骨架密實(shí)型水穩(wěn)碎石在汶馬路的應(yīng)用

摘要：水泥穩(wěn)定碎石基層因由于具有強(qiáng)度高、承載力大、抗疲勞性能和抗沖刷性良好、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛運(yùn)用于高等級公路的持力層。文章介紹了國道317汶馬路LM1標(biāo)水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制手段，以及發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題及其處理方法。

關(guān)鍵詞：骨架密實(shí)型；水泥穩(wěn)定碎石；高等級公路；持力層；汶馬路 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U416 文章編號：1009-2374（2015）16-0100-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.048

水泥穩(wěn)定碎石基層因由于具有強(qiáng)度高、承載力大、良好的抗疲勞性能和抗沖刷性以及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛運(yùn)用于高等級公路的持力層，但因其具有抗變形能力低、脆性大，在溫度或濕度變化時(shí)易產(chǎn)生開裂，形成路面反射裂縫等缺點(diǎn)，故如何采取有效措施控制水穩(wěn)碎石結(jié)構(gòu)層開裂已成為困擾公路使用壽命的一大難題。

傳統(tǒng)水穩(wěn)碎石因其采用的懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)：大量包裹粗集料的水泥、細(xì)集料混合物在形成膠凝體并最終成為結(jié)晶體的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的干縮裂縫以及其本身孔隙率相對較小而對于溫度變化會(huì)產(chǎn)生較大的溫縮裂縫而急需進(jìn)行改良。汶馬路的路面設(shè)計(jì)為4cm AC-13C改性瀝青砼（玄武巖）+6cm AC-20C瀝青砼+同步碎石封層+20cm水泥穩(wěn)定碎石基層+20cm水泥穩(wěn)定碎石底基層+15cm級配碎石墊層。水穩(wěn)碎石設(shè)計(jì)在吸取了前人的研究成果并適當(dāng)考慮成本的前提下，采用骨架密實(shí)型水穩(wěn)結(jié)構(gòu)。本文的數(shù)據(jù)和圖片均采集于汶馬路。

1 施工中的控制措施

1.1 材料的選用

1.1.1 本段采用大邑顯民水泥廠生產(chǎn)的P.C 32.5水泥，檢測指標(biāo)見表1（本項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求水泥初凝時(shí)間大于4h）。

1.1.2 集料。采用粒徑大于5cm的潔凈卵礫石采用鄂破+反擊破+圓錐破扎制的碎石，壓碎值17.5%。碎石顆粒組成滿足設(shè)計(jì)要求?；鶎雍偷谆鶎幼畲罅骄?6.5mm控制。場地進(jìn)行了硬化，做好了排水防止雜質(zhì)混入材料中，并分級堆放。堆放采用分層堆放的方法，每層設(shè)置10°～15°的傾角，運(yùn)料車依次卸料，每一料堆可以互相連接，待料堆卸滿一層后，用平地機(jī)將料堆推平，然后再已推平的料層上在依次卸料，再次推平，一層一層往上堆料，保證材料的均勻性。細(xì)集料搭建雨棚遮蓋，防止雨水淋濕。

1.2 配合設(shè)計(jì)

根據(jù)工地實(shí)際使用的集料，分別進(jìn)行水洗法篩分，按顆粒組成進(jìn)行計(jì)算，確定各種集料的組成比例。

1.2.1 擊實(shí)試驗(yàn)。依據(jù)《國道317汶川至馬爾康段改建工程施工指導(dǎo)意見》及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，水泥劑量分別按3.2%、3.7%、4.2%三種比例制備試件，分別采用振動(dòng)擊實(shí)成型法和重型擊實(shí)成型法確定各組水穩(wěn)試件的最佳含水量和最大干密度。

1.2.2 強(qiáng)度試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)確定的最佳含水量和最大干密度，按要求的壓實(shí)度（98%）分別采用振動(dòng)擊實(shí)法和靜壓法成型無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試件。成型混合料試件在20℃±2℃，相對濕度≥95%的條件下養(yǎng)護(hù)6天，浸水1天后取出，進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

靜壓法成型與振動(dòng)擊實(shí)法成型試件無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果分別見表4和表5：

