水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制探討

姚杏芬

摘要：文章分析了采用傳統(tǒng)施工方法進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石基層施工存在的一些質(zhì)量通病及對(duì)瀝青路面造成的病害，并結(jié)合廣西柳南高速公路改擴(kuò)建工程實(shí)例，介紹了水泥穩(wěn)定碎石基層施工的新工藝、新方法，探討了水泥穩(wěn)定碎石基層施工的質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：公路路面;施工;水泥穩(wěn)定碎石基層;質(zhì)量控制

0 引言

水泥穩(wěn)定碎石基層是公路工程瀝青路面結(jié)構(gòu)層的主要承重結(jié)構(gòu)層，是路面施工重中之重的關(guān)鍵工序，其工程質(zhì)量會(huì)直接影響到整個(gè)路面工程的壽命，因而對(duì)于各參建單位來說，控制好水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量是關(guān)鍵點(diǎn)。

傳統(tǒng)的水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝技術(shù)都很成熟，但通常情況下會(huì)產(chǎn)生以下幾項(xiàng)質(zhì)量通病：7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不達(dá)標(biāo);攤鋪時(shí)粗細(xì)顆粒分離，造成離析;壓實(shí)度不滿足要求;基層表現(xiàn)出現(xiàn)松散現(xiàn)象;成型后基層表面平整度差;容易出現(xiàn)干（溫）縮裂縫等。造成這些質(zhì)量通病的原因無外乎有以下幾個(gè)方面：（1）原材料沒有把好關(guān);（2）配合比設(shè)計(jì)不合理;（3）現(xiàn)場(chǎng)施工未嚴(yán)格按規(guī)范要求實(shí)施;（4）后期的保養(yǎng)未到位。

針對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層存在的種種質(zhì)量問題，本文結(jié)合廣西柳南高速公路改擴(kuò)建工程水泥穩(wěn)定碎石基層施工全過程，對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。廣西柳南高速公路在施工過程中采用了新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)等創(chuàng)新手段，質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果很令人滿意，工程質(zhì)量遠(yuǎn)高于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，基本上解決了上述質(zhì)量通病。

為能解決水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量通病，該項(xiàng)目主要通過對(duì)原材料作出更高要求的控制、在技術(shù)上作出更加精細(xì)化控制、在施工工藝上進(jìn)行創(chuàng)新，使得水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量總體上了一層樓。

1 準(zhǔn)備階段：原材料的控制

水泥穩(wěn)定碎石基層的材料由水泥、集料、水按一定比例組成。水泥的摻量在5%左右，對(duì)水泥的要求是能滿足基本的強(qiáng)度要求，對(duì)水的要求與通常飲用水要求一致即可，集料作為主材，具有明顯的控制作用。

眾所周知，材料在施工過程中很容易發(fā)生變化，控制好材料的質(zhì)量就是把好了第一道關(guān)。通常情況下材料的控制根據(jù)《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/TF20-2015）進(jìn)行，對(duì)級(jí)配碎石（粗集料）的要求主要滿足以下指標(biāo)要求（見表1、表2）：

實(shí)際上為了得到更好的質(zhì)量效果，項(xiàng)目對(duì)集料提出了更具體、更高的要求：

（1）粗集料必須是級(jí)配碎石，不能使用未經(jīng)篩分的碎石。

同時(shí)對(duì)級(jí)配碎石的要求是必須在級(jí)配要求范圍內(nèi)，不需要必須接近中值目標(biāo)，甚至盡可能偏向下限范圍，如圖1所示。

（2）嚴(yán)格控制細(xì)集料的品質(zhì)，嚴(yán)禁使用石屑，必須采用機(jī)制砂作為細(xì)集料，而且對(duì)其潔凈程度有要求。

借鑒《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中（如表3所示）的瀝青混合料對(duì)細(xì)集料的要求，水泥穩(wěn)定碎石基層對(duì)細(xì)集料增加了“砂當(dāng)量”的指標(biāo)要求。砂當(dāng)量是細(xì)集料潔凈程度的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)，在《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》規(guī)范中，相應(yīng)的水泥穩(wěn)定碎石基層對(duì)原材料的指標(biāo)要求中沒有這個(gè)指標(biāo)。經(jīng)過試驗(yàn)比對(duì)，項(xiàng)目決定增加這個(gè)指標(biāo)并在瀝青混合料對(duì)該指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)上再提高10%～20%。提出這個(gè)要求并非無中生有，而是試驗(yàn)人員經(jīng)過了大量的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)集料的潔凈程度對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層工程質(zhì)量影響較大。因此，項(xiàng)目在50%～85%區(qū)間的砂當(dāng)量反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)，從生產(chǎn)環(huán)節(jié)到基層成品質(zhì)量效果來看，得出砂當(dāng)量控制在60%～70%時(shí)為最佳狀態(tài)的結(jié)論。

