淺談水泥穩(wěn)定碎石基層施工控制與質(zhì)量管理

翟長林

【摘 要】水泥穩(wěn)定碎石基層具有強度高、水穩(wěn)定性好、易操作、抗疲勞能力強等優(yōu)點，在公路工程建設中得到了廣泛應用。但也暴露出了諸如強度不足、局部松散破碎、干縮裂縫等質(zhì)量問題。本文結(jié)合工程實踐經(jīng)歷，就其施工工藝及質(zhì)量控制進行探討。

【關鍵詞】水穩(wěn)碎石；基層；施工控制；質(zhì)量管理

目前我市經(jīng)濟高速發(fā)展，為了適應新形勢的需求，針對車輛交通量大、噸位大的問題，公路建設部門在積極采取措施，提高公路等級，推廣使用高強度穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。近幾年，我市二級以上道路中水泥穩(wěn)定碎石基層得到了廣泛應用，本文就參與水穩(wěn)基層施工與質(zhì)量控制提出幾點看法。

1 水泥穩(wěn)定碎石基層的特性

1）強度高：在基層混合料水泥劑量下不超過6%的情況下，強度能達到6MPa以上。

2）水穩(wěn)定性好：這種結(jié)構(gòu)一旦水化成型，便不怕水長期侵蝕。它具有水泥混凝土的一些性質(zhì)。

3）易操作：基層混合料易生產(chǎn)，拌和容易。水泥劑量、含水量在級配一定的情況下，易控制，根據(jù)監(jiān)測情況隨時可以調(diào)整。

4）抗疲勞能力強：因為強度高，比其他結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、持久。

5）遠期成本低：使用壽命長，相應減少了建設成本。

2 材料的質(zhì)量控制

水泥穩(wěn)定基層這種結(jié)構(gòu)對原材料要求較高，嚴把材料質(zhì)量關是保證工程質(zhì)量的基礎和重要環(huán)節(jié)。水泥穩(wěn)定碎石路面基層的原材料主要有水泥、粗集料、細集料、礦粉。水泥應選用初凝時間3h以上和終凝時間較長的低標號水泥，且不應采用快硬水泥、早強水泥及受潮變質(zhì)的水泥。各項技術指標應滿足技術規(guī)范的要求，水泥初凝時間是水泥穩(wěn)定碎石的施工控制時間的重要依據(jù)；粗集料的質(zhì)量控制指標主要是根據(jù)結(jié)構(gòu)層性能決定的碎石壓碎值和顆粒組成，確定出碎石的強度和級配；細集料是主要控制好石屑的顆粒組成和摻加量，保證級配連續(xù)。為了把好原材料質(zhì)量關，應加強對各類原材料的料源進行提前確定和檢查，在使用過程中按規(guī)定頻率抽樣檢驗，不合格的材料不能用于工程中，并應及時清除出場。

3 配合比設計

配料準確是保證水泥穩(wěn)定碎石內(nèi)在質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)，其基本前提是原材料質(zhì)量合格。通過對工程實際應用的礦料分別進行篩分試驗和測定其相對密度，根據(jù)各種礦料的顆粒級配和計算用量比調(diào)配出合理的級配曲線。由于水泥劑量對干縮性的影響，隨集料平均粒徑的增大而減少，集料平均粒徑越大，水泥劑量對干縮性的影響越小；在相同條件下，水泥穩(wěn)定中粗粒土的收縮性要小得多；對大多數(shù)混合料而言，隨水泥劑量的增加，收縮性逐漸減少，并達到最小值，隨水泥劑量的增加，收縮性逐漸增大，水泥劑量過大，同樣會產(chǎn)生收縮裂縫。配料準確的施工控制是：①碎石的級配要嚴格控制，在粗集料中單個顆粒最大粒徑不應超過37.5mm；②水泥穩(wěn)定碎石混合料的比例要嚴格控制。即通過一定料斗門開啟高度下的給料皮帶機電機轉(zhuǎn)速比實現(xiàn)既定的混合料比例，具體調(diào)試時，碎石比例宜控制在80%～85%之間。根據(jù)不同設計強度的要求，確定水泥用量，確定各種混合料的最佳含水量、最大干密度；以此初步確定各料倉的供料比例。應考慮各地材料性能不同而引起的差異，注意混合料的強度應能滿足7d鉆芯取樣檢測完整的要求。

4 混合料的拌和

在水泥穩(wěn)定碎石混合料拌和過程中，均勻性是影響水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)強度的關鍵因素?；鶎铀喾€(wěn)定碎石必須采用集中廠拌混合料，混合料的拌制可從以下方面控制：

4.1 廠拌設備的選擇

拌和設備的性能決定了混合料的配料精度和均勻性，應選用帶有電子計量裝置的高性能穩(wěn)定土拌和機，以保證混合料的級配符合配合比要求，保證拌和料的穩(wěn)定性。

