减少干缩应变非常有利. ⑷随着基层暴露时间的增加，平均干应变和干缩系数都在增长,因此强度形成初期加强养护具有重要

意义；同时严禁各种车辆通行，养生结束后应抓紧进行下封层的施工。

本文就在水泥稳定碎石基层的设计和施工中应该重点把握的关键因素，水稳基层设计、施工和检测

等各环节作为简要阐述.

2 混合料的组成设计

⑴在满足设计强度的同时尽量限制水泥的用量，以减少基层的干、湿缩的等非荷载裂缝.商界高速公路的水泥稳定碎石基层设计时就充分考虑了这一点.具体做法为：通过实验确定水泥采用5％(施工中,集中

拌和增加0。5％，现场拌和增加1％）。

⑵对几种规格的碎石进行筛分试验,通过试算、试配确定满足级配要求的配比，同时按上述原则严格

控制0。6mm档以下筛孔的通过率。

⑶用以上比例水泥和碎石做击实试验确定最佳含水量和最大干密度.在规定条件下(保湿养生6h、浸水

24h）作无侧限抗压强度试验满足3～5MPa要求。

实践证明在商界高速公路施工过程中，采用上述做法设计的混合料，不但强度能满足要求（3~5MPa）；

也能有效地减少基层的早期裂缝。

3 原材料的控制 3。1碎石

⑴必须严格控制碎石的级配：最好能定料源（山场)、定破碎机筛孔尺寸，以保证源材料的稳定性，

建议山场破碎机采用35mm、22mm、10mm的筛孔规格.

⑵控制3mm以下细集料粉尘含量要小于12%，小于0。6mm的颗粒必须测定其液限和塑性指数,要

求液限小于28%，塑性指数小于9,以改善水稳碎基层的干缩性。

⑶碎石的级配采用3＃级配曲线,具体如下表：

筛孔尺寸(mm） 5 通过百分率（%) 中值 95 100 82 74 66～54 47

其中4。75mm以上档碎石采用中值,以下档采用中值偏下，尤其应严格控制9.5mm、4。75mm和

0.075mm档的通过率.

⑷碎石的压碎值≤20％，硫酸盐含量＜0。25％，针片状含量≤18%。

3。2水泥

⑴选用初凝时间3h以上和终凝时间较长(宜在6h以上）的水泥。

⑵采用散装水泥时，旋窑刚出炉的水泥要存放3天以后方能使用，以保证其安定性合格。夏季高温

作业时水泥入罐温度不能高于50℃。

40~38 33 28～28 23 31。19 9.5 4.75 36 18～16 12 3.5 8～2。0.60 075 0～7 0。4 施工工艺

通过试拌、试铺（做实验路）来验证水泥稳定碎石的配合比和最大干密度，确定最优的施工方案和摊铺系数、含水量等参数的控制方法，确定合适的作业段长度、摊铺速度、合理的压实组合和方法等.

4.1混合料的拌和

⑴对拌和机的要求:必须采用产量大于400t∕h的拌和机（必要时两台），以保证实际产量能满足摊铺能力,避免“等料\"现象，缩短延迟时间，拌和机的给料、给水装置要配有高精度电子动态计量器且经过标定,

以保证计量精确。

⑵必须专设工程技术人员对混合料进行检测和控制,确保混合料的含水量、水泥剂量、级配等能满足要求，并认真填写和下达生产配合比通知单,对拌和全过程进行检查、巡视和旁站，观察混合料的颜色及水泥等集料的下料情况，在生产过程中，要根据天气、气温、早中晚等具提因素适时调整加水量,确保拌和的

顺利和成功。

⑶拌和场负责人与摊铺现场负责人应保持联系，随时通报彼此运转情况，以便对方采取相应措施. ⑷设专人填写混合料运输出料单,特别要认真填写每车料的拌和和出厂时间，以此作为前台收料摊铺

的依据。 4。2混合料的运输

⑴应配备足够数量的大吨位自卸车运料，以保证拌和摊铺的连续性和均匀性。 ⑵车辆接料时必须前后移动，分多次放（接）料,以避免混合料发生离析.

⑶车辆应采取帆布或土工布覆盖措施，避免日光暴晒。

⑷应采取预防措施及时处理抛锚车辆,保证将混合料安全、迅速的运抵前场摊铺。根据总体允许延迟

时间设置运输时间限制，超时则作为废料处理.

