水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用

周道斌

（郎溪縣交通建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，安徽宣城 242100）

0 引言

在開展高速公路和一級(jí)公路工程建設(shè)的過程中，其路基的穩(wěn)定性直接影響著公路的運(yùn)行效果，而水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量則直接影響著路面性能，因此，相關(guān)的建筑工程應(yīng)積極地研究如何做好水泥穩(wěn)定碎石和骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的組成工作，以有效地發(fā)揮水泥碎石的穩(wěn)定性，使路基路面性能得到有效提升，也通過對骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的施工控制，使骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的水泥穩(wěn)定碎石基料能在公路工程中得到高效應(yīng)用。

1 碎石質(zhì)量控制研究

1.1 水泥穩(wěn)定碎石組成及骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的特性

水泥穩(wěn)定碎石是以級(jí)配碎石作骨料，采用一定數(shù)量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨料的空隙，按嵌擠原理攤鋪壓實(shí)。這種材料一般都是由水泥、粗細(xì)集料組成，其壓實(shí)度接近于密實(shí)度，強(qiáng)度主要靠碎石間的嵌擠鎖結(jié)原理，同時(shí)有足夠的灰漿體積來填充骨料的空隙，可有效地保障骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。其初期強(qiáng)度高，并且強(qiáng)度隨齡期而增加，很快結(jié)成板體，因而具有較高的強(qiáng)度，抗?jié)B性和抗凍性較好，是高級(jí)路面的理想基層材料。但是當(dāng)水泥穩(wěn)定碎石混合料結(jié)構(gòu)中各個(gè)因素發(fā)生變化的時(shí)候，也會(huì)使得其結(jié)構(gòu)特性發(fā)生變化，進(jìn)而影響到水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果。如其礦質(zhì)顆粒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)合料性質(zhì)、含水量等發(fā)生變化都會(huì)影響該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果。所以，相關(guān)的建筑工程部門應(yīng)結(jié)合高速公路和一級(jí)公路建設(shè)對于水泥穩(wěn)定碎石骨料密實(shí)結(jié)構(gòu)的要求，以及其各個(gè)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)合理地選擇材料，以保障水泥穩(wěn)定碎石的運(yùn)用質(zhì)量和效果。所謂骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)就是一種運(yùn)用粗骨料和細(xì)集料所組成的結(jié)構(gòu)，水泥穩(wěn)定碎石基層混合料具有最優(yōu)的力學(xué)性能、抗收縮性能和抗沖刷性能，十分符合公路工程對于水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用要求，可保障公路基層穩(wěn)定。

1.2 碎石加工工藝與質(zhì)量控制

為有效地控制骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)水泥穩(wěn)定碎石基層的質(zhì)量，相關(guān)的建筑工程部門應(yīng)對碎石質(zhì)量和碎石加工工藝進(jìn)行合理控制，以保障整個(gè)骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)水泥穩(wěn)定碎石的穩(wěn)定性，使其能在公路工程中得到安全和高效的應(yīng)用。其中集料是組成水泥穩(wěn)定碎石混合料的重要材料，相關(guān)的建筑工程部門應(yīng)對集料進(jìn)行合理選擇，從優(yōu)質(zhì)的石料中選擇相應(yīng)的集料，以保障水泥穩(wěn)定碎石的力學(xué)性能，進(jìn)而有效地保障水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的安全應(yīng)用效果。

在開展水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)加工的過程之中，相關(guān)的建筑工程部門還需根據(jù)各級(jí)公路對于公路基層建設(shè)的要求，對不同碎石加工設(shè)備進(jìn)行合理選擇，或是選擇“鄂破+鄂破+振動(dòng)篩”碎石加工設(shè)備，或是選擇“鄂破+錘破+振動(dòng)篩”碎石加工設(shè)備，或是大型的聯(lián)合碎石機(jī)碎石加工設(shè)備等，以保障后續(xù)開展水泥穩(wěn)定碎石施工質(zhì)量。

而且相關(guān)的建筑工程部門還需嚴(yán)格地控制碎石加工工藝，在開采完石塊之后，篩去浮土，將無風(fēng)化的塊石喂入破碎設(shè)備之中，破碎后振動(dòng)篩選，分為符合要求的規(guī)格，超粒徑的返回二破。再開展細(xì)集料除塵，將不符合工程要求的集料顆粒篩選出來，以加強(qiáng)骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免不符合水泥穩(wěn)定碎石要求的顆粒被投入骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)中。通過對加工工藝的嚴(yán)格控制，并經(jīng)過反復(fù)加工，保障其能夠達(dá)到需要的規(guī)格為止，以有效地保障水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的建設(shè)質(zhì)量[1]。

