高速公路水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制與檢測

武 曉 燕

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

高速公路水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制與檢測

武 曉 燕

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

對基層結(jié)構(gòu)應(yīng)符合的具體要求進(jìn)行了說明，根據(jù)水泥穩(wěn)定碎石基層原理，從原材料選擇、混合料設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量控制等方面入手，闡述了減少路面反射裂縫產(chǎn)生的措施，以確保施工質(zhì)量。

基層，水泥穩(wěn)定碎石，裂縫，質(zhì)量控制

近些年來，我國交通事業(yè)發(fā)展迅猛，公路的客貨運(yùn)量增長迅速，特別是重型載重車輛日漸增多。這些都對路面結(jié)構(gòu)的使用性能提出了越來越高的要求。在我國，由于半剛性基層具有的強(qiáng)度高、承載力大的特性，使得其成為高等級路面的主要結(jié)構(gòu)類型。但半剛性基層抗變形能力低、脆性大，容易形成路面反射裂縫，這成為公路路面損壞的重要原因之一。

水泥穩(wěn)定碎石是屬于半剛性基層的一種，能夠適應(yīng)多種施工環(huán)境，是當(dāng)前公路建設(shè)中最常見的一種基層攤鋪技術(shù)。水泥穩(wěn)定碎石基層具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性、較強(qiáng)的抗沖刷能力等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于高等級公路的基層或底基層。但其并沒有消除半剛性基層易產(chǎn)生反射裂縫的缺陷，減少反射裂縫的產(chǎn)生是充分發(fā)揮路面結(jié)構(gòu)整體性能的關(guān)鍵之一。我國是水泥生產(chǎn)大國，在今后很長一段時間內(nèi)，水泥穩(wěn)定碎石基層是我國公路建設(shè)基層的主要類型之一。因此，對水泥穩(wěn)定碎石基層進(jìn)行研究，為更為廣泛的應(yīng)用提供經(jīng)驗(yàn)。

1 對基層結(jié)構(gòu)的要求

路基是公路的承重主體。路基是公路路面正常發(fā)揮性能的基礎(chǔ)，除了土體自重和路面的結(jié)構(gòu)重力由其承受外，由路面?zhèn)鬟f來的行車荷載也要承擔(dān)。因此，路基必須符合以下要求：

1)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。必須能夠承受車輪荷載的反復(fù)作用，基層材料的剛度必須與面層剛度相配，以避免面層由于過大的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變而過早開裂破壞。

2)足夠的水穩(wěn)定性和冰凍穩(wěn)定性。進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)層中的水分增大土基層和底基層含水量，使得路基強(qiáng)度大大降低，導(dǎo)致路面破壞。當(dāng)水分滯留在基層結(jié)構(gòu)中時，在行車載荷作用下對基層產(chǎn)生沖刷，致使板下脫空。在冰凍地區(qū)，這種危害更大。就各種基層材料的水穩(wěn)定性而言，水泥穩(wěn)定粒料的最好。

3)收縮性小。半剛性材料結(jié)合料為水泥，其本身的溫縮和干縮性質(zhì),在外界溫、濕度變化時，容易導(dǎo)致基層開裂。

4)層間結(jié)合良好?；鶎由系木植克缮⑹菍?dǎo)致瀝青面層碎裂破壞的一個重要原因?；鶎颖砻鎽?yīng)該結(jié)構(gòu)均勻，無松散顆粒。在噴灑透層油和下封層油前，應(yīng)該將表面的浮土及粒料顆粒表面的薄層松散料掃除。

5)有足夠的平整度和抗沖刷能力。

2 水泥穩(wěn)定碎石基層原理

水泥穩(wěn)定碎石是一種半剛性板體結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是以級配碎石為骨料，使用一定數(shù)量的膠凝材料和灰漿將骨料的空隙進(jìn)行有效填充。在該結(jié)構(gòu)中，壓實(shí)強(qiáng)度是通過級配碎石形成的嵌擠鎖結(jié)來實(shí)現(xiàn)的，再在碎石空隙中填充足夠多的灰漿體積。該種結(jié)構(gòu)的初期強(qiáng)度高，隨著齡期的增加，基層會很快結(jié)成板體，具有較高的強(qiáng)度、抗?jié)B度和抗凍性。

