白崇公路骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制

魏永強(qiáng)

【摘 要】本文介紹骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)在基層施工中的質(zhì)量控制，通過試驗(yàn)驗(yàn)證骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石基層的路用性能。

【關(guān)鍵詞】水泥穩(wěn)定碎石；基層；質(zhì)量控制

0 前言

近年來，在公路工程建設(shè)中，水泥穩(wěn)定碎石基層因其強(qiáng)度高、成型質(zhì)量好，具有良好的力學(xué)性能和板體性而得到了廣泛應(yīng)用。但傳統(tǒng)水泥穩(wěn)定碎石基層在溫濕度變化時(shí)，極易產(chǎn)生收縮裂縫，縮短道路使用壽命。為了有效改善水泥穩(wěn)定碎石的抗裂性，白崇公路重鋪工程中采用了骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石基層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)集料用量按嵌擠原理設(shè)計(jì)，粗集料間形成穩(wěn)定的框架，細(xì)集料填充其框架空隙，從而形成摩阻力、凝聚力和密實(shí)度最好的混合料。本文以工程實(shí)際，就骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)基層施工中各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證其路用性能。

1 原材料控制

1.1 水泥

水泥作為穩(wěn)定劑，其各項(xiàng)指標(biāo)關(guān)系到基層的強(qiáng)度及成型，為保證混合料有足夠的時(shí)間進(jìn)行拌和、運(yùn)輸、攤鋪和碾壓，宜選用初凝時(shí)間3h以上和終凝時(shí)間6h以上的水泥，快硬、早強(qiáng)水泥以及變質(zhì)水泥不得使用。同時(shí)用于基層的水泥標(biāo)號(hào)不宜太高，宜選用325號(hào)或者425號(hào)硅酸鹽水泥。本工程水泥采用PC32.5復(fù)合硅酸鹽水泥，經(jīng)試驗(yàn)檢測各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求。

1.2 集料

集料是基層混合料獲得良好級配的基本保證，其級配和技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)范要求，應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，對眼觀可發(fā)現(xiàn)的超粒徑、山皮石、針片狀含量、含泥量、石粉等明顯的砂、石料堅(jiān)決不能進(jìn)場使用。用于基層的集料不宜含有塑性指數(shù)的土，碎石最大粒徑不大于31.5mm，壓碎值≤35%，有機(jī)質(zhì)含量不超過2%，硫酸鹽含量不超過0.25%，0.075mm以下顆粒含量不超過7%。

1.3 水

水應(yīng)該潔凈，不得含有有害物質(zhì)，一般飲用水可直接使用，施工料場周邊河流的水或者淺層地下水需經(jīng)化驗(yàn)合格后方可使用。

2 配合比設(shè)計(jì)控制

2.1 集料配比

骨架密實(shí)狀態(tài)是否形成是混合料設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，施工時(shí)必須根據(jù)進(jìn)場集料實(shí)際級配和混合料配合比進(jìn)行檢驗(yàn)，不宜一個(gè)生產(chǎn)配合比用到底。要形成良好的骨架密實(shí)性，必須把握好集料合成級配線上4.75mm和0.075mm兩個(gè)關(guān)鍵篩孔通過率，使穩(wěn)定碎石的合成配合比曲線粗集料通過率盡量靠近上限，提高粗集料的含量，細(xì)集料的通過率靠近下限，減低細(xì)料和粉料的含量。本工程集料分為5檔，經(jīng)優(yōu)化配合比試驗(yàn)，確定的集料施工配合比為碎石（16～31.5）mm：碎石（10～20）mm：碎石（5～10）mm：石屑（0～5）mm：水洗砂（0～5）mm=20%：35%：10%：5%：30%。骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石集料級配組成符合表1要求：

表1 骨架密實(shí)型碎石級配范圍（方孔篩）

2.2 水泥用量

骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量減少水泥用量，通過優(yōu)化集料級配設(shè)計(jì)，在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的前提下，通過選擇水泥含量相對較低的配合比，以減少半剛性基層干縮、溫縮裂縫。在設(shè)計(jì)中，一般選用能滿足7天無側(cè)限抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度的最小水泥計(jì)量作為控制值，考慮到實(shí)際大規(guī)模施工與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的差異性，建議施工過程中增加1.0%的水泥劑量進(jìn)行控制。

