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水泥稳定碎石施工工艺论文

某某学院

毕业论文（设计）

论文（设计）题目：

水泥稳定碎石施工工艺

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撰写日期年月

摘要

水泥稳定碎石基层属于半刚性基层，由水泥、碎石、水按一定的比例，再掺人少量外掺剂经过充分拌和形成混合料，经过摊铺、碾压、养生形成一个稳定的整体，用来承受面层传递的车辆荷载，该种混合料取材方便、与各种面层粘结良好因此被广泛用于各种路面的基层本文结合施工实况就水泥稳定碎石施工工艺进行探讨，并且对原材料检验，配合比设计做了简单的介绍。

针对工程中的问题提出一点我自己的看法。

关键词：

水泥稳定碎石，基层，施工工艺

Abstract

Cementstabilizedmacadambasebelongstothesemi-rigidbase,cement,gravel,wateraccordingtoacertainproportion,thenmixedwithasmallamountofadmixtureafterfullmixingtoformmixture,paving,rolling,aftercuringtoformastableoverall,usedundervehicleloadtransferofsurfacelayer,themixtureisconvenient,bondingwithvarioussurfaceshapeandsoarewidelyusedinvariouspavementbase"basedonconstructionliveonconstructiontechnologyofcementstabilizedmacadam,andtheinspectionofrawmaterials,mixingratiodesigntodoasimpleintroduction.Inengineeringproblemsputforwardmyownpointofview.

Keywords:

cementstabilizedgravel,grass-roots,constructiontechnology

目录

前言5

一、工程概况6

二、水泥稳定级配碎石的组成材料及要求6

三、1.混合料组成设计6

2.原材料的试验7

3.混合料配合比的设计步骤8

四、施工要点10

1.准备11

2.集中厂拌和12

3.运输12

4.摊铺12

5.在施工过程中应注意以下几点：

13

6.碾压13

7.接缝处理14

8.养生及交通管制15

五、质量控制16

1.原材料的质量控制16

2.混合料的质量控制16

3.施工现场的质量控制17

4.完工检测17

六、施工建议18

前言

“基层”是指设在面层以下的结构层，主要承受由面层传递车辆荷载，并将荷载分布到垫层或土基上。

基层按组成材料的不同分为：

碎（砾）石基层、稳定土基层、石灰工业废渣基层等。

其中水泥稳定碎石基层是稳定土基层中的一种，它是由水泥、碎石、水等按一定的配合比拌和，得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定要求的材料。

其特点是强度高、水稳性好、抗冻性好、耐冲刷、温缩性和干缩性均较小，具有良好的力学性能、整体性；与面层结合良好且料源广泛，可就地取材，便于原材料和混合料的加工，易于机械摊铺操作，因此广泛用于水泥混凝土路面基层以及各种沥青路面基层。

但是由于水泥稳定碎石耐磨性差，因此一般不直接用作路面面层。

一、工程概况

水泥稳定级配碎石的原材料主要是水泥和碎石,原材料的质量,配合比设计和施工方案是保证水泥稳定碎石结构质量的重要因素。

因此水泥稳定碎石基层对施工工艺和施工组织要求较高,根据施工现场实际情况,谈谈对水泥稳定碎石施工工艺的要求。

二、水泥稳定级配碎石的组成材料及要求

1.由于水泥的矿物成分和分散度对其稳定效果有明显影响。

对同一种土，硅酸盐水泥比铝酸盐水泥稳定效果好。

在水泥的矿物成分相同、硬化条件相似的情况下，其强度随水泥比表面积和活性的增大而提高。

稳定土的强度还与水泥用量有关，一般来说：

水泥剂量越大，稳定土的强度愈高，但过多的水泥用量，虽获得了较高的强度，但在经济上不一定合理，在效果上也不明显，而且容易开裂。

所以水泥用量不存在最佳水泥用量，而存在一个经济用量。

通常在保证土的性质能起根本变化，且能保证稳定土达到所规定的强度和稳定性的前提下，取尽可能低的水泥用量。

2.水泥应选用初凝时间在3h以上,终凝时间较长（6h以上）的普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。

