水泥穩(wěn)定砂礫基層施工質(zhì)量控制

王超+趙小英

摘 要：該文結(jié)合工程實(shí)際論述水泥穩(wěn)定砂礫基層施工中的施工質(zhì)量控制，即原材料質(zhì)量控制、拌和廠質(zhì)量控制、施工現(xiàn)場(chǎng)各工序的質(zhì)量控制等方面。深入分析如何有效減少基層裂縫等缺陷，提高水泥穩(wěn)定砂礫基層的整體強(qiáng)度、密實(shí)度、耐久性等?？偨Y(jié)有效的控制措施及控制要領(lǐng)，這些對(duì)提升工程質(zhì)量、延長(zhǎng)公路的使用年限有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定砂礫；基層施工；質(zhì)量控制。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)的汽車運(yùn)輸業(yè)已進(jìn)入了快速增長(zhǎng)時(shí)期，對(duì)道路使用質(zhì)量要求越來(lái)越高。水泥穩(wěn)定砂礫基層屬半剛性基層，具有良好的力學(xué)性能、整體性、耐久性等特點(diǎn)，且材料分布廣泛，儲(chǔ)量豐富，就地取材，便于原材料的加工，可有效降低工程造價(jià)，近年來(lái)被廣泛用于公路的基層施工中 。道路對(duì)基層材料的要求是應(yīng)具有足夠的抗壓強(qiáng)度、密度、耐久性和擴(kuò)散應(yīng)力的能力，砂礫材料應(yīng)用于水泥穩(wěn)定基層或底基層越來(lái)越廣泛，筆者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，與同行共同探討水泥穩(wěn)定砂礫基層施工質(zhì)量控制措施。

1 原材料的技術(shù)要求

水泥穩(wěn)定砂礫基層屬無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定基層，所用的材料主要為水泥、砂礫和水。水泥穩(wěn)定砂礫基層中礫石壓碎值高速公路和一級(jí)公路不大于30%，二級(jí)和二級(jí)以下公路其壓碎值不大于35%；砂礫液限不超過(guò)25%，塑性指數(shù)小于6，有機(jī)質(zhì)含量不超過(guò)2%，硫酸鹽含量不超過(guò)0.25%；砂礫應(yīng)根據(jù)不同粒徑篩分3～4級(jí)，按要求進(jìn)行參配試驗(yàn)，使砂礫混合料的級(jí)配滿足規(guī)范要求；砂礫的其他各項(xiàng)指標(biāo)滿足水泥穩(wěn)定粒料基層對(duì)材料的規(guī)范要求。普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山硅酸鹽水泥都可用于水泥穩(wěn)定基層，但應(yīng)選用初凝時(shí)間3h以上和終凝時(shí)間較長(zhǎng)（宜在6h以上）的水泥，不應(yīng)使用快硬水泥、早強(qiáng)水泥以及受潮變質(zhì)水泥；宜采用32.5級(jí)或42.5級(jí)水泥；水泥初終凝時(shí)間是確定水泥穩(wěn)定砂礫的施工控制時(shí)間的重要依據(jù)。凡是人畜飲用水均可用于水泥穩(wěn)定基層類施工。

