水泥穩(wěn)定碎石施工質(zhì)量控制

王煥麗，王衛(wèi)彪

(石家莊市公路橋梁建設(shè)集團(tuán))

水泥穩(wěn)定碎石是近幾年新興的用于高等級公路底基層、基層施工的一種半剛性路面結(jié)構(gòu)形式，但其材料級配、水泥劑量、攤鋪碾壓、離析處理及成型后養(yǎng)生在實(shí)際施工中比較難控制，稍有不慎，就會產(chǎn)生裂縫，厚度、強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求等缺陷，導(dǎo)致瀝青面層龜裂破壞，造成不可估量的損失，甚至?xí)粝鹿こ屉[患，造成嚴(yán)重后果。

1 結(jié)構(gòu)層概況

主線行車道路面結(jié)構(gòu):上面層采用9cmAC－16Ⅰ型瀝青混凝土，基層為32cm水泥穩(wěn)定碎石，底基層為16cm12%石灰土。基層頂面設(shè)置改性乳化瀝青封層。

2 材料質(zhì)量

(1)水泥作為集料的一種穩(wěn)定劑，施工時(shí)宜選用終凝時(shí)間較長，標(biāo)號較低的水泥。為使水泥穩(wěn)定碎石有足夠的時(shí)間進(jìn)行拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓保證其有足夠的強(qiáng)度，禁止使用快硬水泥、早強(qiáng)水泥以及受潮水泥，根據(jù)合同要求路面基層用緩凝水泥要求3d抗壓程度16～20MPa;水泥各齡期強(qiáng)度、安定性等達(dá)到相應(yīng)指標(biāo)要求;要求水泥初凝時(shí)間3h以上、終凝時(shí)間不小于6h。

(2)碎石的外觀顏色應(yīng)一致，不得使用紅色、黃色等風(fēng)化石料。材料應(yīng)按不同粒徑分類堆放，中間加有效隔斷，以利于施工時(shí)摻配方便。采用的套篩應(yīng)與規(guī)定要求一致，各級配碎石存放場地必須進(jìn)行水泥混凝土硬化，分別堆放，并有良好排水措施。

(3)凡飲用水皆可使用，遇到可疑水源，應(yīng)委托有關(guān)部門化驗(yàn)鑒定。

3 混合料組成設(shè)計(jì)

(1)取工地實(shí)際使用的集料分別進(jìn)行篩分，按顆粒組成進(jìn)行計(jì)算，確定各種集料的組成比例，要求組成混合料的集配應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。(2)取工地實(shí)際使用的水泥，按不同水泥劑量分組試驗(yàn)。制備不同比例的混合料，用重型擊實(shí)法確定各組混合料的最佳含水量和最大干密度。(3)為減少基層裂縫，必須做到三個(gè)限制:在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上限制水泥用量;在減少含泥量的同時(shí)，限制細(xì)集料、粉料用量;根據(jù)施工時(shí)氣候條件限制含水量。(4)具體要求水泥劑量不應(yīng)大于5.0%;小于0.075mm的顆粒含量不應(yīng)超過5%;含水量根據(jù)天氣及氣溫情況控制在最佳含水量浮動(dòng)2%范圍內(nèi)。(5)確定最佳含水量后拌制水泥穩(wěn)定碎石混合料，按規(guī)范要求壓實(shí)度制備混合料試件。試件在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)6d，浸水1d后取出做無限抗壓強(qiáng)度。穩(wěn)定碎石7d浸水無側(cè)限抗壓強(qiáng)度代表值應(yīng)滿足R代=3.2～4.0MPa。(6)符合強(qiáng)度要求的最佳配合比作為水泥穩(wěn)定碎石的生產(chǎn)配合比，用重型實(shí)法求得最佳含水量和最大干密度，經(jīng)總監(jiān)代表、助理確認(rèn)，報(bào)總監(jiān)批準(zhǔn)以指導(dǎo)施工。

4 施工

(1)廠拌設(shè)備的選型。拌和設(shè)備的質(zhì)量直接影響混合料拌和的質(zhì)量，而拌和設(shè)備的好壞關(guān)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(biāo)段選用WBC－500型穩(wěn)定土廠拌設(shè)備。該設(shè)備采用電磁調(diào)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)攤鋪前的準(zhǔn)備工作。清除作業(yè)面表面的浮土、積水等，并將作業(yè)面表面灑水濕潤。開始攤鋪的前一天要進(jìn)行測量放樣，一般在直線上間隔為10m，在曲線上為5m，做出標(biāo)記并打好導(dǎo)向控制線支架，根據(jù)松鋪系數(shù)算出松鋪厚度。