若水泥终凝时间不能满足要求，应加入适量的缓凝剂加以调节。

快硬水泥、早强水泥以及受潮变质的水泥不能使用。

3.碎石选用优质的碎石集料,碎石的最大粒径不超过31.5mm，并由4种粒级规格的骨料组成，实行分仓配料。

碎石应干燥、洁净、具有足够的强度和良好的形状。

基层碎石集料压碎值≤30%，针片状含量≤30%。

不的含有软质和其他杂质。

4.水泥稳定材料的压实度（按重型击实标准）为98.2%，7d（在25℃条件下养生6d，浸水1d）龄期的无侧限抗压强度为2.79%。

5.水应洁净、不含有害物质。

若水源可疑，则应先到相关部门对水进行化验。

三、混合料组成设计

1.混合料的组成设计应符合《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）的有关规定。

水泥稳定碎石的各项试验应按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94）逐一检验。

2.原材料的试验

（1）水泥的试验水泥应选用初凝时间在3h以上，终凝时间在6h以上的矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，不应使用快硬、早强水泥以及已经受潮变质的水泥，宜采用强度等级为32.5的水泥，因为水泥终凝时间越，延迟时间对混合料的干密度及抗压强度影响越小。

水泥是水泥稳定碎石混合料的粘合剂，它的质量尤为重要。

施工时要选择质量好、各项指标合格、初凝（3h以上）、终凝（6h以上）时间较长的水泥。

常青32.5号普通硅酸盐水泥检测指标表2-1

检测项目

单位

标准要求

实测值

三氧化硫

%

≤4.0

1.92

细度

%

≤10.0

2.5

凝结时间

初凝

min

≥45

285

终凝

h

≤10

8.25

抗折强度

3d

MPa

≥2.5

4.0

28d

MPa

≥5.5

6.6

抗压强度

3d

MPa

≥11.0

21.8

28d

MPa

≥32.5

12.0

（2）碎石的试验

在水泥稳定碎石结构施工前，应在所定的料场中取有代表性的碎石进行如下试验：

颗粒分析、相对密度及小于0.075mm的以下的颗粒含量和塑性指数、吸水率、重型击实试验、碎石的压碎值、含水量等，测得碎石的各项指标必须满足规范要求，级配曲线应在规定的要求范围内。

采用1-3cm，1-2cm，0.5-1cm，0-0.5cm，四种规格的碎石进行掺配，碎石粒径越大，混合料越容易产生粗细集料的离析现象，平整度越难达到要求，板结性也较差，因此，对粗集料的最大粒径加以限制的同时也应适当的增加4.75mm筛孔以上的粒径含量，以保证满足强度的设计要求。