2 施工過(guò)程中的質(zhì)量控制措施

2.1 拌和廠混合料拌制及運(yùn)輸質(zhì)量控制

2.1.1 穩(wěn)定土拌和設(shè)備的調(diào)試、標(biāo)定

穩(wěn)定土拌和設(shè)備是路面工程機(jī)械的主要機(jī)種之一，是專用于拌制各種以水硬性材料為結(jié)合料，具有材料級(jí)配準(zhǔn)確、拌和均勻、節(jié)省材料、便于計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制統(tǒng)計(jì)打印各種數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛用于公路的基層、底基層施工。拌和設(shè)備安裝完后應(yīng)進(jìn)行無(wú)負(fù)荷機(jī)械運(yùn)行調(diào)試，檢查設(shè)備各部件（配料機(jī)組、攪拌缸、輸送系統(tǒng)、供水裝置等）運(yùn)行是否正常。拌和設(shè)備調(diào)試好后應(yīng)進(jìn)行物料的標(biāo)定。物料的標(biāo)定指通過(guò)試運(yùn)行，確定各種材料的輸出率（通常是t/h）。對(duì)各種材料分別稱量和計(jì)算，獲取生產(chǎn)一定混合比穩(wěn)定土材料時(shí)各調(diào)速電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速。按相關(guān)規(guī)程進(jìn)行骨料的標(biāo)定、粉料的標(biāo)定、供水的標(biāo)定。最后按試驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)配合比進(jìn)行試生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)取樣檢測(cè)拌制的水泥穩(wěn)定砂礫混合料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是否滿足規(guī)范要求，進(jìn)行局部微調(diào)等確保滿足規(guī)范要求。

2.1.2 進(jìn)場(chǎng)水泥、砂礫材料、水的質(zhì)量檢測(cè)

（1）水泥質(zhì)量控制。對(duì)進(jìn)場(chǎng)水泥按每批次進(jìn)行檢測(cè)，其中每批次代表數(shù)量不超過(guò)200t；重點(diǎn)檢測(cè)水泥的凝結(jié)時(shí)間、膠砂強(qiáng)度、安定性等指標(biāo)。檢測(cè)合格后的水泥方可使用。因工地用水泥量大，有時(shí)水泥廠剛出爐裝袋的水泥就運(yùn)輸至工地，因?yàn)闊崴嘀械母鞣N配料的性能還沒(méi)有充分穩(wěn)定，所以水泥的安定性多數(shù)不合格，只有等水泥充分釋放了它的熱量，才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)安定性指標(biāo)檢測(cè)才滿足規(guī)范要求，所以一般建議剛生產(chǎn)的水泥存放7天后再進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格后使用。工地水泥儲(chǔ)存不宜超3各月，超出3個(gè)月的水泥要重新檢測(cè)合格后方可使用；受潮、結(jié)塊水泥堅(jiān)決棄用。

（2）砂礫材料質(zhì)量控制。應(yīng)按規(guī)范要求對(duì)進(jìn)場(chǎng)的砂礫材料進(jìn)行質(zhì)量抽檢，抽檢頻率為進(jìn)場(chǎng)每批次進(jìn)行抽檢，每批次代表數(shù)量不超過(guò)400m3。重點(diǎn)監(jiān)測(cè)材料的級(jí)配、含泥量、壓碎值、針片狀等指標(biāo)，對(duì)不合格材料清除場(chǎng)地。各集料按規(guī)范要求進(jìn)行分類堆放，防止竄料。

（3）水的質(zhì)量控制。凡是人畜飲用水均可。

2.1.3 砂礫混合料的拌和級(jí)標(biāo)準(zhǔn)配合比的驗(yàn)證試驗(yàn)

在正式拌制試驗(yàn)路段的水泥穩(wěn)定砂礫前一天應(yīng)進(jìn)行試生產(chǎn)，組織施工單位、監(jiān)理單位相關(guān)人員共同進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)配合比試驗(yàn)的驗(yàn)證生產(chǎn)，確保拌和設(shè)備拌制的水泥穩(wěn)定砂礫混合料各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均合格，鎖定機(jī)械運(yùn)行各項(xiàng)參數(shù)，確保第二天拌制合格的水泥穩(wěn)定混合料。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)砂礫材料的含水率，根據(jù)材料含水率、混合料的標(biāo)準(zhǔn)用水量等調(diào)整拌料實(shí)際供水量，確保生產(chǎn)的水泥穩(wěn)定砂礫混合料的含水量滿足標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)及規(guī)范要求，考慮運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)施工的水分蒸發(fā)損耗，建議將混合料含水量比標(biāo)準(zhǔn)配合比最佳含水量提高1%。在驗(yàn)證階段重點(diǎn)注意水泥劑量的控制，拌和廠的水泥劑量的控制主要是通過(guò)水泥滴定試驗(yàn)（EDTA滴定法）進(jìn)行確定。在做EDTA水泥滴定標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)要注意采用拌和廠的現(xiàn)場(chǎng)集料和拌料用的施工用水，預(yù)拌的水泥穩(wěn)定砂礫混合料的含水率應(yīng)等于工地預(yù)期達(dá)到的最佳含水量，只有這樣做出的標(biāo)準(zhǔn)曲線才接近實(shí)際，在水泥劑量抽檢中的水泥劑量與標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)比才確定趨于實(shí)際水泥耗用量。水泥滴定試驗(yàn)與每天的水泥實(shí)際消耗總量進(jìn)行對(duì)應(yīng)校核；若相差較大，則應(yīng)查找原因，并做出改善措施，確保有效控制水泥穩(wěn)定砂礫中的水泥劑量。

