試論公路水穩(wěn)碎石基層施工與試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)控制

姜越川

摘要：本文根據(jù)筆者多年來(lái)的施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合工程實(shí)例詳細(xì)分析了在高速公路工程施工中水穩(wěn)基層施工要求，并提出了試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)控制的措施，達(dá)到提高工程質(zhì)量的目的。

關(guān)鍵詞：水穩(wěn)碎石；基層公路；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：U416.214

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1008-0422（2013）06-0132-02

1 引言

在高速公路基層施工過(guò)程中，水穩(wěn)基層是一種應(yīng)用范圍比較廣的半剛性基層結(jié)構(gòu)型式。該型式的力學(xué)性能、抗凍性能、承載力以及水穩(wěn)性等都較為良好，受到了廣大施工單位的歡迎。在施工過(guò)程中，由于材料的級(jí)配、配置過(guò)程中水泥的具體劑量、攤鋪碾壓施工情況以及道路成型時(shí)間等都比較難控制，所以有必要進(jìn)一步對(duì)水穩(wěn)碎石基層施工技術(shù)以及施工質(zhì)量的控制情況進(jìn)行探討。

2 工程概況以及主要施工要求

某高速公路工程項(xiàng)目，路基的寬度范圍為24.2-26m，采用水泥穩(wěn)定碎石基層。其中P6合同標(biāo)段路面結(jié)構(gòu)共由5層即瀝青砼路面厚17cm；下封層0.6cm乳化瀝青稀漿；基層采用5%水泥穩(wěn)定碎石34cm；底基層采用4%水泥穩(wěn)定碎石，厚20cm；及路基底層組成，全線瀝青砼路面上面層和中間面層均采用改性瀝青。該高速公路基層結(jié)構(gòu)所用主要施工材料有：水泥、碎石、水等，為保證質(zhì)量，應(yīng)對(duì)材料的技術(shù)特性嚴(yán)格進(jìn)行控制和要求，并按規(guī)范進(jìn)行混合料配合比試驗(yàn)，以確保高速公路水穩(wěn)基層工程質(zhì)量。整個(gè)施工過(guò)程中需要做好環(huán)保工作，避免在材料運(yùn)輸時(shí)發(fā)生揚(yáng)塵、跑塵等現(xiàn)象；另外，施工期間要組織好交通行車(chē)，確保施工安全，其他事宜也都要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

3 水穩(wěn)碎石基層的具體施工過(guò)程以及施工質(zhì)量控制措施

3.1 高程控制樁施工

在對(duì)高度以及橫坡進(jìn)行控制的過(guò)程中，針對(duì)中央分隔帶的邊緣位置以及路肩內(nèi)邊緣位置，可以采用規(guī)格大小為10x15x3cm的混凝土方塊，將其作為高程控制點(diǎn)，確保每個(gè)點(diǎn)之間的間隔距離保持在10m左右，同時(shí)進(jìn)行換手復(fù)測(cè)，然后對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行固定。在高程控制點(diǎn)處設(shè)置導(dǎo)梁支點(diǎn)，并按照設(shè)計(jì)標(biāo)高適當(dāng)?shù)恼{(diào)整導(dǎo)梁的高度。

3.2 拌和以及上料施工

在進(jìn)行混合料的拌和之前需要調(diào)試設(shè)備，確保含水量以及混合料的顆粒組成都能夠滿足施工設(shè)計(jì)要求。在拌和過(guò)程中要根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行配料操作，為了有效彌補(bǔ)混合料運(yùn)輸、攤鋪以及碾壓施工中損失的水分，要求實(shí)際含水量高出最佳含水量的0.2%；拌和時(shí)應(yīng)該經(jīng)常檢查具體的含水量并及時(shí)調(diào)整，保證混合料的質(zhì)量滿足施工要求；完成拌和之后要盡快將其運(yùn)到攤鋪施工現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)輸時(shí)做好覆蓋工作；針對(duì)已經(jīng)完成拌和的水泥穩(wěn)定碎石混合料，需要進(jìn)行抽樣測(cè)量，確保含灰量滿足施工規(guī)定；合理控制卸料速度，要求卸料能夠和攤鋪保持同步，避免發(fā)生離析問(wèn)題。

