水穩(wěn)填充大粒徑碎石基層的實施應(yīng)用

王長征

摘 要：公路基層路面水穩(wěn)碎石施工具有良好力學(xué)性能及整體性，其抗凍性和水穩(wěn)性都比石灰穩(wěn)定土要好，初期強度較高，并且其強度會隨著年限不斷的增長。筆者憑借多年的從業(yè)經(jīng)驗，對水穩(wěn)填充大粒徑碎石路面基層的施工技術(shù)及其質(zhì)量控制進(jìn)行簡要的分析探討。

關(guān)鍵詞：水穩(wěn)碎石；路面基礎(chǔ)；施工技術(shù)；控制要點

中圖分類號：U416.214 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）33-0155-02

水穩(wěn)填充碎石基層，是解決半剛性基層瀝青路面裂縫問題的重要成果之一，其兼具半剛性基層和柔性基層優(yōu)點并同時克服兩種材料的缺點的一種新型路面基層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)層已經(jīng)在我省各級公路使用并驗證均達(dá)良好效果，一方面使用該新型路面結(jié)構(gòu)的瀝青路面沒有出現(xiàn)使用半剛性基層結(jié)構(gòu)時所產(chǎn)生的裂縫、冒漿及使用柔性路面時所產(chǎn)生的網(wǎng)裂、下沉等病害，另一方面該結(jié)構(gòu)層在造價上與常規(guī)半剛性基層相當(dāng)，同時還具備良好的抗車轍和抗超載能力，顯著降低了道路的養(yǎng)護(hù)成本。

1 混合料的組成

采用緊密嵌擠骨架-密實原則，即：利用單一粒徑的粗碎石作為主骨料，形成具有較好內(nèi)摩阻力的骨架結(jié)構(gòu)；用水泥穩(wěn)定碎石做填隙料，填充主骨料形成的空隙，形成密實的混合料結(jié)構(gòu)。

1.1 主骨料

主骨料采用40～80 mm 粗碎石，有利于形成骨架，利于機械攤鋪，且其顆粒棱角較大更利于嵌鎖。

1.2 填隙料

①填隙料對主骨料形成的框架的干涉盡量減??；②填隙料應(yīng)采用連續(xù)級配，以利于密實；③填隙料的最大粒徑采用19 mm；④用作填充骨料空隙的填隙料，水泥劑量按8%控制；用作基層表面最后找補的填隙料，水泥劑量按12%控制；⑤通過篩選試驗和參考標(biāo)準(zhǔn)以普通水穩(wěn)材料組成的基本方式和計算設(shè)計，解決方案或圖形的方法來確定數(shù)量的基礎(chǔ)上來確定間隙材料之間的比例；⑥填充物7 d抗壓強度應(yīng)大于6.0 MPa。

1.3 主骨料和填料比

為保證填隙料在骨料空隙間能被很好的壓實，以主骨料在振實與堆積狀態(tài)下的空隙率來確定填隙料的數(shù)量，保證填隙料可填補主集聚和略有盈余之間的差距。主骨料和填料質(zhì)量比應(yīng)為：54：46。

1.4 原材料要求

1.4.1 主骨料

主骨料采用40～80 mm的單一粒徑碎石，有利于形成骨架，利于機械攤鋪，且顆粒棱角較大有利于嵌鎖。

①要求質(zhì)地堅硬、潔凈。扁平、長條和軟弱顆粒不應(yīng)超過10%。②粗碎石的壓碎值不大于26%。③小于0.075 mm 的顆粒含量不大于1%。④主骨料粒徑范圍應(yīng)滿足下表要求，并優(yōu)先使用40～80 mm。

1.4.2 填隙料

填隙料分為兩類，一類是作為骨料空隙主要的填充部分（Ⅰ型），另外一類是作為基層表面最后找補的部分（Ⅱ型）。Ⅰ型填隙料應(yīng)符合以下要求：

①填隙料應(yīng)采用連續(xù)級配，利于密實，其比例根據(jù)篩分試驗，參照普通水穩(wěn)材料組成設(shè)計的基本思路和方法，用試算法確定。②水泥采用P.O.325級緩凝水泥，水泥劑量設(shè)定為8%，并通過7 d無側(cè)限強度驗證。③填隙料7 d無側(cè)限強度不低于6 MPa。④填隙料小于0.075 mm 的顆粒含量不應(yīng)超過 7%。Ⅱ型填隙料，水泥劑量設(shè)定為12%。

2 施工工藝

攤鋪水穩(wěn)填充大粒徑碎石基層時，填隙料用水穩(wěn)拌合站拌和，主骨料用水穩(wěn)攤鋪機沿路攤鋪，再使用穩(wěn)定土拌和機將骨料和填隙料拌合均勻的施工方法，碾壓成型后，開放交通。