通過多例的水泥穩(wěn)定碎石基層病害可以分析出，水泥的溫度敏感性是導(dǎo)致病害發(fā)生的根本。水泥本身具有溫縮和干縮性質(zhì)，在外界溫度和濕度變化時，熱脹冷縮效應(yīng)導(dǎo)致基層開裂，出現(xiàn)反射裂縫。同時，不透水性導(dǎo)致水分聚積，導(dǎo)致基層強(qiáng)度剛度降低、出現(xiàn)整塊斷裂，且細(xì)顆粒被帶走，產(chǎn)生唧泥等病害。

3 施工中的質(zhì)量控制

在施工中，為確保水泥穩(wěn)定碎石路面基層滿足設(shè)計(jì)和使用性能的要求，最大限度的減少反射裂縫的發(fā)生，除了合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、路基強(qiáng)度滿足要求外，施工前的原材料選擇和混合料設(shè)計(jì)及施工中的質(zhì)量控制是確保施工質(zhì)量的要點(diǎn)。

3.1 原材料選擇

在施工中，要求水泥，集料的相關(guān)參數(shù)要達(dá)到規(guī)范要求。原材料試驗(yàn)?zāi)康氖菣z測原材料是否符合設(shè)計(jì)要求，能否用來進(jìn)行施工。

水泥，通過取得水泥膠砂強(qiáng)度、水泥安定性、水泥凝結(jié)時間等相關(guān)參數(shù)，確定水泥的質(zhì)量是否適宜應(yīng)用。

集料，包括粗集料和細(xì)集料，對其進(jìn)行含水量、干密度、壓碎值、針片狀含量等性質(zhì)檢測，通過篩分實(shí)驗(yàn)得出每種集料的級配比例，通過計(jì)算得出配合比。

3.2 混合料設(shè)計(jì)

通過重型擊實(shí)實(shí)驗(yàn)、水泥劑量、抗壓強(qiáng)度、延遲時間等的檢測，取得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，合理確定混合料配合比。

在混合料組成設(shè)計(jì)中，按照水泥穩(wěn)定粒料保濕養(yǎng)生6 d、浸水1 d的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度3 MPa～5 MPa的標(biāo)準(zhǔn)，可確定水泥劑量和混合料的最佳含水量。

在配合比設(shè)計(jì)中，我們必須注意到在水泥穩(wěn)定碎石基層中，強(qiáng)度指標(biāo)在很大程度上取決于水泥含量。隨著水泥劑量的增加，其強(qiáng)度也將顯著提高。隨著水泥用量的增加，混合料7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度逐步增長?？梢钥闯觯嘤昧繉鶎訌?qiáng)度的影響是十分顯著的，混合料中水泥用量的增大，混合料強(qiáng)度也隨之增大。同時，我們必須注意到，隨著水泥含量的增加，雖然水泥穩(wěn)定碎石基層強(qiáng)度會明顯增加，但其抗裂性能也會降低。因此，應(yīng)當(dāng)合理確定水泥劑量。

3.3 施工中的質(zhì)量控制

取得實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)數(shù)據(jù)和驗(yàn)證，以合理確定混合料的級配比和混合料的拌和時間、標(biāo)準(zhǔn)施工流程及工藝、攤鋪中的速度和作業(yè)長度、碾壓工藝和機(jī)具組合等一系列施工中所需要的控制參數(shù)，然后才可以進(jìn)行正式施工。

在施工中，各工序應(yīng)注意以下問題：

1)下承層。下承層表面應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)，具有規(guī)定的路拱，平整度和壓實(shí)度應(yīng)符合規(guī)定。新完成的底基層或土基，必須按規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)收。凡不合格的，必須采取措施使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，方可鋪筑。下層進(jìn)行鋪筑7 d后，進(jìn)行鉆芯取樣，能取出完整的芯樣，方可進(jìn)行上層的施工。