3.3 攤鋪及整型施工

根據(jù)水穩(wěn)基層的填筑厚度為18cm，根據(jù)試驗(yàn)段數(shù)據(jù)初定松鋪厚度為22.50cm（松鋪系數(shù)為1.25）；并用導(dǎo)梁控制標(biāo)高。攤鋪時(shí)采用一臺(tái)ABG325型和一臺(tái)ABG423型攤鋪機(jī)前后相距8m進(jìn)行攤鋪；前一臺(tái)鋪攤機(jī)一側(cè)傳感器搭在鋼絞線上，另一側(cè)采用橫坡儀按設(shè)計(jì)坡度定位；后一臺(tái)攤鋪機(jī)一側(cè)傳感器搭在鋼絞線上，另一側(cè)用滑靴，把滑靴放在前一臺(tái)所攤鋪出的水泥穩(wěn)定碎石基準(zhǔn)面上，位置在距水泥穩(wěn)定碎石邊緣20～40cm內(nèi)同一位置上，調(diào)整好橫坡，調(diào)滅傳感器的指示燈，按照確定的松鋪系數(shù)以穩(wěn)定的速度連續(xù)地進(jìn)行攤鋪。攤鋪機(jī)后設(shè)專人消除粗細(xì)集料的離析，對(duì)局部粗集料窩進(jìn)行鏟除，并用新混合料填補(bǔ)。先右幅后左幅的次序進(jìn)行攤鋪。在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置三名專職試驗(yàn)人員，進(jìn)行混合料攤鋪過(guò)程的含水量檢查。攤鋪時(shí)在每臺(tái)攤鋪機(jī)后面安排兩人負(fù)責(zé)消除粗集料離析現(xiàn)象，特別是局部粗集料窩應(yīng)該鏟除，并用新拌混合料填補(bǔ)。在每臺(tái)攤鋪機(jī)前面兩側(cè)傳感器處安排兩人鏟料，及時(shí)填補(bǔ)兩側(cè)傳感器處的混合料。攤鋪機(jī)在攤鋪水泥穩(wěn)定碎石混合料時(shí)，根據(jù)其運(yùn)輸能力采用了0.15km/h的低速度攤鋪，保證了攤鋪的質(zhì)量，并且減少攤鋪機(jī)停機(jī)待料的情況。

3.4 攤鋪中的接縫處理施工

混合料攤鋪過(guò)程中發(fā)生的接縫主要包括兩種，分別是縱向接縫和橫向接縫。在攤鋪機(jī)的寬度滿足施工要求的前提下，整幅攤鋪一般不會(huì)發(fā)生縱縫接縫的問(wèn)題；如果攤鋪機(jī)寬度不足，則需要利用兩臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)進(jìn)行攤鋪和碾壓，通常會(huì)將一個(gè)施工斷落確定為兩個(gè)結(jié)構(gòu)物之間，可以有效防止橫向接縫問(wèn)題的發(fā)生。如果情況特殊，可以采取下述方法對(duì)橫向接縫進(jìn)行處理：把攤鋪機(jī)周?chē)鷫簩?shí)度較差的混合料全部鏟除，并把滿足施工要求的壓實(shí)段末端挖成一個(gè)向下的斷面，確保該斷面保持橫向垂直，然后將攤鋪機(jī)停在壓實(shí)層的端部，利用木墊板將其提高到虛鋪的高度，之后才可以繼續(xù)開(kāi)始新混合料的攤鋪。

3.5 碾壓成型施工

初壓時(shí)可以使用輕型光輪壓路機(jī)，將初壓速度控制在1.5～1.7km/h之間，在完成一遍錯(cuò)1/3輪靜壓之后，需要按照測(cè)量結(jié)果對(duì)高程以及平整度進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)不合格的點(diǎn)需要及時(shí)進(jìn)行局部修整工作，然后再靜壓一遍開(kāi)始混合料的復(fù)壓。

在復(fù)壓階段需要按照先輕后重、先低后高以及先兩邊后中間的原則進(jìn)行，確保輪跡重疊，從弱振開(kāi)始逐漸增強(qiáng)，要求先后分別兩遍弱振和強(qiáng)振碾壓，將碾壓速度控制在每小時(shí)2.0-2.5km之間。每完成一遍碾壓都應(yīng)該安排專門(mén)的測(cè)試員對(duì)密實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)比前后兩次碾壓的密實(shí)度，確保密實(shí)度增加。在完成第五遍碾壓操作之后，密實(shí)度應(yīng)該滿足相關(guān)的施工設(shè)計(jì)要求。

在終壓階段，需要將碾壓速度控制在每小時(shí)3.0-3.5km之間進(jìn)行一遍靜壓，然后利用膠輪壓路機(jī)確保道路的平整度以及密實(shí)度良好，沒(méi)有明顯的輪跡。在完成每一個(gè)區(qū)段的碾壓工作之后，都應(yīng)該對(duì)道路的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。

4 配合比試驗(yàn)

4.1 標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)

該試驗(yàn)要求在水泥試樣加水拌和之后的1小時(shí)內(nèi)完成，在完成分層擊實(shí)最后一層的擊實(shí)操作之后，要保證試樣超出試筒頂部位置的高度保持在6mm以內(nèi)。