(3)混合料的拌和。開始拌和前，拌和場的備料應(yīng)有滿足3～5d的攤鋪用料。每天開始攪拌前，應(yīng)檢查場內(nèi)各處集料的含水量，計(jì)算當(dāng)天的配合比，外加水與天然含水量的總和要比最佳含水量略高。每天開始攪拌之后出料時(shí)要取樣檢查是否符合設(shè)計(jì)配合比，進(jìn)行正式生產(chǎn)之后，每1～2h檢查一次拌和情況，抽檢其配合比、含水量是否變化。高溫作業(yè)時(shí)，早晚與中午的含水量要有區(qū)別，要按溫度變化及時(shí)調(diào)整。拌和機(jī)出料不允許采取自由跌落成堆裝載機(jī)裝料運(yùn)輸?shù)姆椒?，要配備帶活門漏斗出料直接裝車運(yùn)輸，裝車時(shí)車輛應(yīng)前后移動(dòng)，至少分三次裝料，避免混合料離析。

(4)混合料的運(yùn)輸。運(yùn)輸車輛在每天開工前要檢查其完好情況，裝料前應(yīng)將車廂清洗干凈。運(yùn)輸車輛數(shù)量一定要滿足拌和和出料與攤鋪需要，并略有富余。應(yīng)盡快將拌成的混合料運(yùn)送到鋪筑現(xiàn)場，車上的混合料應(yīng)加以覆蓋，減少水分損失。如運(yùn)輸車輛中途出現(xiàn)故障，必須立即以最短時(shí)間排除，當(dāng)有困難時(shí)，車內(nèi)混合料應(yīng)在初凝之前運(yùn)到工地，否則必須予以放棄。

(5)混合料的攤鋪。攤鋪前應(yīng)檢查攤鋪機(jī)各部分運(yùn)轉(zhuǎn)情況，而且每天堅(jiān)持重復(fù)此項(xiàng)工作。調(diào)整好傳感器臂與導(dǎo)向控制線的關(guān)系;嚴(yán)格控制基層厚度和高程，保證路拱橫坡度滿足設(shè)計(jì)要求。攤鋪機(jī)宜連續(xù)攤鋪，禁止攤鋪機(jī)停機(jī)待料。攤鋪機(jī)的攤鋪速度一般宜在1～2m/min左右，攤鋪機(jī)的螺旋布料器應(yīng)有1/2～2/3埋入混合料中。本標(biāo)段基層混合料攤鋪采用2臺ABG423攤鋪機(jī)梯隊(duì)作業(yè)，一前一后保證速度一致、攤鋪厚度一致、松鋪系數(shù)一致、路拱坡度一致、攤鋪平整度一致、振動(dòng)頻率一致等，使得兩機(jī)攤鋪接縫平整。

(6)混合料的碾壓:混合料經(jīng)攤鋪成型后，即可使用壓路機(jī)碾壓，碾壓長度需根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況確定，如果實(shí)測混合料的含水量高于最佳含水量，且氣溫較低時(shí)可適當(dāng)延長碾壓長度，但不應(yīng)超過終凝時(shí)間，如果混合料已接近最佳含水量且溫度較高蒸發(fā)快時(shí)，應(yīng)縮短碾壓長度，確保在最佳含水量時(shí)進(jìn)行碾壓。每臺攤鋪機(jī)后面，緊跟三輪、雙鋼輪壓路機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)和輪胎壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，一次碾壓長度一般為50～80m。碾壓段落必須層次分明，設(shè)置明顯的分界標(biāo)志，有監(jiān)理旁站。

碾壓應(yīng)遵循試驗(yàn)路段確定的程序與工藝，注意穩(wěn)壓要充分，振壓不起浪、不推移。壓實(shí)程序是先穩(wěn)壓、開始輕振動(dòng)碾壓、再重振動(dòng)碾壓、最后膠輪穩(wěn)壓，壓至無輪跡為止。碾壓過程中，可用核子儀初查壓實(shí)度，不合格時(shí)，重復(fù)再壓。碾壓完成后用灌砂法檢測壓實(shí)度。壓路機(jī)碾壓時(shí)應(yīng)重疊1/2輪寬。壓路機(jī)倒車換擋要輕切平順，不要拉動(dòng)基層，在第一遍初步穩(wěn)壓時(shí)，倒車后盡量原路返回、換檔位置應(yīng)在已壓好的段落上，在未碾壓的一頭換檔倒車位置錯(cuò)開，要成齒狀，出現(xiàn)個(gè)別擁包時(shí)，應(yīng)配專人進(jìn)行鏟平處理。壓路機(jī)碾壓時(shí)的行駛速度，第1～2遍宜為1.5～1.7 km/h，以后各遍為1.8～2.2km/h。壓路機(jī)停車要錯(cuò)開，而且離開3m遠(yuǎn)，最好停在已碾壓好的路段上，以免破壞基層結(jié)構(gòu)。碾壓完成后達(dá)到要求的壓實(shí)度，同時(shí)沒有明顯的輪跡。為保證水泥穩(wěn)定碎石基層邊緣強(qiáng)度應(yīng)有一定的超寬。(7)接縫設(shè)置:接縫有縱向接縫和橫向接縫，當(dāng)攤鋪機(jī)寬度足夠時(shí)，整幅攤鋪時(shí)不存在縱接縫問題。當(dāng)攤鋪機(jī)的攤鋪寬度不足時(shí)，采用2臺攤鋪機(jī)一前一后同步向前攤鋪混合料，并一起進(jìn)行碾壓，這樣也可以避免縱向接縫。

