水穩(wěn)層組成設計

水泥穩(wěn)定碎石其組成設計大體步驟，如圖1所示。

采用水泥、粉煤灰、穩(wěn)定碎石、砂等筑路材料作為水泥穩(wěn)定碎石基層。

首先，實驗室通過經過一定數(shù)量的原材料試驗，進行配合比設計、擊實實驗，確定最大干密度和最佳含水量。然后以此配比制成試件，試件在規(guī)定溫度條件下保濕養(yǎng)護6天，浸水1天后，進行無側限抗壓強度實驗。

下圖為水泥4%、粉煤灰10%、級配碎石86%的重型擊實試驗報告經實驗得知：

⑴經過對集料為砂、碎石、水泥和集料為粉煤灰、碎石、水泥的兩種配比試驗，結果發(fā)現(xiàn)摻加粉煤灰的水泥穩(wěn)定混合料不僅其和易性較好，而且試塊容易成型，成型后的試塊外觀較好，7天平均強度也較高。

⑵不同配比灰土試件，7天無側限抗壓強度在1.0mpa左右；而不同配比水穩(wěn)試件7天無側限抗壓強度在4～7mpa之間（采用325號普通水泥，水泥摻量5%～6%）

⑶不同配比灰土試件經幾次凍融循環(huán)后，抗壓強度幾乎沒有；而摻有水泥和粉煤灰的不同配比的水穩(wěn)試件，經10次凍融循環(huán)后，仍可測得一定的強度。

通過觀測、分析不同配比的灰土基層板體性教差，干縮、溫縮系數(shù)大，這樣的基層表層受水浸泡后強度降低，在行車荷載反復作用下，容易被面層材料啃噬成粉末狀，極易被滲進的水混合成泥漿流走，逐漸使面層脫空，造成油面沉陷、龜裂、脫落，這就是瀝青路面病害產生的主要原因。而由水泥、粉煤灰、碎石、砂、石屑等組成的水穩(wěn)基層，具有強度高、面層薄、板體性、水穩(wěn)定性、抗凍性好等特性，正好彌補了灰土基層的缺陷，從而大大提高瀝青混凝土道路的使用壽命。

四、水穩(wěn)施工方法簡介

施工中注意的問題:

1、廠拌設備的選型。拌和設備的質量直接影響混合料拌和的質量，而拌和設備的好壞的關鍵就要看其骨料、粉料、水等各種物料的配合比精度是否能夠得到保證，本標段選用WBC300型穩(wěn)定土廠拌設備。該設備采用電磁調速控制系統(tǒng)，能較好的保證各種物料的配合比，且拌和均勻，性能穩(wěn)定。

2、嚴格控制水泥劑量。水泥劑量太小，不能保證水泥穩(wěn)定土的施工質量;而劑量太大，既不經濟，還會使基層的裂縫增多、增寬，從而引起瀝青面層的相對應的反射裂縫。所以，必須嚴格控制水泥用量，做到經濟合理，精益求精，以確保工程質量。

3、混合料的含水量控制。廠拌混合料現(xiàn)場，每天由后場專職試驗人員在早上、中午、下午分別測定各種集料的含水量，根據(jù)施工配合比設計的最佳含水量指標，結合當天的氣溫、濕度、運距情況確定混合料拌和時的用水量。在前場負責檢測壓實度的專職試驗人員，在混合料攤鋪整型過程中亦及時測定混合料的含水量，及時指揮壓路機碾壓，力求在最佳含水量條件下碾壓，盡量避免由于含水量過大出現(xiàn)“彈軟”、“波浪”等現(xiàn)象，影響混合料不能達到密度和強度，增大混合料的干縮性，使結構層容易產生干縮裂縫;或由于含水量偏小使混合料容易松散，不易碾壓成型，也會影響混合料可能達到的密度和強度。所以只有嚴格按規(guī)范施工，加強每一施工環(huán)節(jié)的質量控制，才能保證施工質量。

4、混合料的運輸應避免車輛的顛簸，以減少混合料的離析。在氣溫較高、運距較遠時要加蓋氈布，以防止水分過分損失。攤鋪、碾壓時，攤鋪系數(shù)1.3∽1.5之間(正常速度下英格索蘭攤鋪機為1.3、徐工攤鋪機為1.5、且攤鋪系數(shù)與攤鋪機的行駛速度也有關)，施工中必須貫徹“寧高勿低、寧刮勿補”的原則， 全部施工工程力爭在水泥終凝時間前完成。碾壓完畢立即做密實度試驗，若試驗結果達不到標準重新進行碾壓。