（3）其他方面要求

為減少瀝青路面在使用期間水的潛留以及毛細(xì)水上升的情況出現(xiàn)，保證路面面層受力狀態(tài)下的干燥程度達(dá)到最佳狀態(tài)，嚴(yán)格控制細(xì)集料的含粉量及塑性指數(shù)指標(biāo)要求。同時(shí)，在施工時(shí)控制好基層的密實(shí)度，既保證基層強(qiáng)度達(dá)到要求，又滿足層間排水問題。這與以往施工過程中要求的“板結(jié)”有些許沖突。傳統(tǒng)施工基層“板結(jié)”好就說明基層密實(shí)程度好，整體效果好，若要達(dá)到“板結(jié)”效果就必須加入相對(duì)多的細(xì)料。但如果細(xì)料過多，路面層間的排水問題就會(huì)受到影響。因此，為了找到一個(gè)平衡點(diǎn)，在集料的級(jí)配上，對(duì)4.75mm粒徑以下的含量必須進(jìn)行嚴(yán)格控制，這與前文對(duì)“砂當(dāng)量”指標(biāo)的要求相呼應(yīng)。

（4）配合比的控制

認(rèn)真按規(guī)范完成三個(gè)階段的配合比設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整和分析，以期達(dá)到質(zhì)量最佳效果。在施工過程中不斷抽查集料的級(jí)配情況，務(wù)必滿足規(guī)范及上述各項(xiàng)指標(biāo)要求。

2 施工技術(shù)的不斷完善

施工前的任務(wù)安排及技術(shù)交底工作非常重要，這也是精細(xì)化、規(guī)范化施工的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地準(zhǔn)備及組織施工環(huán)節(jié)都很重要。從拌和站的選點(diǎn)、拌和設(shè)備的選擇到材料運(yùn)輸、運(yùn)送混合料到現(xiàn)場(chǎng)、現(xiàn)場(chǎng)的施工、機(jī)械組合情況，必須做到無縫對(duì)接。

2.1 拌和樓的設(shè)置及技術(shù)要求

我們采取的拌和方式是廠拌法。拌和站選址及建設(shè)按規(guī)范要求完成即可，與平常不同的是該項(xiàng)目的拌和樓拌和缸采用的是雙缸拌和技術(shù)。

通常情況下，一個(gè)拌和站只需要一個(gè)拌和缸就可以滿足施工生產(chǎn)的需求，按規(guī)范規(guī)定只要滿足≥36s連續(xù)拌和，得出的基層混合料就可以送到施工現(xiàn)場(chǎng)。而本項(xiàng)目拌和樓采用雙攪拌缸兩級(jí)攪拌，一級(jí)攪拌缸攪拌混合干料和水，出料口通過半成品輸送皮帶與二級(jí)成品攪拌缸的進(jìn)料口連接，形成雙缸兩級(jí)串聯(lián)攪拌模式，其優(yōu)勢(shì)如下：

（1）在攪拌軸設(shè)置同步振動(dòng)電機(jī)，向攪拌軸和攪拌葉片釋放1500次以上的振動(dòng)強(qiáng)力波，使水、水泥、粗細(xì)集料等充分彌散，解決傳統(tǒng)攪拌存在的“水泥結(jié)團(tuán)粒”現(xiàn)象，在攪拌過程中使水泥水化充分徹底。

（2）振動(dòng)式攪拌技術(shù)解決了傳統(tǒng)單攪拌缸攪拌的集料拌和不均勻和普遍存在離析的問題，在一定程度上可以降低細(xì)集料的用量，從而可以減少水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)層裂縫的產(chǎn)生，提高路面工程質(zhì)量。

（3）振動(dòng)式拌和機(jī)使攪拌“無死角，無低效區(qū)”，實(shí)現(xiàn)均勻化拌和。通過雙拌缸拌和出來的水泥穩(wěn)定碎石基層混合料更加均勻。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，生產(chǎn)出來的基層混合料均勻、色澤一致、無灰團(tuán)、無花白料，含水量控制穩(wěn)定，混合料均勻性大幅度提升，施工和易性增強(qiáng)，碾壓動(dòng)穩(wěn)定度提升，很少有彈簧現(xiàn)象，減少離析現(xiàn)象，強(qiáng)度提升。

2.2 施工工藝的創(chuàng)新

（1）本項(xiàng)目水泥穩(wěn)定碎石基層采用的是關(guān)模攤鋪施工工藝，采用攤鋪機(jī)攤鋪施工，不能用推土機(jī)或平地機(jī)進(jìn)行攤鋪。攤鋪過程中嚴(yán)格控制攤鋪機(jī)的攤鋪速度及厚度，避免發(fā)生離析及平整度不滿足要求等情況。