2.3 最大干密度和最佳含水量

最大干密度和最佳含水量是施工過程兩個(gè)很重要的控制指標(biāo)，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)集料級配范圍和篩分結(jié)果確定各種集料的比例，通過擊實(shí)試驗(yàn)確定與水泥劑量對應(yīng)的混合料ρmax和ω0，并繪制含水量—干密度關(guān)系曲線圖，以指導(dǎo)施工和現(xiàn)場壓實(shí)度檢測。

3 施工質(zhì)量控制

3.1 拌合樓拌和

骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)基層材料必須選用有電子計(jì)量的拌和設(shè)備來保證混合料的級配精度。在開工前，首先標(biāo)定拌合樓計(jì)量系統(tǒng)，調(diào)試完后進(jìn)行試生產(chǎn)，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證灰劑量、級配、含水量是否準(zhǔn)確，以保證生產(chǎn)精度。本工程采用WBC-500型穩(wěn)定土廠拌設(shè)備，屬按重量比控制材料配合比的機(jī)型，穩(wěn)定性好，能滿足技術(shù)規(guī)范要求。

拌和時(shí)，設(shè)專人對混合料進(jìn)行檢測和質(zhì)量控制。每天拌和前應(yīng)檢查材料的含水率、碎石的級配等，并根據(jù)天氣及氣溫變化的實(shí)際情況以及運(yùn)距等具體因素適時(shí)調(diào)整加水量，以含水率略大于最佳含水率1%～2%為宜，使混合料運(yùn)到現(xiàn)場攤鋪碾壓時(shí)的含水率接近最佳含水率。

3.2 裝料及運(yùn)輸

施工過程中應(yīng)根據(jù)拌和樓的生產(chǎn)能力及運(yùn)距、攤鋪進(jìn)度等計(jì)劃性的配備足夠數(shù)量且噸位在15T以上的自卸運(yùn)輸車輛，確保施工前后場能夠連續(xù)、有序、穩(wěn)定地進(jìn)行。為避免混合料產(chǎn)生離析，車輛接料時(shí)，按車廂的前、后、中三個(gè)位置及順序前后移動(dòng)，分多次放料。在氣溫較高、運(yùn)距較遠(yuǎn)時(shí)，運(yùn)料車應(yīng)采用帆布覆蓋，防止混合料曝曬水分蒸發(fā)而影響攤鋪質(zhì)量?？紤]到水泥的延遲時(shí)間，車輛裝料后應(yīng)及時(shí)運(yùn)輸至攤鋪現(xiàn)場，確?；旌狭暇哂羞m宜的攤鋪工作性。

3.3 攤鋪

攤鋪前對底基層全面抽檢驗(yàn)收，同時(shí)對其表面浮塵、雜物清除干凈，并灑水濕潤。根據(jù)設(shè)計(jì)厚度和松鋪系數(shù)確定攤鋪厚度，在鋪筑直線路段以10m、平曲線路段以5m為一個(gè)斷面插好鋼釬，測量控制高程并用緊線器固定鋼絲繩至鋼釬，攤鋪機(jī)啟動(dòng)后沿著鋼絲繩高度進(jìn)行混合料作業(yè)攤鋪。

攤鋪機(jī)喂料前檢查、確認(rèn)每車出料時(shí)間在水泥的延遲時(shí)間之內(nèi)。施工中，攤鋪速度控制在1m/min-1.5m/min左右，行走應(yīng)盡量勻速、減少停頓。攤鋪現(xiàn)場應(yīng)杜絕車機(jī)互等，前后場應(yīng)協(xié)調(diào)作業(yè)、步調(diào)一致。作業(yè)中，攤鋪機(jī)后設(shè)專人隨時(shí)注意攤鋪的均勻性，檢查平整度和厚度，對局部離析、不平整的路段，及時(shí)進(jìn)行人工修整；對于較規(guī)則的帶狀離析、厚度偏差等應(yīng)立即查找原因，及時(shí)調(diào)整消除；同時(shí)，要密切關(guān)注混合料含水量的變化，及時(shí)反饋拌和場進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