4.2 無(wú)側(cè)限試驗(yàn)

該試驗(yàn)和擊實(shí)試驗(yàn)一樣，都需要在混合料完成拌和之后的1小時(shí)內(nèi)完成，凡是超出1小時(shí)的都應(yīng)該作廢。通常在脫模以后試件的高度都會(huì)超出很多，這時(shí)可以利用若干個(gè)厚度在0.1mm左右、直徑在150mm以內(nèi)的白鐵皮片進(jìn)行處理。

4.3 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度

4.3.1 用壓力機(jī)成型試件時(shí)一定要確保加壓保持均勻，在把上下壓柱全部壓到試模里以后，將壓力保持在1mim。

4.3.2 在規(guī)定值的基礎(chǔ)上增加1—2個(gè)試件，避免在道路養(yǎng)生時(shí)一些試件無(wú)法正常工作，有效的控制偏差系數(shù)。

4.3.3 由于每一個(gè)人的裝料手法都不盡相同，因此在制作無(wú)側(cè)限試件的過(guò)程中會(huì)由于強(qiáng)度值偏差系數(shù)過(guò)大而對(duì)強(qiáng)度代表值產(chǎn)生影響，所以裝料工作要盡可能由一個(gè)人完成。

4.3.4 經(jīng)常使用游標(biāo)卡尺對(duì)試模進(jìn)行測(cè)量，一旦發(fā)現(xiàn)上下直徑大小不一致以及試件周邊發(fā)生“起毛”等問(wèn)題，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行更換。

5 施工試驗(yàn)檢測(cè)需要注意的問(wèn)題

在進(jìn)行路面基層施工時(shí)候，一定要做好機(jī)械的配置工作，確保拌和樓的選擇科學(xué)合理。特別是在高等級(jí)公路工程的施工過(guò)程中，采用的拌和設(shè)備一定要具備電子計(jì)量裝置，確?；旌狭系募?jí)配精確程度滿足施工要求。另外，為了保證水泥水穩(wěn)碎石混合料的配比能夠符合施工設(shè)計(jì)規(guī)定，需要在正式施工之前安排專門(mén)人員對(duì)稱重設(shè)備進(jìn)行校核。

在完成料倉(cāng)以及用水量等的調(diào)試工作之后開(kāi)始試生產(chǎn)，采取EDTA滴定法等對(duì)水泥的劑量、含水量大小以及碎石的級(jí)配等進(jìn)行精確測(cè)量。要求級(jí)配符合施工要求，實(shí)際含水量不得超出預(yù)定含水量的±1%，另外要將水泥劑量保持在3.5%-5.0%之間。

5.1 級(jí)配

在拌和樓開(kāi)機(jī)之前需要先投放一段混合料，并在一小時(shí)內(nèi)完成篩分試驗(yàn)。如果試驗(yàn)結(jié)果正常則開(kāi)始混合料的拌和工作，如果試驗(yàn)結(jié)果不滿足拌和要求則需要根據(jù)級(jí)配將拌和樓各種料的具體出料比例進(jìn)行調(diào)整，然后再進(jìn)行篩分試驗(yàn)，直到篩分試驗(yàn)結(jié)果滿足拌和要求為止。

5.2 含水量

在施工過(guò)程中一定要做好前后場(chǎng)的聯(lián)系工作，根據(jù)天氣情況來(lái)調(diào)整混合料的含水量。通常在粉塵含量較低時(shí)含水量會(huì)在4%～5%之間，而粉塵含量相對(duì)較高時(shí)，含水量則會(huì)增加到5.5%～6%。因此在出料的過(guò)程中如果集料發(fā)生了改變，也要做好含水量的調(diào)整工作。

5.3 灰劑量

對(duì)混合料中水泥的劑量進(jìn)行合理的控制。如果水泥的劑量過(guò)少達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，將會(huì)對(duì)道路基層的強(qiáng)度造成影響，而劑量過(guò)多則會(huì)增加施工成本，而且基層在成型之后會(huì)發(fā)生開(kāi)裂問(wèn)題。因此及時(shí)是在拌和樓看似穩(wěn)定時(shí)，后場(chǎng)試驗(yàn)工作人員也一定要多進(jìn)行滴定，確保拌和樓的穩(wěn)定性。通常對(duì)滴定成果產(chǎn)生影響的因素比較多，一般包括下述幾個(gè)方面：

5.3.1 在滴定過(guò)程中所使用的溶液配置情況是否符合要求，尤其是EDTA二鈉稱取的準(zhǔn)確程度，而且氯化銨溶液的放置時(shí)間也不能太長(zhǎng)。