4。3混合料的摊铺

⑴每天生产前，摊铺现场应提前做好测量、下层的清扫和湿润、路肩围土和其它相关准备工作，准

备工作不完成,后场不能开机拌和。

⑵为避免混合料在摊铺过程中离析，采用双机作业，梯队摊铺,两机相距5～8m。无超高路段先摊边部，为保证摊铺质量，前机边部钢丝，中部走移动铝合金梁；后机边部走钢丝，中部走已摊好的水稳碎石，两机重叠15~20cm，两边钢丝每10米设一控制桩（曲线段5米）且要保持一定的张紧度（钢丝拉力不小

于800N）。

⑶车辆给摊铺机喂料前应认真检查出料单，确认出料时间，在“有效”时间之内，否则应废弃,不准摊铺. ⑷两台摊铺机要均速协调作业,摊铺厚度、松铺系数、振动频率、行进速度等要保持一致。合理控制摊铺速度（1台400t/h拌和机作业时速度为1.1m/min）。摊铺现场应严格杜绝“车机互等”现象：即既不能

因摊铺机等运输车而影响已铺好段面的压实；也不能让车辆长时间的闲置等待摊铺增加延迟时间，前后场

应协调作业、步调一致。

⑸每台摊铺机都要安排专人记录每车料的开始、终了时间和桩号,记录摊铺机作业时间，随时检查摊

铺的均匀性和平整度,对局部的“蜂窝”现象要及时处理。

4.4 混合料的碾压

为了保证基层压实度，缩短延迟时间，应采用大吨位的压路机组合，一般组合形式为：

初压：振动压路机1台（CA30型)，前静后振各1遍. 复压：振动压路机1~2台（YZJ-18型）,前振后振各1遍。

终压：25T胶轮压路机2台，各稳压1遍.

无超高路段由边到中碾压，在保证边部压实的同时要防止混合料侧相位移,第1~2遍为1。5~1。7km/h，以后各遍为1.8~2.2km/h ；压路机换档要平顺,严禁急刹车拉动、推挤结构层；压路返回.在摊铺机方向换档位置要错开形成齿状且原路返回。另外，要确保结构层在允许延迟时间之内达到规定压实度。对碾压过

程中的局部干燥处要安排用喷壶洒水湿润。

要确定合理碾压段落，设置标志牌。碾压段落一般为30~50m，根据工程经验，不同长度段落所需的

碾压时间一般为：

30m长碾压段： 平均110min

40m长碾压段： 平均130 min(本工程采用)

50m长碾压段: 平均145 min

4.5 养生

采用土工布覆盖，覆盖2h后再用撒水车撒水，在7d内保持基层处于湿润状态,并在28d内正常

养生。

事先将土工布根据路幅宽计算用量，待碾压段压实度检测合格后及时覆盖.水车浇水时要采用雾喷方式，水量要适中，以水不聚流为原则.严禁高压直接喷洒造成冲刷和结合料流失.对水车洒不到的地方要用

人找补.要有专人负责检查土工布下的潮湿情况，同时认真观察裂缝产生情况并做好记录。

在基层养生期间严禁车辆通行,养生后尽快进行下封层的施工，做好交通管制。

5 质量检测

实验检测是工程质量管理的重要环节和手段，客观、准确、及时的检测数据是指导、控制和审定施工质量的科学依据。水泥稳定碎石基层施工中，因水泥材料的固有特性，质量检测工作尤为重要,所以要加

强用数据指导生产的观念,搞好质量控制。

5.1 拌合场原材料质量检测：

材料名称 水泥 性能 项目 物理确定水泥是否适用料源变化或怀疑质量不稳定时500t 在规定范围内 (散装） 碎石（含石屑） 分析 颗粒确定级配符合要求 每2000m3 样品符合碎石单级配要求,液限塑性指数测定，小于0。6mm颗粒液限﹤28%，塑性指数﹤9，压碎值定抗压碎能力同上﹤20% 5。2 混合料的检测：

检测项目 碎石级配 水泥剂量 含水量 1次 1次 每2小时一次 每2小时不超过设计值的－0。2％～＋0。8％ 拌和时，高于最佳含水量0.5％～1％ 或必要时 5。3摊铺现场检测:

检测项目 压实度 每一作业面或不超过基层≥98 灌砂法称量后迅速检查含水量 基层≥4。0Mpa 静压成型,养生成型

5.4 检测中应注意的问题

⑴进行水泥剂量测定时,所用的氯化铵应采用当天所配制的溶液，当天配制当天用完以免影响试验精

度.