根据级配设计要求及施工情况，决定掺配比例为

1-3cm1-2cm0.5-1cm0-0.5cm=3515：

14：

16

经检验合格合成级配如表2-3

水泥稳定碎石混合料中的集料检测指标表2-2

检测项目

单位

标准要求

实测值

压碎值

%

<30

17.1

0.075颗粒含量

%

<5

2.9

液限

%

<25

24.3

塑性指数

_

<6

4.1

水泥稳定碎石混合料中集料的级配范围表2-3

筛孔尺寸（mm）

31.5

26.5

19.0

9.5

4.75

2.36

0.6

0.075

通过百率（%）

100

90

72

47

29

17

8

0

实测值（%）

100

99.3

81.9

59.6

40

25.3

14.1

2.9

（3）凡饮用水皆可以使用,若有可疑水源,应委托有关部门化验鉴定。

3.混合料配合比的设计步骤

经过中心试验室的试验确定本工程试验室水泥剂量为5.1%工地水泥剂量不小于5.2%，但不得大于5.6%。

最大干密度为2.32，最佳含水量4.6%。

规定的压实度为98%。

下面简单谈谈混合料配合比设计的详细做法：

（1）制备同一种土样不同的水泥剂量的稳定土石混合料一般情况水泥

剂量的选用如下：

①做基层用

中粒土和粗粒土：

3%、4%、5%、6%、7%

塑性指数小于12的土：

5%、7%、8%、9%、11%

其他细粒土：

8%、10%、12%、14%、16%

②做底基层用

中粒土和粗粒土：

3%、4%、5%、6%、7%

塑性指数小于12的土：

4%、5%、6%、7%、9%

其他细粒：

6%、8%、9%、10%、12%

由于本工程所采用的是水泥稳定碎石基层，因此所选水泥剂量为3%、4%、5%、6%、7%

（2）确定各种混合料的最佳含水量和最大干密度做各个不同剂量的混合料的击实实验。

至少应做三个，即最大剂量、最小剂量、中间剂量。

其它两个剂量混合料的最佳含水量和最大干密度可用内插法确定。

（3）按规定压实度分别计算不同水泥剂量试件应有的干密度。

（4）按最佳含水量和计算得到的干密度制备试件，进行强度试验时，作为平行试验的试件应符合表3-1的规定。

如果试验结果的偏差系数大于表中规定的值，则应重做试验，并找出原，加以解决。

如果不能降低偏差系数，则应增加试验数量。

最少试验数量表3-1

稳定土类型

下列偏差系数时的实验数量

小于10%

10%—15%

小于20%

细粒土

6

9

中粒土

6

9

13

粗粒土

9

13

本文是粗粒土和上文一样具体化说明

（5）试验在规定温度下保湿养生6d浸水1d后进行无侧限抗压强度试验。

规定温度为：

冰冻地区：

20±2℃

非冰冻地区：

25±2℃

计算试验结果的平均值和偏差系数。

（6）不同交通类别的道路上，水泥稳定土的7d浸水抗压强度应符合表3-2的规定

水泥稳定土的强度指标单位MPa表3-2

用的层位

公路等级

二级和二级以下公路

高速和一级公路

基层

2.5--3

3--5

底基层

1.5--2.0

1.5--2.5

注：

水泥改善土的塑性指数应不大于6承载比应不小于240。

（7）根据表3-2的强度标准，选定合适的水泥剂量，此剂量试件室内试验结果的平均抗压强度应符合下列公式的要求：

R平均≥Rd/（1-ZaCv）

式中：

Rd—设计抗压强度指标（表3-2）：

Za—标准正态分布中随保证率（或置信度）而变的系数：

高速和一级公路应

取保证率95%此时Za=1.645一般公路应取保证率90%此时

Za=1.282

Cv—试验结果的偏差系数（以小数记）。

（8）考虑到施工管理的差异和拌和的不均匀性，采用集中厂拌法施工时，水泥剂量在试验室所取水泥剂量的基础上可只增加0.5%。

（9）水泥最小剂量应符合表3-3的规定

水泥最小剂量表3-3

上类

拌和方法

路拌法

集中（厂）拌法

中粒土和粗粒土

4%

3%

细粒土

5%

4%

四、施工要点

厂拌法施工工艺流程如下：

每步画出框图

准备→拌和→运输→摊铺→碾压→接缝处理→养生

↓

设备准备、准备下承层、施工放样、备料

1.准备

（1）设备准备

根据工程进度和质量要求，项目部配备了一套水稳拌和站，满足施工进度要求。

该设备配有电子装置，能够准确的控制各种材料用量，确保配合比准确，拌和均匀，配有摊铺机一台，压路机三台（胶轮一台，单钢轮两台），15t以上自卸汽车，洒水车两量，充分满足工程质量要求。

（2）准备下承层、施工放样

水泥稳定土的下承层表面应平整、坚实，具有规定的路拱、没有松散材料和软弱地点。

下承层的高程、宽度、纵横坡度、边坡和平整度均应符合有关技术规范的要求。

水稳砂砾要进行彻底清扫，并适量洒水，保持下承层湿润。

在已经清理成型的经监理工程师验收合格的水稳砂砾基层上复测中线桩，直线每25m设一个桩，平曲线每10m设一个桩，并打出主点桩，同时注意应在对应中桩的路面边缘外侧0.5m处设指示桩（边桩），完成后,进行水平测量（抄平），根据设计高程，实测高程以及试验段求得的松铺系数，在中桩、边桩指示松铺厚度处挂上钢丝线。