1.3 組合的碎石加工設(shè)備

在開展水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)施工中，在碎石加工的環(huán)節(jié)，相關(guān)的建筑工程部門還需對其加工后的碎石技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行合理控制，使水泥穩(wěn)定碎石基層施工時(shí)所運(yùn)用的集料都是干凈無風(fēng)化與無雜質(zhì)的集料，保障其最大顆粒粒徑與基層厚度相符，使其能真正符合骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的指標(biāo)要求，保障水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)在公路工程中的安全運(yùn)用效果。而且相關(guān)的建筑工程部門還需對針片狀顆粒含量進(jìn)行合理控制，將其控制在不大于20%的范圍之內(nèi)，以保障其在工程中的適用性以及骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通過使用反擊破式破碎機(jī)加工此集料，保障其力學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，并保障加工碎石的形狀和質(zhì)量。 通過對0.075mm 以下顆粒含量的合理控制，保障加工碎石的篩選效果，進(jìn)而保障水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)得以高效地投入工程建設(shè)。而且相關(guān)的建筑工程部門還需注意保障破碎機(jī)加工產(chǎn)量的均衡性、保障原材料的穩(wěn)定性，以保障集料級(jí)配的穩(wěn)定性和碎石加工的質(zhì)量。

2 施工機(jī)械設(shè)備控制

2.1 拌和設(shè)備

為保障水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果，合理地選擇施工機(jī)械設(shè)備也是重要的應(yīng)用要點(diǎn)。如果施工機(jī)械設(shè)備選擇不合理，就會(huì)使水泥穩(wěn)定基層混合料的拌和效果受到嚴(yán)重影響，自然就會(huì)影響到水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果。因此，相關(guān)的建筑工程部門應(yīng)正確地認(rèn)識(shí)到，要想保障骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果，合理地選擇和應(yīng)用拌和設(shè)備至關(guān)重要。因?yàn)榛旌狭蠑嚢璧碾y度較大，所以在攪拌混合料時(shí)，應(yīng)合理地計(jì)算好集料、填料和水泥之間的配合比，以保障投入的水泥穩(wěn)定混合料、攪拌器的尺寸參數(shù)和拌和均勻性都符合混合料的生產(chǎn)質(zhì)量控制要求，以保證水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果。

而且相關(guān)的建筑工程部門還需認(rèn)識(shí)到，拌和設(shè)備中攪拌槳葉的形狀、尺寸、數(shù)量和安裝角度等都會(huì)影響到集料顆粒的均勻裹敷程度，所以，相關(guān)的建筑工程部門應(yīng)進(jìn)行對拌和均勻性、攪拌器充盈率和拌和時(shí)間三者之間關(guān)系的深度研究。經(jīng)過試驗(yàn)可知，三者之間存在著相互促進(jìn)的關(guān)系：當(dāng)攪拌器充盈率得到有效提升，就可以直接增加攪拌器中的材料數(shù)量，這樣就要求有更多的拌和時(shí)間，材料在攪拌器中經(jīng)受各種作用的持續(xù)時(shí)間會(huì)更長，攪拌的質(zhì)量和均勻性就會(huì)得到有效提升。相關(guān)的建筑工程部門應(yīng)加強(qiáng)對拌和設(shè)備的保養(yǎng)，并勤于更換拌葉，這樣在進(jìn)行水泥穩(wěn)定混合料攪拌時(shí)，其攪拌的質(zhì)量和均勻性都能得到保障，水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)就能在公路基層中得到更加高質(zhì)的應(yīng)用。

2.2 拌和設(shè)備的水泥控制系統(tǒng)

拌和設(shè)備中水泥控制系統(tǒng)水泥計(jì)量的準(zhǔn)確性，直接影響著骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)水泥穩(wěn)定碎石的路用性能。以往建筑工程部門所運(yùn)用的都是連續(xù)式水泥計(jì)量裝置，這使得控制系統(tǒng)控制的只是單一的水泥量，卻無法合理地控制水泥的供給、料倉的結(jié)構(gòu)和水泥料位高低等問題，這都直接影響水泥計(jì)算的精確度，影響后續(xù)的施工效果。因此，相關(guān)的建筑工程部門應(yīng)結(jié)合當(dāng)前公路工程對于水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的要求，優(yōu)化水泥流量計(jì)算裝置，改進(jìn)水泥供給系統(tǒng)，加入現(xiàn)代化的檢測技術(shù)和測量技術(shù)，使其能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)瞬時(shí)的水泥流量檢測，也能讓控制人員對整個(gè)水泥供給、料倉結(jié)構(gòu)和水泥料位高低進(jìn)行合理控制，以有效地提高水泥供給的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和計(jì)算精度，使骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)水泥穩(wěn)定碎石基層的施工質(zhì)量能得到更加高效的保障。

2.3 攤鋪設(shè)備

攤鋪機(jī)是一種用于高速公路和一級(jí)公路基層和面層攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的施工設(shè)備，是由各種不同的系統(tǒng)相互配合完成攤鋪工作的，主要包含行走系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等，其工作效果直接影響著路面的平整度以及水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的路面性能。如若攤鋪設(shè)備出現(xiàn)了參數(shù)不穩(wěn)定或是速度不均勻等問題，則會(huì)嚴(yán)重影響到骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也會(huì)嚴(yán)重地影響其在公路工程中的運(yùn)用價(jià)值。因此，相關(guān)的建筑工程部門還需結(jié)合水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的實(shí)際建設(shè)情況，合理選擇攤鋪設(shè)備。在操作上，合理控制攤鋪機(jī)的起步、緊急制動(dòng)以及供料速度、攤鋪速度，從根源上消除因攤鋪設(shè)備的忽快忽慢造成的面層不平整和波浪等問題；合理調(diào)節(jié)攤鋪機(jī)參數(shù)，使其符合水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的建設(shè)要求；合理控制攤鋪機(jī)基準(zhǔn)線，使路面的平整度能得到有效保障，也使得攤鋪設(shè)備的工作效果能得到有效保障[2]。