摊铺后，碾压前，随机取样，室内酒精燃烧法 频度 质量标准 试验方法 备注 上下午各符合表1－1要求 分 EDTA法滴定及总量较核 快速炒干法换算 标准含水量均匀性随时观察色泽均匀，无现象目测，据经验判断 筛分计算 输送带上取样筛 频度 质量标准 试验方法 备注 每水泥等级32.5，各龄期强度、安全性达到相应指标要求,初凝时间3h以上、终凝时间不小于5h 检测检测目的 频度 质量标准 2000m2检查6次以上 抗压强度 件 每一作业面或不超过2000m2检查6个或9个试时浸水24小时 ⑵水泥稳定碎石的击实试验中，如果无峰值点应加密试验找出最高点作为最大干密度值。 ⑶在进行无侧限抗压强度现场随机取样时，每点所取混合料制备一个抗压试件，不应将点取样混合

后制备抗压试件.

⑷试件养生后质量损失应符合要求（不超过10g）若干次平行试验的偏差系数CV（％）应不大于20%，

否则应作废或作为不合格处理。

⑸压实度试验中应经常检验标准砂的密度，混合料控出后应立即进行含水量试验，可事先分别用烘

干法，温槽燃烧法，炒锅法三种方法作对比试验，写出对应数值供实际中参考使用。

高速公路水泥稳定碎石基层施工技术要点

1 工程概况

无锡至宜兴高速公路是江苏省高速公路联网畅通工程的重要组成部分，常州段全长9。89km，双向四车道，设计行车速度100km/h,路基宽26.0m,路面结构采用半刚性基层沥青路面,面层为三层式沥青砼，基层为水

泥稳定碎石，厚36m，分两层施工,每层厚度为18cm.

2 混合料组成设计

2.1 原材料

2。1。1 碎石：选用宜兴产石灰岩,最大粒径为31。5cm，按粒径分1号料(9.5～31.5mm)、2号料（4.75~9.5mm)、3号料（2。36～4。75mm）、4号料（2。36mm以下)四种规格。经试验,各项技术指标符合相关规范要求。

2.1.2 水：使用工期附近河水，经化验相关规范要求。

2.1。3 水泥:选用宜兴丁山牌PO42.5级普通硅酸盐水泥。经检验，各项技术指标符合相关规范要求。

2。2 混合料配合比设计 2。2。1配合比设计要求

设计文件要求水泥稳定碎石7天龄期无侧限抗压强度大于4。0Mpa。

2。2.2配合比设计目标

使水泥稳定碎石达到强度要求，具有较小的温缩和干缩系数（现场裂缝较少），施工和易性好（粗集料离

析较少）. 2。2.3配合比设计顺序

确定各种规格集料的比例（混合级配应符合相关规范的规定范围）→击实试验(不同水泥剂量）→制备无侧

限抗压强度试件→无侧限抗压强度试验→确定水泥剂量及对应最大干密度、最佳含水量。

2.2.4配合比设计结果

根据承包人、监理组、市高指三方试验结果，确定集料组成比例（重量比，以下同）为1号料：2号料：3号料：4号料=35：23：8：34，水泥剂量为5。0%,最大干密度为2.33%/cm3，最佳含水量为4。8%。

3 试验段施工

试验段选择在主线上底基层经监理验收合格的路段上进行，长212。5m，按碾压组合试验方案分为两个路

段。试验内容如下：

（1） 验证用于施工的集料配合比例;

（2） 确定松铺系数； （3) 确定标准施工工艺； （4） 确定作业段的合适长度；

（5） 检验拌和、运输、摊铺、碾压等工序组织和衔接,缩短延迟时间。

根据试验段施工情况,发现混合料级配虽然满足级配范围，但混合料总体偏细,基层表面粗糙度不足，容易产生干缩裂缝，且不利于下封层的施工质量,因此对混合料配合比设计进行了优化调整。最终确定的集料组

成比例为1号料:2号料：3号料：4号料=40：28:4：32，水泥剂量为5%，最大干密度为2.31g/cm3,最佳

含水量为5.6％。经再次试验，混合料级配得到明显改善。

试验段铺筑过程中，同时进行各项技术指标的试验检测，并最终形成试铺总结，经驻地监理工程师审查,

报总监批准后作为申报水泥碎石基层正式开工的依据。

4 施工工艺 4。1 施工工艺流程

原材料进场、报验→混合料配合比设计(清扫整理下承层→施工放样）→厂拌混合料→自卸车运输→摊铺机

摊铺→碾压→质量检测→养生、交通管制

4.2 施工准备 4。2。1准备下承层

在水泥稳定碎石基层施工前,先要对下承层进行全面复检，对局部出现的松散、起皮、浮灰等进行彻底清理，

同时向下承层表面适量洒水，以保持表面湿润。

4.2.2施工放样

根据设计宽度，用石灰粉标出水泥稳定碎石基层摊铺位置线和摊铺机行走方向线,用18cm槽钢作模板两侧

立模，以保证基层边缘厚度。

为控制水泥稳定碎石顶面高程，摊铺时使用自动找平系统,在铺设好的槽钢外设置钢纤，钢纤上挂直径2.5mm的高强钢丝，作为摊铺机传感器的标高控制基准线，钢丝高度为:（18cm—下承层的标高误差）×松铺系数,其中18cm为摊铺厚度，松铺系数经试铺确定为1.30，钢纤直线段每10m、曲线段每5m设置一个。钢丝分