2.1.4 水泥穩(wěn)定砂礫混合料的運(yùn)輸

為減少混合料的水分蒸發(fā)損失，運(yùn)輸混合料的車輛應(yīng)進(jìn)行覆蓋，選擇性能好的車進(jìn)行運(yùn)輸，在最短的時(shí)間運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鋪筑作業(yè)。要求各工序之間必須緊密銜接，組織有序盡量縮短拌制到碾壓之間的時(shí)間，使在最佳含水量狀態(tài)下進(jìn)行砂礫混合料的碾壓，使之獲取最大壓實(shí)度的目標(biāo)。

2.2 作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制措施

2.2.1 下承層準(zhǔn)備工作

在鋪筑水泥穩(wěn)定砂礫之前應(yīng)對(duì)下承層進(jìn)行清掃、灑水潤(rùn)濕、碾壓。既降低摩擦系數(shù)，減少由于摩擦阻力約束而產(chǎn)生的基層板體的拉應(yīng)力，又防止下承層吸收混合料中的水分，保證混合料中有足夠水分供水泥進(jìn)行水化作用，促進(jìn)基層強(qiáng)度的增長(zhǎng)，也可降低濕度梯度和溫度梯度，從而降低干縮應(yīng)力和溫縮應(yīng)力。為有效控制水泥穩(wěn)定砂礫基層裂縫發(fā)生創(chuàng)造最佳環(huán)境。

2.2.2 攤鋪質(zhì)量控制

宜采用水穩(wěn)料攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪，攤鋪機(jī)裝有自動(dòng)調(diào)平裝置和預(yù)壓實(shí)裝置，采用兩側(cè)走掛鋼絲繩的方法控制高程和平整度，攤鋪成型后，跟機(jī)輔助人員及時(shí)處治粗集料“窩”，并及時(shí)補(bǔ)鋪細(xì)集料。二級(jí)以下公路也可用平地機(jī)進(jìn)行鋪筑，但平地機(jī)作業(yè)中應(yīng)盡量減少來(lái)回修整次數(shù)，減少混合料的離析，對(duì)形成的粗集料“窩”組織輔助人員進(jìn)行跟機(jī)處治。

2.2.3 壓實(shí)質(zhì)量控制

碾壓必須遵循“先輕后重，先慢后快”的原則，先靜壓一遍對(duì)鋪筑的水泥穩(wěn)定砂礫進(jìn)行穩(wěn)壓，再進(jìn)行震動(dòng)壓實(shí)，每次碾壓輪跡重疊1/2，碾壓遍數(shù)根據(jù)試驗(yàn)路段確定達(dá)到規(guī)定壓實(shí)度的遍數(shù)為準(zhǔn)。直線路段應(yīng)由兩側(cè)路邊依次向路中心碾壓，利于路拱形成；設(shè)超高的平曲線路段由內(nèi)側(cè)路肩依次向外側(cè)路肩進(jìn)行碾壓，便于超高的形成。碾壓混合料時(shí)間應(yīng)掌握在接近最佳含水量時(shí)進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)天氣炎熱水分蒸發(fā)快時(shí)，應(yīng)均勻補(bǔ)灑水后進(jìn)行碾壓。碾壓工程中發(fā)生“彈簧”、松散、起皮等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)翻開(kāi)，換以新的混合料或用其他方法進(jìn)行處理，使其達(dá)到質(zhì)量要求。嚴(yán)禁在剛碾壓成型的水泥穩(wěn)定砂礫基層上進(jìn)行運(yùn)料車的調(diào)頭、急剎車等破壞基層表面的行為。