根據(jù)《國道317汶川至馬爾康段改建工程施工指導(dǎo)意見》中關(guān)于水泥穩(wěn)定碎石基層靜壓法成型無側(cè)限抗壓強(qiáng)度代表值不小于3.0MPa且宜控制在3.0～4.5MPa的技術(shù)要求（底基層強(qiáng)度宜控制范圍2.0～3.5MPa），考慮到水泥穩(wěn)定碎石的拌和及現(xiàn)場攤鋪施工控制存在一定程度的變異性，本次水泥穩(wěn)定碎石混合料設(shè)計(jì)水泥劑量取3.7%。國道317汶川至馬爾康段改建工程LM1水泥穩(wěn)定碎石基層配合比設(shè)計(jì)結(jié)果如表6所示：

1.3 拌和

1.3.1 本段拌和采用W-500型帶電子秤的冷拌機(jī)進(jìn)行拌合，確保用量精確。

1.3.2 在施工過程中，做試驗(yàn)確定了各種天氣條件以及運(yùn)輸距離的含水量的損失，并在拌合時(shí)予以調(diào)整，確保碾壓時(shí)的含水量緊鄰最佳含水量，不超過1%的偏差。施工完成后及時(shí)采用復(fù)合養(yǎng)生膜覆蓋養(yǎng)生，防止水分散失。

1.4 運(yùn)輸

運(yùn)輸車從接料完成到上料至攤鋪機(jī)的全過程中不允許揭篷布，以防止水分的過分散失及集料發(fā)生離析。

1.5 攤鋪、碾壓、養(yǎng)生

LM1合同段采用兩臺徐工水穩(wěn)攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪。由于災(zāi)后重建新增大量過往車輛，為減少超重車對水穩(wěn)結(jié)構(gòu)的破壞，由項(xiàng)目業(yè)主提出，采用了“改建路段兩層攤鋪，一次成型”的施工方法，即改建路段底、基層采用同一個(gè)生產(chǎn)配合比，強(qiáng)度采用設(shè)計(jì)要求的交叉部分中間值。水泥緩凝時(shí)間長于底、基層兩次攤鋪結(jié)束的施工總時(shí)間，其好處是節(jié)約了一層養(yǎng)生時(shí)間，減少了超重車對于水穩(wěn)層的直接磨耗，保證了成品質(zhì)量，還縮短了施工周期。

1.6 修補(bǔ)措施

對于水穩(wěn)層頂面被超重車磨耗出現(xiàn)的坑槽，咨詢專家制定了如下的修補(bǔ)措施，并嚴(yán)格執(zhí)行：

1.6.1 坑槽深度小于4cm的在攤鋪瀝青砼前，將坑槽修整齊，并將灰塵吹干凈，噴灑透層油或熱瀝青，然后將擬攤鋪的瀝青砼倒入坑內(nèi)，再采用沖擊夯夯實(shí)。

1.6.2 坑槽深度在4～10cm間的，采用C10砼振搗密實(shí)，待強(qiáng)度達(dá)到后在交界周邊位置騎縫鋪設(shè)聚酯玻纖布后再攤鋪下面層。

1.6.3 坑槽深度大于10cm的，采用加鋪一層水穩(wěn)基層的方法進(jìn)行處理。

1.6.4 沉降裂縫的處理方式如下：（1）對于未鋪筑下面層的基層，應(yīng)挖出裂縫兩側(cè)各1m的水穩(wěn)基層，再按上述方法在水穩(wěn)基層底部鋪設(shè)玻纖格柵。底部噴灑水泥凈漿（水灰比3∶1），在坑壁四周涂上水泥凈漿，分兩層回填水泥穩(wěn)定碎石，采用小型壓實(shí)機(jī)具分層進(jìn)行壓實(shí)（每次壓實(shí)度應(yīng)滿足規(guī)范要求），在水穩(wěn)基層上部灑透層瀝青后，待7天強(qiáng)度形成后，再在水穩(wěn)基層頂面相應(yīng)位置鋪設(shè)玻纖格柵，再按正常工序施工瀝青面層；（2）對于已鋪筑下面層的縱向裂縫的情況，則應(yīng)銑刨已鋪筑的下面層，寬度為裂縫兩側(cè)不小于0.5m，然后對裂縫處進(jìn)行開槽（開槽寬度為4～6cm，具體以能保證漿體灌入為準(zhǔn)），灌添加了膨脹劑的水泥粉煤灰漿體（m水泥∶m粉煤灰∶m水=1∶0.2∶0.6，膨脹劑質(zhì)量為水泥粉煤灰漿體質(zhì)量的6%～8%），灌入漿體后用搗棒插搗，使?jié){體密實(shí)，然后鋪設(shè)玻纖格柵，灑布熱噴瀝青（最好為SBS改性瀝青）并在下面層坑壁四周涂抹熱改性瀝青，回填下面層。上面層鋪筑前，在處理過的縱向裂縫下面層頂面處鋪設(shè)寬度不小于1.0m的聚酯玻纖布。通過具體實(shí)施，以上既保證了水穩(wěn)結(jié)構(gòu)層本身的質(zhì)量，阻斷了反射裂縫的路徑，同時(shí)還提高了瀝青砼的平整度。