3 混合料配合比設(shè)計(jì)

3.1 集料級(jí)配基本理論

所謂混合料是粗細(xì)集料共同組成的集料，在開展水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)基層施工的過程之中，集料級(jí)配直接影響著骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的路用性能，如若不嚴(yán)格控制級(jí)配，就會(huì)使骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)抗裂效果低下、抗沖刷能力低下等問題，將嚴(yán)重影響公路的安全運(yùn)營。因此，相關(guān)的建筑工程部門應(yīng)對級(jí)配加以深度探究，通過運(yùn)用填充理論的嵌擠原則以及基于最大密度曲線理論和粒子干涉理論的級(jí)配原理，使得用更細(xì)粒徑顆粒填充主骨料的骨料空隙比用最大次級(jí)粒徑顆粒填充能夠得到更緊密的效果，這樣骨架密實(shí)的程度就能得到有效提升，其摩擦阻力也能得到有效提升，其骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的凝聚力也會(huì)更高。

3.2 不同規(guī)格集料配合比的確定

在集料的配合比設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)的建筑工程部門可以基于以上填充理論的嵌擠原則，確定不同規(guī)格集料的比例。在開展配合比設(shè)計(jì)工作的時(shí)候，應(yīng)選擇專業(yè)的配合比設(shè)計(jì)人員，因?yàn)榻Y(jié)合料劑量的高低直接影響著半剛性材料的形成效果，也影響著整體性材料的抗拉強(qiáng)度。配合比設(shè)計(jì)人員要結(jié)合水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的建設(shè)要求，以及其荷載作用的強(qiáng)度要求，開展相應(yīng)的混合料配合比設(shè)計(jì)工作。針對配合比設(shè)計(jì)中結(jié)合料劑量往往偏高、集料含量往往偏低的情況，適當(dāng)提高混合料中的集料含量，這樣其收縮系數(shù)就能得到有效降低，混合料的整體抗裂性能和抗壓性能都能得到有效提升。配合比設(shè)計(jì)人員還需嚴(yán)格地遵循碎石級(jí)配、壓實(shí)效果和施工可行性原則，通過計(jì)算機(jī)反復(fù)調(diào)整材料的配合比，使各種集料使用比例都能滿足公路工程的建設(shè)要求。

4 施工工藝及質(zhì)量控制

在開展水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)施工的過程之中，相關(guān)的建筑工程部門應(yīng)制定明確的施工工藝流程，要求相關(guān)的施工人員嚴(yán)格地按照工藝流程開展施工工作。如準(zhǔn)備下承層—測量放樣—人工培路槽—拌和混合料—檢驗(yàn)和運(yùn)輸集料—攤鋪碾壓和處理接縫—開展養(yǎng)生及檢測工作，以保障水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)符合公路建設(shè)要求[3]。

在準(zhǔn)備下承層與測量放樣時(shí)，相關(guān)的建筑工程部門應(yīng)先做好對基層的檢查，避免底基層出現(xiàn)翻漿、松散、起皮現(xiàn)象，并保證基層壓實(shí)度和強(qiáng)度都能達(dá)到規(guī)范要求。同時(shí)，通過嚴(yán)格控制測量放樣的精確度，保證立鋼模厚度與設(shè)計(jì)厚度相同，為后續(xù)施工工作提供有力的數(shù)據(jù)方位支持。在人工培路槽和拌和混合料時(shí)，相關(guān)的建筑工程部門應(yīng)按照施工要求，利用先進(jìn)的具有電子計(jì)量裝置的設(shè)備進(jìn)行連續(xù)式拌和工作，保證拌和質(zhì)量。在拌和的過程中，相關(guān)的工程人員還需注意各種原材料含水量的變化，通過調(diào)節(jié)原材料含水量來保障成品料的最佳含水量。混合料攤鋪時(shí)必須緩慢、均勻、不間斷地?cái)備?，并合理地控制壓?shí)設(shè)備的速度，保障其壓實(shí)和碾壓的效果。最后，通過養(yǎng)生和檢測，使得完成的水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)能達(dá)到建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而高效地運(yùn)用到公路工程之中。

5 結(jié)語

總而言之，在公路工程中合理地應(yīng)用水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，可有效地保障公路工程的高質(zhì)量和安全運(yùn)營。相關(guān)的建筑工程部門在應(yīng)用水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的過程中，通過對混合料進(jìn)行合理的配合比設(shè)計(jì)、對施工機(jī)械進(jìn)行合理控制、對拌和設(shè)備進(jìn)行均勻性控制、對骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)水泥穩(wěn)定碎石基層的施工工藝流程加以明確等，全面地保障水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)施工工作高效開展，從而使其能被高效地應(yīng)用到公路工程中。