2.1 準(zhǔn)備底基層

①原地面處理：作為底基層的老瀝青路面病害需要徹底處理，松散清理，坑槽修補，并報監(jiān)理工程師驗收。②施工放樣：按設(shè)計圖紙布設(shè)導(dǎo)線點和水準(zhǔn)點，恢復(fù)道路設(shè)計中線，按5～10 m布設(shè)施工控制樁。③找平層高程控制：由于原瀝青路面碎坡較多，按設(shè)計標(biāo)高施工時，基層厚度變化較大，為保證基層材料的壓實度，混合料比例的準(zhǔn)確、均勻性，基層施工前，應(yīng)先對老路進(jìn)行找平，原則上找平后的標(biāo)高與道路頂面的設(shè)計標(biāo)高差值為水穩(wěn)填充大粒徑碎石基層+瀝青混凝土面層總厚度，找平層方案應(yīng)在施工前明確，找平后應(yīng)有專人進(jìn)行施工質(zhì)量及標(biāo)高的驗收。

2.2 主骨料攤鋪

①攤鋪試驗段，確定攤鋪主骨料基層的工藝參數(shù)，如：壓實變數(shù)、松鋪系數(shù)等。②主骨料攤鋪要嚴(yán)格控制標(biāo)高并記錄基層厚度。同時邊部要有擋板，以保證邊部壓實效果；③主骨料攤鋪過程中隨時檢查攤鋪厚度、平整度，主骨料的粒徑規(guī)格、潔凈，主骨料中細(xì)集料集窩等情況，并及時處理；④確保接縫的充分壓實，半幅施工時應(yīng)按基層半幅施工工序嚴(yán)格執(zhí)行。

2.3 填隙料拌和及攤鋪

①根據(jù)試驗確定的主骨料和填隙料比例，可用稱量法來確定填隙料的鋪筑厚度。②根據(jù)計算的填隙料的厚度，用“米”字格法人工配合小型挖掘機均勻攤鋪。③根據(jù)攤鋪主骨料時的厚度記錄，逐樁調(diào)整填隙料的攤鋪厚度。④填隙料拌和有干拌和濕拌兩種方法，考慮施工的操作性，Ⅰ型填隙料采用濕拌法，填隙料的含水量控制在最佳含水量。Ⅱ型填隙料采用干拌。⑤填隙料的攤鋪分兩次，第一次攤鋪Ⅰ型填隙料，攤鋪的Ⅰ型填隙料數(shù)量控制在翻拌后基層表面留下一層未填充骨料，第二次攤鋪Ⅱ型填隙料，以達(dá)到填充、找補基層表面剩余空隙的目的。 ⑥按檢測頻率檢查填隙料的粒徑規(guī)格、潔凈情況、水泥用量等。

2.4 翻 拌

①待填隙料按規(guī)定均勻攤鋪在主骨料后，采用穩(wěn)定土拌和機將其均勻地翻拌一遍，每次翻拌前檢查旋耕刀片，要求刀片完整，刀片缺損要及時更換；②旋耕拌和從邊部向中間翻拌，翻拌時縱向應(yīng)重疊15～20 cm，不得有遺漏處；③拌和時要有專人現(xiàn)場挖坑檢查其均勻性和空隙率，確保填隙料填充至結(jié)構(gòu)層底，如不符合要求則繼續(xù)翻拌。④橫、縱向接縫及臨空的邊部確保翻拌到位。同時派專人負(fù)責(zé)檢查，人工翻拌一定要徹底。⑤為防止翻拌過度造成骨料和填隙料的離析，旋耕刀片應(yīng)在旋耕機停止前提起。

2.5 整平及碾壓

①翻拌后的混合料布線人工整平，要求表面平整；②整平后先穩(wěn)壓一遍，再振動碾壓兩遍；③對表面骨料過多的，用填隙料進(jìn)行找補，并使其均勻、平整。

2.6 二次灑布填隙料

人工灑布Ⅱ型填隙料應(yīng)均勻填滿主骨料空隙。灑布的Ⅱ型填隙料以填滿骨料剩余空隙為準(zhǔn)，碾壓時確?；旌狭咸幱谧罴押?，撒布Ⅱ型填隙料時不可在基層表面堆積，以防止表面形成薄殼。

2.7 壓 實

①每個作業(yè)面配備狀況良好的22 T以上的振動壓路機一臺，18～21 T三輪壓路機一臺，振動壓路機振動碾壓4～6遍，三輪壓輪機靜壓不少于3遍 ；②加強對接縫部位的碾壓以確保密實；③碾壓時應(yīng)有專人檢查并對不符合要求的及時進(jìn)行修整。如發(fā)現(xiàn)有“彈簧”現(xiàn)象，應(yīng)將其挖開，適量補充骨料。

2.9 養(yǎng) 生

碾壓結(jié)束后，即可開放交通，但需限制車速，并灑水養(yǎng)生7 d以上。通車期間，如出現(xiàn)大料露骨現(xiàn)象，要及時用細(xì)料填縫找補。養(yǎng)生期不足7 d的路段，雨天應(yīng)封閉交通，養(yǎng)生應(yīng)達(dá)到7 d以上。