（2）在碾壓工藝程序上也有與常規(guī)的基層施工碾壓工藝不同的要求，借鑒瀝青路面的碾壓程度，采用初壓-復(fù)壓-終壓的工藝工序。復(fù)壓工序用膠輪輔助碾壓，通過強(qiáng)制膠輪揉搓直到表面緊密，強(qiáng)調(diào)的是“緊密”而不是“板結(jié)”。這與前面對(duì)細(xì)集料摻量要求的控制有關(guān)，細(xì)集料過多是達(dá)到板結(jié)的目的，但排水功能受到影響，但本項(xiàng)目要達(dá)到的是強(qiáng)度既能滿足要求又不影響排水，故水泥穩(wěn)定碎石基層混合料要達(dá)到骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)而不是懸浮結(jié)構(gòu)。

3 養(yǎng)護(hù)

本項(xiàng)目對(duì)水穩(wěn)基層的養(yǎng)護(hù)基本上采用透水土工布進(jìn)行養(yǎng)生。在基層施工完成并進(jìn)行壓實(shí)度、寬度、平整度、高程、橫坡等檢測(cè)后，立即覆蓋透水土工布進(jìn)行養(yǎng)生。土工布兩側(cè)須壓上石塊或預(yù)制塊等，防止被風(fēng)吹開。同時(shí)，為了保證基層表面的清潔和土工布的有效重復(fù)利用，在土工布搭接處每隔1.5～2.0m釘緊密實(shí)，確保土工布不易被吹開。土工布覆蓋待水泥終凝后達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，立即用灑水車全斷面灑水養(yǎng)生。這期間，經(jīng)常派人檢查土工布濕潤(rùn)和覆蓋情況，及時(shí)補(bǔ)充水分，確保土工布表面始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)。對(duì)覆蓋物損壞的地方，要立即對(duì)混合料表面補(bǔ)灑水后重新覆蓋，避免底基層表面長(zhǎng)時(shí)間失水或忽干忽濕，以保證基層強(qiáng)度并減小收縮裂縫的可能。養(yǎng)生期≥7d，養(yǎng)生期間不允許任何車輛行駛。

4 質(zhì)量檢測(cè)

施工、養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，檢測(cè)環(huán)節(jié)尤為重要。對(duì)成品的質(zhì)控檢測(cè)指標(biāo)除了常規(guī)項(xiàng)目外，需要對(duì)壓實(shí)度、強(qiáng)度及彎沉值進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，尤其是強(qiáng)度指標(biāo)，基本達(dá)到“一票否決”的效果。經(jīng)過對(duì)整個(gè)項(xiàng)目水泥穩(wěn)定碎石層的強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，7d無側(cè)限抗壓平均強(qiáng)度差不多達(dá)到9MPa（設(shè)計(jì)水泥劑量5%），遠(yuǎn)超過規(guī)范要求。經(jīng)過對(duì)強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行隨機(jī)抽查，統(tǒng)計(jì)本項(xiàng)目樣本500組，與區(qū)內(nèi)其他單缸拌和施工的項(xiàng)目進(jìn)行比對(duì)，強(qiáng)度平均值、均方差、變異系數(shù)等指標(biāo)明顯改善，具體數(shù)值如表4所示：

經(jīng)過調(diào)查統(tǒng)計(jì)，本項(xiàng)目水泥穩(wěn)定碎石基層施工有幾個(gè)非常值得肯定的地方：（1）在本項(xiàng)目全線未出現(xiàn)極小值低于設(shè)計(jì)規(guī)定值的情況;（2）基層表面橫向裂紋比以往項(xiàng)目大幅度減少，整個(gè)項(xiàng)目出現(xiàn)橫向裂紋只是極個(gè)別現(xiàn)象;（3）基層長(zhǎng)期作為運(yùn)輸便道時(shí)，飛石、脫?，F(xiàn)象非常少;（4）兩層鉆芯成功取芯概率提升，甚至出現(xiàn)三層連接的，隨機(jī)抽取的芯樣非常好，沒有松散不成型的情況。

5 結(jié)語

工程施工需要立足現(xiàn)場(chǎng)，以圖紙、規(guī)范為根本，在此基礎(chǔ)上不斷超越、不斷創(chuàng)新。本項(xiàng)目利用規(guī)范化、機(jī)械化、信息化、精細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)開展施工建設(shè)，通過對(duì)原材料更高要求的控制、工程技術(shù)上更加精細(xì)化、施工工藝不斷創(chuàng)新，使工程實(shí)體得到了更高、更好的質(zhì)量效果。時(shí)間是最好的試金石，雖然施工過程中得到的數(shù)據(jù)及成品檢測(cè)數(shù)據(jù)都不錯(cuò)，但真正的質(zhì)量效果仍需要通過時(shí)間來檢驗(yàn)，希望本文介紹的水泥穩(wěn)定碎石基層施工方法今后在其他工程項(xiàng)目得到更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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