每日攤鋪結(jié)束后的末端基層工作縫，采用人工將其切齊，并緊靠混合料一側(cè)放置高度與壓實(shí)厚度相同的長方木，碾壓密實(shí)后隔日攤鋪混合料時(shí)去除。

3.4 碾壓

對于骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)而言，大噸位壓路機(jī)振動(dòng)才能達(dá)到與試驗(yàn)室振動(dòng)成型類似的振動(dòng)頻率和強(qiáng)度。白崇公路基層碾壓采用了18T雙鋼輪、20T單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)和26T重型膠輪壓路機(jī)組合碾壓。按照先輕后重、先邊后中、由內(nèi)到外的原則，碾壓時(shí)先用雙鋼輪壓路機(jī)靜壓2遍，然后用重型單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)振壓3遍，最后用26T膠輪壓路機(jī)碾壓，直至收光表面無輪跡為止，一次碾壓長度控制在50m～80m，速度控制在1.8～2.2km/h。碾壓過程中，如表面水分蒸發(fā)較快，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)灑適量水；如發(fā)生“彈簧”、推移、起皮等現(xiàn)象，應(yīng)采用人工及時(shí)翻開并用新拌混合料填補(bǔ)找平，然后重新碾壓。

3.5 試驗(yàn)檢測

基層設(shè)計(jì)壓實(shí)度為98%，以該標(biāo)段K11+000～K12+000段為例，現(xiàn)場取樣做無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試件26個(gè)。壓實(shí)度經(jīng)抽檢全部符合設(shè)計(jì)要求，見表2。

表2 壓實(shí)度檢測記錄表

3.6 養(yǎng)生

每一段基層鋪筑碾壓完成后，經(jīng)抽檢壓實(shí)度合格，即進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生采用土工布覆蓋灑水保濕養(yǎng)生7天，養(yǎng)生期間始終保持基層表面濕潤并禁止灑水車以外的其它車輛通行。

3.7 成型質(zhì)量檢測

3.7.1 抗壓強(qiáng)度抽檢

無側(cè)限抗壓強(qiáng)度作為基層的力學(xué)性能指標(biāo)，其結(jié)果是判定該日施工的基層是否合格的決定因素。白崇路基層設(shè)計(jì)強(qiáng)度為3.5MPa，K11+000～K12+000段26個(gè)基層無側(cè)限試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生7天后，抗壓強(qiáng)度抽檢合格，見表3。

表3 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度記錄表

3.7.2 鉆芯取樣結(jié)果

基層7天齡期必須能夠取出完整的芯樣，否則必須返工處理。對該工程K11+160右、K11+370左、K11+580右、K11+750左、K11+930左鉆取芯樣，經(jīng)觀察，骨料分布均勻，表面光滑、密實(shí)、芯樣完整。

3.7.3 基層表面情況

養(yǎng)生結(jié)束后，基層表面密實(shí)，無松散，沒有發(fā)現(xiàn)縮縫及開裂現(xiàn)象。

4 結(jié)語

白崇公路骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)基層至2015年底已運(yùn)營2年時(shí)間，經(jīng)竣工驗(yàn)收檢測，各項(xiàng)路用性能完全滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。尤其是半剛性基層普遍容易出現(xiàn)的橫向裂縫該路段至今未發(fā)現(xiàn)1條。實(shí)踐證明，骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)良好的集料級配有助于減少水泥用量，從而降低干縮系數(shù)，對減少基層裂縫具有良好效果。在實(shí)際施工中，由于骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)對原材料、拌合設(shè)備、施工工藝、配合比的控制及水泥用量和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性等要求更高，要保證混合料施工結(jié)束后結(jié)構(gòu)具備骨架密實(shí)的特性，仍需要不斷完善和改進(jìn)技術(shù)措施來進(jìn)一步提高施工質(zhì)量，提高半剛性基層路面的使用壽命。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：湯靜]