1.7 裂紋分布情況

下面層施工前發(fā)現(xiàn)沿線基層裂紋分布為：新建路段間距最小為55m，最大為350m，垂直于路中線，縫寬小于2mm，這與懸浮密實(shí)型水穩(wěn)相比，有了根本性的改變；改建路段未發(fā)現(xiàn)裂紋，究其原因?yàn)槌剀嚨哪雺菏顾€(wěn)層出現(xiàn)了大量的內(nèi)裂紋（不會(huì)影響荷載傳遞），使其應(yīng)力分散釋放。

1.8 最大粒徑

二級公路懸浮密實(shí)性水穩(wěn)基層控制的最大粒徑為37.5mm，其含石率控制在48.2%～68.5%（水泥劑量均按3.7%計(jì)算）；而骨架密實(shí)型水穩(wěn)的最大粒徑為26.5mm，含石率控制在60.8%～75.2%（級配曲線對比見圖2）。

2 對于本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的建議

經(jīng)過對本項(xiàng)目的檢測情況和施工管理的總結(jié)，發(fā)現(xiàn)如下設(shè)計(jì)及施工問題有待改進(jìn)：（1）由于我國各地區(qū)引進(jìn)歐美國家或不同生產(chǎn)廠家或不同生產(chǎn)廠家的振動(dòng)成型儀千差萬別，測定的結(jié)果差異很大，而規(guī)范在這方面無明確要求，故建議應(yīng)統(tǒng)一振動(dòng)成型儀的型號及對振幅、振動(dòng)頻率、振動(dòng)時(shí)間、添料次數(shù)、數(shù)量等做出明確的規(guī)定，以免結(jié)果出現(xiàn)較大的偏離；（2）由于本次是采用骨架密實(shí)型水穩(wěn)，膠凝體及結(jié)晶體的含量較少，經(jīng)過采用蠟封法對水泥劑量的3.7%傳統(tǒng)水穩(wěn)以及骨架密實(shí)型水穩(wěn)做試驗(yàn)，測定的傳統(tǒng)水穩(wěn)孔隙率為1.5%，后者為2.4%。養(yǎng)生時(shí)間、鉆芯取樣成型時(shí)間相應(yīng)延長，據(jù)筆者檢測經(jīng)驗(yàn)，夏季施工時(shí)一般為11～14天方可鉆取出完整芯樣。故建議鉆芯取樣、養(yǎng)生的時(shí)間應(yīng)延長至14天。

總之，骨架密實(shí)型水穩(wěn)與傳統(tǒng)懸浮密實(shí)型水穩(wěn)相比，雖然由于結(jié)構(gòu)本身的干縮、溫縮等致使裂縫現(xiàn)象無法克服和消除。但因其具有強(qiáng)度高，極限抗彎拉應(yīng)力高、孔隙率增大、溫縮及干縮變形相對較小的特點(diǎn)，必然會(huì)越來越多地用于高等級公路的持力層。我們可以通過對骨架密實(shí)型水穩(wěn)碎石的特點(diǎn)進(jìn)行了解，針對性地采取有效的措施來延緩裂紋、裂縫出現(xiàn)的時(shí)間，從而達(dá)到提高路面使用壽命的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝春江.水泥穩(wěn)定粒料底基層、基層施工中減輕裂縫的措施[J].公路交通技術(shù)（重慶交通科研設(shè)計(jì)院），2004，（2）.

作者簡介：趙長青（1978-），男，四川鹽亭人，綿陽市川交公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)有限公司工程師，研究方向：公路試驗(yàn)檢測。

（責(zé)任編輯：陳 倩）