5.3.2 所有集料、水、水泥是否有代表性。各種材料比例是否準(zhǔn)確。

5.3.3 試驗(yàn)是否嚴(yán)格按《公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》JTJ057J-94操作，包括混合料攪拌、沉淀時(shí)間控制；取樣；對(duì)滴定終點(diǎn)的判斷；讀數(shù)等。

5.3.4 為防止單一滴定的不確定性，最好由2個(gè)試驗(yàn)員獨(dú)立平行滴定、對(duì)照，這樣才能克服因滴定溶液配置錯(cuò)誤、樣品、操作等引起的誤差。

5.3.5 水質(zhì)不同也會(huì)導(dǎo)致滴定結(jié)果有出入，要定期進(jìn)行總量校核，至少一周一次。

5.4 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度

每天的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度是否合格是判定這一天施工的水穩(wěn)是否合格的決定因素，因此強(qiáng)度試驗(yàn)看似簡(jiǎn)單，實(shí)質(zhì)上非常重要，需要引起試驗(yàn)人員的高度重視。為了有效減少試件間強(qiáng)度的偏差系數(shù)，提高試件的強(qiáng)度，應(yīng)該從以下幾方面增強(qiáng)重視程度：

5.4.1 混合料取樣一定要有代表性，制作前測(cè)一下含水量及灰劑量?；旌狭虾靠赏ㄟ^(guò)鍋炒法和酒精灼燒法快速測(cè)定，同時(shí)樣品必須密封，防止含水量損失。

5.4.2 制作稱量前對(duì)混合料再次人工拌和，如監(jiān)理組、業(yè)主也取樣，應(yīng)同時(shí)取樣，以便結(jié)果相互比較。

5.5 原材料

在后場(chǎng)的試驗(yàn)人員要多留意每天進(jìn)場(chǎng)的原材料，把進(jìn)場(chǎng)的材料和開(kāi)始做配比的材料進(jìn)行對(duì)比，出現(xiàn)異常情況要及時(shí)與后場(chǎng)材料員聯(lián)系，杜絕不合格的材料進(jìn)場(chǎng)。由于其他因素，料源往往不是同一礦山的料，這就要求對(duì)每批新料進(jìn)行檢測(cè)。看是否符合礦料用量比例，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，防止出現(xiàn)斷檔等問(wèn)題。要嚴(yán)格控制粉塵含量。粉塵含量直接影響著水穩(wěn)的強(qiáng)度以及成型。

5.6 其他

時(shí)刻注意皮帶上出料的情況，若出現(xiàn)水泥卡管、礦料口皮帶打滑等問(wèn)題應(yīng)及時(shí)停料及處理。拌和場(chǎng)與攤鋪現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人應(yīng)保持聯(lián)系，隨時(shí)通報(bào)彼此運(yùn)轉(zhuǎn)情況，以便對(duì)方采取相應(yīng)措施。

6 水穩(wěn)碎石基層裂縫預(yù)防控制措施

水泥穩(wěn)定碎石公路基層的裂縫一般有溫差引起的溫縮裂縫，干縮應(yīng)變引起的干縮裂縫、反射裂縫及外力破壞應(yīng)變產(chǎn)生的疲勞裂紋等，這些裂縫隨齡期的增長(zhǎng)而增加。因此，在施工中盡量減少裂縫的產(chǎn)生，采取一些防止措施：

6.1 集料級(jí)配穩(wěn)定均勻，0.5mm以下細(xì)料的質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格要求，控制好其含量及塑性指數(shù)；

6.2 水泥劑量控制在5%-6%之間，在達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度下盡量采用水泥劑量低限；

6.3 碾壓時(shí)含水量不宜超過(guò)最佳含水量的1%：

6.4 控制好下層的壓實(shí)度、強(qiáng)度指標(biāo)；

6.5 碾壓成型后養(yǎng)生及時(shí)周到防止忽干忽濕，炎熱多風(fēng)天氣多灑水及時(shí)補(bǔ)足散失水分；

6.6 基層施工完畢后，最好在7d后即進(jìn)行下封層或噴撒透層油，隨后盡早鋪筑瀝青面層，保證基層不繼續(xù)失水，引起干縮裂縫。

7 結(jié)語(yǔ)

該公路進(jìn)行基層施工，質(zhì)量控制雖然受到人員、機(jī)械、材料、水文氣候、施工工藝等多種因素的綜合影響，為確保工程質(zhì)量，在工程勘探、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工方案、工程管理等方面做到了精心設(shè)計(jì)、精心施工、精心管理，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況進(jìn)行綜合性比較與分析，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范規(guī)定，控制各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，才確保公路基層施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。