2.10 表面處理

水穩(wěn)填充大粒徑碎石基層在攤鋪瀝青面層前，應(yīng)盡量清除基層表面的浮層，做到基層表面穩(wěn)定、不松散且主骨料外露。

2.11 封 層

攤鋪瀝青面層前，應(yīng)在水穩(wěn)填充大粒徑碎石基層上鋪筑封層，為提高基層和瀝青面層的粘結(jié)，封層瀝青材料采用熱瀝青。

3 質(zhì)量控制措施

3.1 原料質(zhì)量控制

水穩(wěn)填充大粒徑碎石主要被用于修建公路路面基層或者是底基層，因為具有強度高、抗沖刷、干縮變形小的優(yōu)點，在各等級的公路路面施工中得到廣泛的應(yīng)用，但是在其的運行過程中還是存在著一些問題，因此，加強對其的質(zhì)量控制就顯得十分重要。

首先必須把好料源頭關(guān)，其次對所進(jìn)每批材料都必須按規(guī)范要求的檢測頻率進(jìn)行自檢，自檢合格后報監(jiān)理組、業(yè)主抽檢，經(jīng)三方檢測合格后才組織上料，同時留樣備查。材料存儲必須嚴(yán)格管理材料放置的領(lǐng)域，使材料清潔無污染，石頭必須是分區(qū)處理并擺放指示牌，對細(xì)骨料采取必要遮掩措施，包括采取加蓋防水顏色的布料和防雨的方式。工程招標(biāo)，工程建設(shè)，工程資料。

其次，在施工過程中粗集料的最大粒徑應(yīng)控制在40～80 mm之間。水泥質(zhì)量更是關(guān)鍵，施工時應(yīng)選取初凝時間3 h以上，終凝時間較長（大于6 h）、標(biāo)號較低的水泥，為保證其具有足夠大的強度，水泥穩(wěn)定碎石有足夠的時間來進(jìn)行的攪拌、運輸、攤鋪和碾壓。同時，要對下承層進(jìn)行全面的檢測，還需灑水潤濕，當(dāng)其下承層攤鋪成型后，可在鋪筑上承層之前應(yīng)對下承層的表面涂刷一層水泥凈漿，使得上下兩層結(jié)合良好，確保其質(zhì)量。

3.2 配合比的均勻性

配合比的均勻性是決定水穩(wěn)填充大粒徑碎石基層抗裂性、結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性的至關(guān)重要的核心環(huán)節(jié)，是質(zhì)量控制的關(guān)鍵點，要做到配合比的均勻性，須注意以下幾點：

①攤鋪主骨料前，對老路面進(jìn)行找平，使水穩(wěn)填充大粒徑碎石基層的厚度一致，有利于攤鋪后基層材料比例的均勻性。②準(zhǔn)確控制填隙料與主骨料的厚度比例，具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)試驗段相關(guān)參數(shù)確定，并以進(jìn)場主骨料和拌合場細(xì)集料的產(chǎn)量總數(shù)核對；③填隙料在主骨料中分布均勻，消除粗集料的集窩現(xiàn)象，粗細(xì)集料比例符合設(shè)計要求。

3.3 外觀尺寸的準(zhǔn)確性

①找平層的厚度應(yīng)嚴(yán)格按標(biāo)高控制；②主骨料攤鋪時，力求均勻、標(biāo)高準(zhǔn)確。③平整度和路拱符合設(shè)計要求。

4 結(jié) 語

水穩(wěn)填充大粒徑碎石路面基層，在我省各等級公路路面基層施工中被廣泛應(yīng)用，其有效避免了出現(xiàn)工后短期內(nèi)不均勻沉降，經(jīng)通車后觀測，表明：

①級配良好的大粒徑透水性瀝青混合料可以抵抗較大的塑性和剪切變形，承受重載交通的作用，具有較好的抗車轍能力，提高了瀝青路面的高溫穩(wěn)定性，特別是對于低速、重車路段，需要的持荷時問較長時，設(shè)計良好的LSAM與傳統(tǒng)的瀝青混凝土相比，顯示出十分明顯的抗永久變形能力。

②大粒徑透水性瀝青混合料有著良好的排水功能，可以兼有路面排水層的功能[1]。

③由于大粒徑透水性瀝青混合料有著較大的粒徑和較大的空隙，它可以有效地減少反射裂縫。

④大粒徑集料的增多和礦粉用量的減少，減少了比表面積，減少了瀝青用量，從而降低工程造價[2]。

⑤與半剛性基層相比，減少了養(yǎng)生時問，可提高工程施工進(jìn)度盡早通車，本工法具有較大的推廣價值和應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1] 琚曉輝.水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂性能應(yīng)用技術(shù)研究[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2007.

[2] 張華.水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量影響因素及控制措施[D].重慶：重慶 交通大學(xué)，2013.