5、混合料攤鋪接縫的處理。接縫有縱向接縫和橫向接縫兩種，當攤鋪機寬度足夠時，整幅攤鋪時不存在縱縫接縫問題。當攤鋪機的攤鋪寬度不足時，采用2臺攤鋪機一前一后同步向前攤鋪混合料，并一起進行碾壓，這樣也可以避免縱向接縫。由于本標段結構物較多，一般情況下都以兩結構物間為一施工段落，避免了橫向接縫，如有特殊，需設置橫向接縫，其處理方法是將攤鋪機附近及其下面未經壓實的混合料鏟除，將已碾壓密實且高程和平整度符合要求的末端挖成一橫向垂直向下的斷面，攤鋪機返回到壓實層的端部，用木墊板墊至虛鋪高度，再攤鋪新的混合料，繼續(xù)下一步施工。

水穩(wěn)材料主要由粒料和灰漿體積組成。粒料為級配碎石，灰漿體積包括水和膠凝材料，膠凝材料由水泥和混合材料組成。

1、水泥

水泥作為集合料的一種穩(wěn)定劑，其質量對集料的質量是至關重要的，施工時選用終凝時間較長，標號較低的水泥。為使穩(wěn)定土有足夠的時間進行拌和、運輸、攤鋪、碾壓以及保證其具有足夠的強度，不應使用快凝水泥、早強水泥以及受潮變質水泥。

2、混合材料

混合材料分活性和非活性兩大類。活性材料是指粉煤灰等物質，可與水泥中析出的氧化鈣作用。非活性材料是指不具有活性或活性甚低的人工或天然的礦物材料，對這類材料的品質要求是材料的細度和不含有害的成分。

粉煤灰質量標準 表1

項 目 粉煤灰品質技術條件（GB1596-79） 水工混凝土摻用粉煤灰技術暫行規(guī)定

燒失量（%）

含水量（%）

三氧化硫含量（%）

細度（0.08MM篩篩除）（%）

需水量比（水泥膠砂需水量比）（%） <8

<1

<3

<8

<105 <12

<3.5

<12

3、集料

應用人工集配碎石，道路工程用做底基層時集料的最大粒徑不應超過40mm，顆粒組成范圍，用表2中1號級配，用做基層時，集料的最大粒徑不應超過30mm，顆粒組成應在表2所列2號級配范圍內。

適宜用做水泥穩(wěn)定集料的顆粒組成范圍 表2

編號 1 2

通過下列篩孔（mm）的重量百分比（%） 100 100

90~100 90~100 100

75~90 75~90 90~100

50~70 50~70 60~80

30~55 30~55 30~50

15~35 15~35 15~30

10~20 10~20 10~20

0~7 0~7 0~7

液限 （%） <25 <25

塑性指數(shù) <6 <6

石料的磨耗值不超過35%，石料的壓碎值不超過30%

4、水

通常適合于飲用的水，均可拌制和養(yǎng)護水穩(wěn)。如對水質有疑問，要確定水中是否有對水泥強度發(fā)展有重大影響的物質時，需要進行試驗。從水源中取水制成的水泥砂漿的抗壓強度與蒸餾水制成的水泥砂漿抗壓強度比，低于90%者，此種水不許用于水穩(wěn)施工。

水泥穩(wěn)定碎石是以級配碎石作骨料，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。其壓實度接近于密實度，強度主要靠碎石間的嵌擠鎖結原理，同時有足夠的灰漿體積來填充骨料的空隙。它的初期強度高，并且強度隨齡期而增加很快結成板體，因而具有較高的強度，抗?jié)B度和抗凍性較好。水穩(wěn)水泥用量一般為混合料3%~6%，7天的無側限抗壓強度可達1.5~4.0mpa，較其他路基材料高。水穩(wěn)成活后遇雨不泥濘，表面堅實，是高級路面的理想基層材料。

根據(jù)交通部《公路路面基層施工技術規(guī)范》規(guī)定，道路中采用的水泥穩(wěn)定碎石均屬中粒土，由于水穩(wěn)中含有水泥等膠凝材料，因而要求整個施工過程要在水泥終凝前完成，并且一次達到質量標準，否則不易修整。因而施工中要求加強施工組織設計和計劃管理，增加現(xiàn)場施工人員的緊迫感和責任感，加快施工進度，加大機械化施工程度，提高機械效率。水穩(wěn)的施工方法也符合現(xiàn)代化大規(guī)模機械化發(fā)展的方向，因而水穩(wěn)在公路工程中的應用會得到很快推廣。