水泥穩(wěn)定類混合料攤鋪時(shí)，必須連續(xù)作業(yè)不中斷，如因故中斷時(shí)間超過2h，則應(yīng)設(shè)橫縫;每天收工和第2d開工的接頭斷面也要設(shè)置橫縫。如攤鋪中斷超過2h，而又未設(shè)置橫向接縫，則應(yīng)將攤鋪機(jī)附近及其下面未壓實(shí)的混合料鏟除，并將已碾壓密實(shí)且高程和平整度符合要求的末端挖成與路中心線垂直的斷面，攤鋪機(jī)返回到壓實(shí)層頂，用木塊墊到虛鋪厚度，然后再攤鋪新的混合料。

5 養(yǎng)生及交通管制

對已完成碾壓并經(jīng)壓實(shí)度檢測合格的應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)生，不能延誤。養(yǎng)生可采用塑料薄膜全面覆蓋密封養(yǎng)護(hù)，當(dāng)氣溫較低時(shí)，在塑料膜上加蓋土工布或麻袋養(yǎng)護(hù)，并采取措施確保在7d內(nèi)基層處于濕潤狀態(tài)。在上一層路面結(jié)構(gòu)施工時(shí)方可移走覆蓋物，養(yǎng)生期間應(yīng)定期灑水。養(yǎng)生結(jié)束后，必須將覆蓋物清除干凈。灑水車灑水養(yǎng)生時(shí)，灑水車的噴頭要用噴霧式，不得用高壓式噴管，以免破壞基層結(jié)構(gòu)，灑水次數(shù)應(yīng)視氣候而定，整個(gè)養(yǎng)生期間應(yīng)始終保持水泥穩(wěn)定碎石基層表面濕潤。基層養(yǎng)生期不應(yīng)少于7d，養(yǎng)生期間灑水車必須在另外一側(cè)車道上行駛。養(yǎng)生期間必須確保塑料薄膜完好無損，以確保密封養(yǎng)護(hù)，如有任何破損，則必須及時(shí)修補(bǔ)或更換。在養(yǎng)生期間應(yīng)封閉交通，禁止車輛通行。

6 質(zhì)量管理及檢查驗(yàn)收

水泥劑量的測定應(yīng)在拌和機(jī)拌和后取樣，并立即送到工地試驗(yàn)室進(jìn)行滴定試驗(yàn)。水泥用量除用滴定法檢測水泥劑量外，還必須進(jìn)行總量控制檢測，即要求記錄每天的實(shí)際水泥用量、集料用量和實(shí)際工程量，計(jì)算對比水泥劑量的一致性。

7 重點(diǎn)控制裂縫的產(chǎn)生

水泥穩(wěn)定碎石基層的裂縫有兩類。一類是強(qiáng)度不足引起的裂縫，與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量有關(guān)。只要搞好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加強(qiáng)質(zhì)量管理，這類裂縫是可以清除的。另一類是收縮裂縫，因?yàn)樗喾€(wěn)定碎石是一種快凝的膠凝材料，和其他膠凝材料一樣也有收縮的性質(zhì)，主要是干縮和冷縮。當(dāng)發(fā)生收縮時(shí)，如受到底層或者其他因素限制，就有出現(xiàn)收縮裂縫的可能。故解決此裂縫問題，要先了解影響收縮的原因。水泥穩(wěn)定碎石混合料的干縮是由水分的散失引起的，失水越多，收縮愈大。這是因?yàn)榛旌狭纤终舭l(fā)時(shí)毛細(xì)孔內(nèi)水面下降，彎月面的曲率變大，在表面張力作用下水的內(nèi)部壓力比外部壓力小，隨著毛細(xì)孔水的不斷蒸發(fā)，毛細(xì)孔中負(fù)壓逐漸增大，產(chǎn)生收縮力使混合料收縮。干縮另一個(gè)原因是水化物層間水的脫出，水化硅酸鈣的層間水分子具有吸水膨脹和脫水收縮的特征。

總之，公路基層施工質(zhì)量的控制雖然受到人員、機(jī)械、材料、水文、氣候、施工工藝等多種因素的綜合影響，但只要嚴(yán)格按要求施工，完全能夠保證工程質(zhì)量。