（3）备料

在一般情况，水泥稳定土层，特别是水泥稳定基层，所用的土都是经过选择的技术经济都比较合理的土料。

各种不同规格的集料（碎石）应隔离，分别堆放。

在潮湿、多雨地区或其他地区的雨季施工时，应采取措施，保护集料，特别是细集料（石屑、砂）应有覆盖，防止雨淋。

①料场选择将沿线所有料场的土料，用肉眼鉴别，初步选定一些备用料场。

从每个用料场取有代表性的土料，送试验室进行原土料及水泥混合料物理力学性质试验。

根据试验结果，选定准备开采使用的料场（同时确定水泥剂量）。

最后把料场选在该标段的中间。

②计算材料用量根据路段水泥稳定土层的宽度（平均宽度为10.5m）、厚度（0.2m）以及预定的干密度（2.32）、计算各路段所需要的干燥集料数量。

根据料场集料的含水量和所有运料车的t位，计算每车料的堆放距离。

根据水泥稳定土层的厚度和预定的干密度以及水泥剂量，计算每平方米水泥稳定土所需要的水泥用量。

2.集中厂拌和

为确保水泥稳定粒料拌和均匀，因此采用中心站集中拌和法，拌和采用稳定土拌和设备集中拌和，拌和时严格按照施工配合比计量。

使用集中拌和时应注意以下事项:

①拌和机与摊铺机的生产能力应互相匹配。

拌和机的拌和能力应不小于100t每h。

②在正式拌制混合料之前,必须先调试所用的设备,使混合料的颗粒组成和含水量都达到规定的要求。

原集料的颗粒组成发生变化时,应重新调试设备。

③骨料必须分仓配料、水泥和水自动计量,拌和时配料应根据试验室配合比进行配料。

④拌和出来的混合料的含水量宜略大于最佳值的0.5%-1%，使混合料运到现场摊铺后碾压的含水量不小于最佳值。

因此，在拌和过程中应根据集料和混合料含水量的大小及时调整加水量。

⑤工地实际采用的水泥剂量可比试验室所确定的剂量适当增加，但最多不超过0.5%。

⑥若拌和不均匀会极大的影响水稳的强度，水泥剂量小的地方，强度不能满足设计要求，水泥剂量大的地方则裂缝增加。

拌和过程中，要及时检测水泥剂量、混合料的含水量和水泥稳定碎石的级配，以便不符合要求时及时调整。

拌和后的混合料应色泽一致，颗粒分布均匀，没有碎石的粗细颗粒“窝”（离析），当发现没有充分拌和的材料需要重新拌和才能使用或把材料剔除到一旁。

3.运输

拌和好的混合料尽快运至现场进行摊铺,以减少水分损失，运输时间在30min内。

混合料组织15t以上的自卸汽车运输，运输车装载均匀。

为了防止运输车在一铺筑好的路面上行使、调头，以免造成不均匀的碾压和车辙，采用半幅施工，配专人指挥车辆卸料，并做好相应记录，做到安全生产。

混合料运输车配置应根据运距、道路状况、摊铺能力等因素综合确定，以满足摊铺要求为准。

若运输车等候时间稍长时，车上的混合料应加以覆盖塑料薄膜，防止水分蒸发，保持装载高度均匀，以防混合料的离析。

4.摊铺

为了控制好水泥稳定碎石基层的高程与平整度，采用自动找平摊铺机摊铺。

将水泥稳定碎石混合料通过自卸汽车直接卸入摊铺机料斗内，由摊铺机均匀摊铺，摊铺均匀的料应立即碾压，在摊铺过程中要注意集料的离析。

在摊铺机后设专人消除粗细集料离析现象，特别应该铲除局部粗集料，并用新拌混合料填补。

使用摊铺机铺筑水泥稳定土混合料时，必须严格遵守操作技术规程，才能达到较好的平整度。

为了得到一个平整的基层顶面，可以采取下列措施：

①保持整平板前的混合料高度不变。

②保持螺旋分料器有80%的时间处于工作状态。

③减少停机或者开动次数，避免运料卡车碰撞摊铺机。

④一次铺筑的厚度不超过25cm，分层摊铺时，上层厚度取10cm。

⑤工程计划应尽量减少横向接缝。

⑥做好横向接缝，应立即用直尺检验。

⑦经常检验控高钢丝和传感器。

⑧经常用直尺检验表面。

⑨保持摊铺机在良好的工作状态。

5.在施工过程中应注意以下几点：

①应按摊铺厚度均匀摊铺，如有离析现象，应有机械或人工进行修补。

②为了保证平整度，摊铺机应连续摊铺，运料车停在摊铺机前10-30cm处，卸料时运

③料车不得撞击摊铺机，挂空挡靠摊铺机推动前进。

④摊铺过程中要注意摊铺机的速度，保持稳定速度，同时要考虑拌和设备的生产能力

⑤与摊铺机速度相匹配，保证每台摊铺机前有三辆以上的运料车在等待卸料。

⑥摊铺机的振动和振捣频率要一致，不要随意调整。

6.碾压

对于水泥稳定碎石混合料碾压，应以振动压路机为主，根据路宽、压路机的轮宽和轮距不同，制订碾压方案，以求各部分碾压到的次数尽量相同（通常路面的两侧应多压2-3遍），先用振动压路机稳压一遍，其速度为1.5-2.0km/h，再用振动压路机振动碾压三遍，其速度为2.0-2.5km/h，最后用（18t-21t）胶轮压路机碾压三遍其速度为1.5-2.0km/h。

碾压时应遵循先轻后重，先慢后快，先两边后中间，先低后高的原则。

压路机后轮重叠1/2-1/3轮宽，压路机折回不应在同一横断面上，碾压层厚度控制在15-20cm之间，相邻两段的接头处碾压，压路机成横向45º的碾压状态，碾压速度设定在1.5km每h左右，以防拥包，起皮，等不良现象，对于靠近纵缝部分，必须碾压到位。

从拌和完成到碾压完成，一般控制在2h完成，不能延误时间，影响强度。

施工过程中严禁用贴补方法找平，如局部低洼，应采用翻松新鲜混合料重新碾压。

严禁压路机在已经完成或正在碾压的路段上调头或急刹车，应保证稳定土层表面不受破坏。

碾压过程中，水泥稳定土的表面应始终保持湿润，如水分蒸发过快，应及时补洒少量的水，但严禁洒大量的水。

碾压过程中，如发生“弹簧”松散起皮等现象，应及时换填新的混合料或添加适量的水泥重新拌和，或用其他方法处理，使其达到质量要求。

经过拌和整形的水泥稳定土，宜在水泥初凝前并在应试验确定的延迟时间内完成碾压，并达到要求的密实度，同时没有明显的轮迹。

边角处机械碾压不到的部位，应由人工夯实。

在水泥稳定土碾压的最后阶段，必须特别注意，在压路机过重的情况下，稳定土可能遭受过大的压力，也要避免碾压时间过长，过大的应力和碾压时间过长，都可能使水泥稳定土裂缝或使水泥水化过程中刚形成的结构遭到破坏，从而降低水泥稳定土的强度