2)拌和。在正式拌制前，先調(diào)試所用設(shè)備。每天開始攪拌前，檢查集料的含水量。正式生產(chǎn)后，指定專人按規(guī)定時間進(jìn)行混合料檢查，以確定混合料的配合比符合設(shè)計(jì)要求。在進(jìn)行高溫作業(yè)時，按照溫度變化及時調(diào)整含水量?；旌狭涎b車時車輛應(yīng)前后移動，分三次裝料，避免離析。

3)攤鋪。進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時，建議使用兩臺鋪機(jī)一前一后形成梯隊(duì)立模作業(yè)，需注意兩臺攤鋪機(jī)的速度、振動頻率等應(yīng)一致，以確保接縫的平整。攤鋪機(jī)應(yīng)勻速、不停歇。螺旋分料器需勻速不間歇的旋轉(zhuǎn)送料，且全部埋入混合料中。攤鋪機(jī)后設(shè)專人消除離析現(xiàn)象。

4)碾壓。碾壓宜在水泥初凝前完成，分為初壓，復(fù)壓和終壓，應(yīng)密切銜接配合，一氣呵成。進(jìn)行初壓時，宜采用26 t以上的膠輪壓路機(jī)或振動壓路機(jī)采用靜壓的方式，應(yīng)緊跟攤鋪機(jī)，將碾壓速度控制在1.5 km/h左右，初壓遍數(shù)為2遍～3遍，壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到90%以上。進(jìn)行復(fù)壓時，應(yīng)采用20 t以上振動壓路機(jī)，碾壓速度控制在2.0 km/h左右，碾壓遍數(shù)不低于7遍。碾壓完畢后，應(yīng)確保壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，基層表面無明顯輪跡。

5)養(yǎng)生。碾壓結(jié)束后立刻開始進(jìn)行養(yǎng)生，使用土工布、麻袋布或薄膜等進(jìn)行覆蓋養(yǎng)生。養(yǎng)生期間，應(yīng)采取隔離措施，進(jìn)行交通封閉，禁止一切車輛通行。

4 施工質(zhì)量的檢測措施

碾壓完成以后應(yīng)立即進(jìn)行施工質(zhì)量檢查，建議采用壓實(shí)度檢查和鉆芯取樣核查相結(jié)合的辦法。路面壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，不得低于規(guī)范的要求。進(jìn)行鉆芯取樣核查時，取樣應(yīng)每幅每200 m一次。7 d必須取出直徑150 mm的完整芯樣。在寒冷地區(qū)，時間可以延長。

進(jìn)行的檢測項(xiàng)目有：半剛性基層無側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測、無結(jié)合料柔性基層的材料CBR測試、結(jié)合料劑量檢測、壓實(shí)度檢測、路面結(jié)構(gòu)層厚度檢測、回彈彎沉檢測等。

5 結(jié)語

高速公路建設(shè)的復(fù)雜性和道路本身的特點(diǎn)，使得水泥穩(wěn)定碎石基層產(chǎn)生裂縫的因素各不相同，產(chǎn)生裂縫是不可避免的。在高速公路的施工中，嚴(yán)格規(guī)范施工工藝和流程，確保路面基礎(chǔ)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，最大限度的減少裂縫的產(chǎn)生。

水泥穩(wěn)定碎石基層具有強(qiáng)度高、水穩(wěn)性好、易施工、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)，已越來越多的應(yīng)用于交通量較大的路面基層中。在施工中，從原材料質(zhì)量管理、混合料設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量控制三個方面入手，確保施工質(zhì)量，將大大減少反射裂縫的產(chǎn)生。

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The construction quality control and detection of highway cement stabilized gravel base

Wu Xiaoyan

(ShanxiJinzhongRoadandBridgeConstructionGroupCo.,Ltd,Jinzhong030600,China)

This paper described the specific requirements of base structure, according to the cement stabilized gravel base principle, from raw material selection, mixture design, construction quality control and other aspects, elaborated the measures to reduce the pavement reflection cracks, so as to ensure the construction quality.

base, cement stabilized gravel, crack, quality control

2015-02-11

武曉燕(1986- )，女，助理工程師

1009-6825(2015)12-0167-02

U416.214

A