段拉设，每段长度约100m，张力控制在100kg左右.

4.3 混合料拌和

对水泥稳定碎石混合料生产的基本要求是混合料配合比准确、稳定、均匀性满足要求。

混合料采用一台WCB—500稳定粒料拌和机集中拌和.拌和过程中严格控制水泥剂量、加水量和级配.水泥剂量比配合比设计试验确定的剂量适当增加，但最多不超过0.5%，以减少收缩裂缝。含水量一般比最佳含水量高0.5～1。0％,以弥补混合料在运输、摊铺、碾压过程中水分的损失.拌和过程中根据天气情况及时调

整含水量，并设有专职技术人员对混合料的级配、含水量和拌和均匀必进行定岗控制.

4。4 混合料运输

对水泥稳定碎石混合料运输的基本要求是确保混合料在规定时间内运至摊铺现场且不离析。 混合料采用15台15t以上自卸汽车运输.每天施工前，应对所有车辆进行检查，确保车况良好，并在装料

前将车厢清洁干净.

自卸车装料时，汽车应前后移动，分三次装料，保持装载高度均匀，避免混合料离析。为减少混合料水分

损失，每辆车均覆盖帆布，到达摊铺现场时，待排到摊铺机前第二辆时方可掀起帆布。

卸料时自卸车应缓慢靠近摊铺机，在摊铺机前10~30cm处停住,不得撞击摊铺机。卸料过程中，运输车挂空，靠摊铺机推动前行.为减少混合料进入摊铺机受料斗时出现明显离析，卸料时一般分三次倒完，派专人控制

好卸料速度和卸料数量.

运输车由专人指挥，车速控制在30km/h以内，并按规定线路行驶,严禁在已铺筑的基层上紧急刹车和急转

弯. 4.5 混合料摊铺

对水泥稳定碎石摊铺层的基本要求是表面均匀一致，无条状和块状离析，具有高标准的平整度、规定的松

铺厚度和要求的初始密实度.

摊铺采用摊铺机分层流水作业施工，摊铺时采用两台ABC—TITA423摊铺机梯队作业,前后相距5～8m，中

间重叠25cm，半幅一次摊铺完成,并一起碾压，中间不设纵向接缝。

摊铺时采用挂线法控制铺厚度，靠中分带的摊铺机在前，外边缘挂钢丝，用自动找平仪来控制厚度，另一台摊铺机边缘挂钢丝，内边缘由走在已摊铺完的混合料表面的雪撬来控制厚度，横坡由调整熨平板的坡度

仪控制。

摊铺过程中,两台摊铺机保持匀速行驶（一般为1.5m/min）、连续摊铺;施工人员随时检测标高、厚度、横坡度指标,发现问题及时调整；熨平板振动保持3.0级,夯锤3.5级;摊铺机的螺旋布料器保持有三分之二埋入混合料中；在摊铺机后面设专人检查和消除集料离析现象，特别是局部粗集料“窝”应铲除，并用新鲜的级配良好的混合料填补；在下承层实际高程低于设计高程的路段，摊铺机应减慢行走速度，加强振捣和

压实。

距离桥头搭板3～4m范围采用人工摊铺,松铺系数约为1。40，碾压时人工将不平处及时找平。

4.6 混合料压实

对碾压的基本要求是保证基层达到规定的压实度和表面平整度。

根据试铺段施工得到的最佳碾压组合：初压用DD-110双钢轮振动压路机前静后振碾压一遍，速度1.5～1.7km/h。复压用VV1400双钢轮振动压路机高频低幅振压2遍，英格索兰150双钢轮振动压路机低频高幅振压2遍，速度1。8～2.2km/h。终压用YL20轮胎压路机碾压2遍，直至消除轮迹为止，速度1。5～1。

7km/h.