2.2.4 養(yǎng)生及交通管制

每一段施工碾壓完成并經(jīng)壓實(shí)度檢測(cè)合格后，應(yīng)立即進(jìn)行水泥穩(wěn)定砂礫基層的養(yǎng)生。合理的養(yǎng)生既是保證水泥穩(wěn)定砂礫強(qiáng)度的需要，又是減少和避免干縮裂縫的措施。如果鋪筑后養(yǎng)生不及時(shí)或忽干忽濕，導(dǎo)致水分散失較快，干縮應(yīng)力急劇增大而此時(shí)的抗應(yīng)變能力還較低，就容易產(chǎn)生干縮裂縫，并隨時(shí)間增長(zhǎng)裂縫增加。及時(shí)養(yǎng)生期結(jié)束后，如不及時(shí)鋪筑瀝青封層（透層）和瀝青面層讓其暴曬，同樣會(huì)散失水分產(chǎn)生干縮裂縫。因此養(yǎng)生對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫的質(zhì)量起著重要的作用，要高度重視，特別在施工后的7d內(nèi)，基層表面要保持濕潤(rùn)，避免暴曬開(kāi)裂。養(yǎng)生可采用不透水的塑料薄膜、土工布等覆蓋或用濕砂覆蓋進(jìn)行養(yǎng)生，也可用瀝青乳液進(jìn)行養(yǎng)生，還可以用灑水車經(jīng)常灑水進(jìn)行養(yǎng)生。在養(yǎng)生期間，未采用覆蓋措施的水泥穩(wěn)定砂礫基層上，除灑水車外，應(yīng)封閉交通；在采取覆蓋措施的水泥穩(wěn)定砂礫基層上，若不能封閉交通時(shí)，應(yīng)限制重車通行，其他車輛的車速不應(yīng)超過(guò)30km/h。

3 結(jié)語(yǔ)

水泥穩(wěn)定砂礫基層承載力高、水穩(wěn)性強(qiáng)、主材分布廣泛、經(jīng)濟(jì)效益顯著等諸多優(yōu)點(diǎn)，但施工中易產(chǎn)生裂縫，從而會(huì)導(dǎo)致瀝青面層也隨之產(chǎn)生相應(yīng)的裂縫，影響整體使用周期。在工程施工中如何控制、解決水泥穩(wěn)定砂礫基層裂縫是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。筆者認(rèn)為除上述個(gè)施工環(huán)節(jié)中按規(guī)范要求施工外，還應(yīng)重視砂礫材料加工環(huán)節(jié)和其施工級(jí)配控制等方面。根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）相關(guān)要求，篩選礫石僅適用于三級(jí)及三級(jí)以下公路的瀝青表面處治路面用料；破碎礫石應(yīng)采用粒徑大于50mm、含泥量不大于1%的礫石軋制，用于其他等級(jí)公路（二級(jí)及以下）瀝青路面基層的礫石粗集料破碎面1個(gè)以上的占70%，在有破碎面中的礫石具有2個(gè)或2個(gè)以上破碎面的占50%；因此在砂礫石加工中對(duì)粗集料的破碎面要高度重視，只有這樣才能保證粗集料在級(jí)配中具有良好的內(nèi)摩阻力，可有效防止基層裂縫。優(yōu)良砂礫材料級(jí)配可提高基層強(qiáng)度和密實(shí)度，有效減少水泥劑量，有利于防止基層裂縫的產(chǎn)生。對(duì)于砂礫級(jí)配主要控制集料的顆粒組成，特別是其中的最大粒徑、5mm以下、0.5mm 以下及0.075mm以下的顆粒含量以及塑性指數(shù)。在實(shí)際工作中要嚴(yán)格控制集料均勻性（包括級(jí)配組成和含水量）和現(xiàn)場(chǎng)的壓實(shí)度（或密實(shí)度）。綜合多方面控制，才能提高水泥穩(wěn)定砂礫施工質(zhì)量，盡可能地降低基層裂縫的產(chǎn)生。

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