7.接缝处理

施工中应尽量避免纵向工作缝，减少横向工作缝，工作逢应采用与表面垂直的接缝，严禁采用斜接缝。

①同日施工的两工作段，应采用搭接。

前一段铺筑后，留5-8m不进行碾压，后一段施工时，前段留下未压的部分，应加水泥重新拌和，并与后一段一起碾压。

②经过拌和、整形的水泥稳定土，应在试验确定延迟时间内完成碾压。

③应注意每天最后一段末端（横向）工作缝的处理，可按下列方法进行

（1）在已碾压完成的水泥稳定土层末端，沿稳定土挖一条横贯铺筑层全宽约30cm的槽直挖到下承层顶面。

此槽应与路的中心线垂直，靠稳定土的一面应切成垂直面，并放两根与压实厚度等厚，长为全宽一半的方木紧帖其垂直面。

（2）用原挖出的素土回填槽内其余部分。

（3）如拌和机械或其他机械必须到已经压成的水泥稳定土层上调头，应采取保护调头作业段。

一般可在准备用于调头约8-10m长稳定土层上，先覆盖一长厚塑料布或油毡纸然后铺上约10cm厚的土、砂或砂砾。

（4）第二天，邻接作业段拌和后，去除方木。

用混合料回填。

靠近方木未能拌和的一小段，应人工进行补充拌和。

整平时，接缝处的水泥稳定土应较已完成断面，高出约5cm，以利形成一个平顺的接缝。

（5）整平后，用平地机将塑料布上大部分土除去，然后人工去除余下的土，并收起塑料布。

在新混合料碾压过程中，应将接缝修整平顺。

（6）由于在施工中，有半幅施工的水泥稳定碎石基层，因此还要对纵向工作缝进行处理纵缝必须垂直相接，不应斜接。

①在前一幅施工时，在靠中央一侧用方木或钢模板做支撑，方木或钢模板的高度与

稳定土层的压实厚度相同。

②混合料拌和结束后，靠近支撑木（或板）的一部分，应人工进行补充拌和，然后

整形和碾压。

③养生结束后，在铺筑另一幅之前，拆除支撑木（或板）。

④第二幅混合料拌和结束后，靠近第二幅部分，应人工进行充分拌和，然后整形和

碾压。

8.养生及交通管制

养生是水泥稳定碎石非常重要的一道工序，它直接影响结构层的成型强度和表观质量，水泥稳定土经过拌和、压实后，应立即进行养生。

养生的时间段内，使稳定土层表面经常湿润，防止水泥稳定土中的水分蒸发，以保证水泥充分发挥作用。

这是一个十分重要的问题，可以用潮湿的帆布、粗麻袋、稻草麦秸或其他合适的潮湿材料覆盖，但不能用潮湿的有粘性土的土覆盖，因这种土会结合粘结在稳定土层表面，难以清除干净。

①水泥稳定土基层分两层施工时，下层水泥稳定土碾压完成后，宜养生7d后铺筑上

层水泥稳定土。

在铺筑上层稳定土之前，应始终保持下层表面湿润。

在铺筑上层稳定土时宜将下层稳定土表面清扫干净后撒少量水泥或水泥浆。

②每一段碾压完成并经压实度检查合格后，应立即开始养生。

③如采用湿砂进行养生，砂层厚宜7-10cm，砂铺匀后，应立即洒水，并在整个养生

期间保持砂的潮湿状态。

养生结束后，必须将覆盖物清除干净。

④对于基层，也可以采用沥青乳液进行养生。

沥青乳液的用量按0.8-1.0kg/m2（指

沥青用量）选用，宜分两次喷洒。

第一次喷洒沥青含量约35%的慢裂沥青乳液，使其能稍透入基层表面，第二次喷洒浓度较大的沥青乳液。

如不能避免施工车辆在养生层上通行，应在乳液分裂后撒布3-8mm小碎砾石做成下封层。

⑤由于工地没有上述条件，采用洒水车进行洒水养护，每天的洒水次数视气候而定。

整个养护期间应始终保持稳定土层表面潮湿。

⑥对于高速和一级公路，基层的养生期不宜少于7d，对于二级和二级以下的公路,如养生期少于7d且铺筑沥青面层，则应限制重型车辆通行。

⑦对于二级公，基层上为沥青混合料面层，基层完工后可较早铺筑水泥混凝土面层。

⑧在养生期间，采用覆盖措施的水泥稳定土层上，除洒水车外，应封闭交通。

在采用覆盖措施的水泥稳定土层上，不能封闭交通时，应限制重车通行。

其他车辆的车速不应超过30km/h。

⑨养生期结束后，如其上层为沥青面层，应首先清扫基层，并立即喷洒透层或粘层沥青，在喷洒透层或粘层沥青后，宜在上均匀撒布3-8mm小碎（砾）石，用量约为全铺一层用量的60%-70%。

在清扫