碾压时，应遵循先轻后重、先慢后快的原则，一般路段由两侧向中心碾压，超高路段由内侧向外侧碾压，做到稳压充分，振压不起浪、不推移；碾压段落用标牌标明,初压、复压、终压路段界限分明，并有监理旁站；碾压时压路机紧跟摊铺机，呈阶梯向前推进,轮迹重叠1/2轮宽；压路机倒车换档要轻且平顺,不得拉动基层，折返时原路返回,换档位置应在已压好的段落上，在未碾压的一头换档倒车位置要错开、成齿状,出现拥包时，配专人进行铲平处理；严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头和急刹车，以保证基

层表面不受破坏.压路机停车时互相错距3m，应停在碾压好的路段上，以免破坏基层结构。

4.7 接缝处理

主线半幅一次摊铺完成，不设纵向接缝。

横缝与路面中心线垂直设置,设置方法为：摊铺机驶离混合料末端整齐，紧靠混合料放置两根与混合料压实厚度相同的方木，方木用钢钎支撑，整平紧靠方木的混合料，然后碾压密实。在下一段落摊铺前，拆除方木和钢钎，检查末端成型情况，如有松散应人工凿除，修整末端并清扫干净，然后摊铺中机就位，再开始摊铺混合料.若因特殊情况，摊铺中断超过2h，应将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成与路中心线垂直并垂直向下的断面，然后，再摊铺新的混合料。要注意使两台摊铺机所留横缝至少错开1m以上.

4.8 养生及交通管制

每一碾压段碾压完成并经压实度检查合格后，应立即养生，严禁将新成型的基层暴晒。宜采用覆盖洒水养生，具体做法为：预先将麻袋片或土工布湿润，人工覆盖在基层顶面，2h后用洒水车洒水养生。养生期不

少于7d，7d内保持基层处于湿润状态,28d内正常养护。

有洒水车洒水养生时，洒水车的喷头要采用喷雾式，不得用高压式喷管，以免破坏基层结构。养生期间应定期洒水，安排专人经常检查基层表面潮湿状态和洒水的均匀性，根据天气情况随时调整洒水遍数，始终

保持基层表面潮湿。

养生期间封闭交通，禁止车辆通行,洒水车必须在另一幅路面上行驶。

4。9 质量检测

主要检测项目有混合料级配、含水量、水泥剂量、强度、厚度、高程、压实度、平整度、横坡度、芯样完整性等.应根据规范规定的试验方法、检测频率进行跟踪检查，如发现问题，应及时调整施工参数，以便更

有效地指导施工。

5 小结

5。1 为减少基层裂缝，必须做到三个限制：在满足设计强度的基础上限制水泥用量；在减少含泥量的同时，限制细集料、粉料用量；根据施工气候限制含水量。具体要求：水泥剂量不宜大于5.5％，集料级配中0。

075mm以下颗粒含量不宜大于5％,成型含水量不宜超过最佳含水量的1%。

5.2 为保证配料的准确性和拌和机的准确性,所有料斗、水箱、罐仓都要装配高精度电子动态计量器；所有计量器具应经计量部门计量标定后方可使用；原材料要分类隔仓堆放，细集料（4号料)应搭棚覆盖，防止

雨淋。

5。3 要严格控制水泥剂量和含水量.设计水泥剂量可比配合比设计试验确定的剂量多0.5％，水泥用量除用滴定法检测水泥剂量要求外，还必须进行总量控制检测，即要求记录每天的实际水泥用量的一致性。含水量要根据天气情况及时调整，尤其是高温作业时,早、中、晚含水量应有所区别.由于含水量检查试验工

作量大，烘干法检查耗时长，建议采用燃烧法检查含水量，但应与烘干法建立良好的相关关系。 5.4 要调整好传感器与导向控制线的关系，严格控制基层厚度和高程,保证横坡满足设计要求。 5.5 采用以大吨位振动压路机为主的碾压组合方案，可缩短延迟时间,提高工作效率,保证工程质量；要特别注意桥头搭板前水泥稳定碎石的碾压;压实度检测应紧跟碾压进行，以确定碾压组合和碾压遍数，正常施

工可采用碾压遍数和压实度检测双控办法.

5.6 要科学安排施工，尽量减少横缝，一般在每天收工时设置，并尽量与桥头搭板尾端吻合。 5。7要做好机械设备的日常检查和保养工作，保证设备处于完好状态，出现故障应及时排除，保证混合料

从加水拌和到碾压终了的延迟时间不超过2小时。

5.8 要高度重视水泥稳定碎石基层的养生工作。养生期内严禁基层暴露、暴晒，禁止车辆通行，始终保持

基层表面潮湿。同时应认真观察裂缝产生情况,做好记录和标记。