4.2 水泥劑量控制

水泥的用量對水泥穩(wěn)定層質(zhì)量起著關鍵作用，劑量太小，不能確保水泥穩(wěn)定碎石施工質(zhì)量，而劑量太大，既不經(jīng)濟、還會使基層的裂縫增多、增寬，從而引起面層相對應的反射裂縫。考慮施工時各種損耗，工地實際采用的水泥劑量應比室內(nèi)試驗確定的劑量增加0～0.5%，以確保水泥穩(wěn)定基層的質(zhì)量，但應控制不超過6%，以減少混合料的收縮性。

4.3 含水量控制

根據(jù)路面基層施工技術規(guī)范及國內(nèi)外施工經(jīng)驗，一般情況下拌和含水量應比最佳含水量略高0.5%～1%，若氣溫較高或距離較長時應高1%～2%，以彌補混合料運輸、攤鋪和碾壓過程中水分的損失。含水量過大，既會出現(xiàn)“彈軟”、“波浪”等現(xiàn)象，影響混合料可能達到的密度和強度，也會增加混合料的干縮性，使結(jié)構(gòu)層容易產(chǎn)生干縮裂縫；含水量過小，混合料易松散，不容易碾壓成型，也會影響混合料的密度和強度。施工過程中要根據(jù)氣溫情況及運輸距離及時調(diào)整含水量的大小，根據(jù)規(guī)范、經(jīng)驗及現(xiàn)場攤鋪碾壓的效果確定。

5 混合料的運輸和攤鋪

長距離運輸，混合料含水量容易損失，產(chǎn)生離析，造成攤鋪碾壓后，基層局部平整度差。應通過試驗，采取措施，及時攤鋪。在水泥的終凝時間內(nèi)，完成運輸、攤鋪、碾壓、整平等工序。

5.1 攤鋪現(xiàn)場的準備工作

1）攤鋪前必須清除墊層上的浮土、雜物清理干凈，以免產(chǎn)生松散、起皮現(xiàn)象。開始攤鋪時，要在墊層上灑水使其表面濕潤。

2）準確施工放樣。在全線路面施工前，要對全線的導線點、水準點進行復測。為了避免由于基準鋼絲繩的垂度影響攤鋪的平整度，其鋼立柱縱向間距不宜過大，直線宜為10m，曲線宜為5m，并用緊繩拉緊。

3）由于水泥穩(wěn)定碎石受攤鋪時間的限制，在攤鋪前必須認真檢查攤鋪及碾壓設備，確保其完好狀態(tài)，以免由于機械故障造成中途停機，造成不必要的經(jīng)濟損失，同時要加強攤鋪現(xiàn)場與拌和廠之間的聯(lián)系，以應付緊急情況。

4）攤鋪設備的選型。公路的基層宜采用攤鋪機攤鋪混合料。應選擇攤鋪性能好的全自動找平攤鋪機，盡可能整幅一次攤鋪，可很好地控制攤鋪厚度和表面平整度。攤鋪機的攤鋪效果必須滿足攤鋪料不離析、級配良好、穩(wěn)定、平整度、橫坡度均符合規(guī)范要求。

5.2 混合料的攤鋪

拌和好的成品料運至現(xiàn)場應及時按確定的松鋪厚度均勻、勻速的攤鋪，攤鋪過程中盡可能少收料斗。為確保攤鋪機行走方向的準確性，可在路槽或底基層上灑白灰線，以控制攤鋪機行走方向，攤鋪機要保持適當?shù)乃俣染鶆蛐旭?，不宜間斷，以避免出現(xiàn)“波浪”和減少施工縫，在攤鋪機后面設專人消除局部細集料離析現(xiàn)象。用點補的方法摻撒新混合料或鏟除局部粗集料搭窩之處，用新拌混合料填補。

6 混合料的壓實

用振動壓路機配合重型輪胎壓路機緊跟混合料的攤鋪機面進行碾壓。開始用振動壓路機不掛振動進行碾壓1～2遍，然后掛振碾壓。直線段由兩側(cè)路邊向路中心或自橫坡度低的一側(cè)向高的一側(cè)碾壓，碾壓范圍應較基層邊緣寬出10cm，碾壓時重疊1/2輪寬，碾壓速度1.5～1.7km/h。重型壓路機碾壓速度2.0～2.5km/h，碾壓順序同前，碾壓至要求的壓實度為止。碾壓過程中如氣溫高或大風天氣，基層表面易風干，可利用輪胎壓路機自動噴水裝置邊噴水邊碾壓。在操作中應做到三快，即快運輸、快攤鋪、快碾壓，以確保從向拌和機內(nèi)加水拌和到碾壓終了延遲時間不超過兩小時。

7 施工縫處理

兩工作段搭接部分應嚴格按照規(guī)范要求的橫向施工縫處理的方式進行處理，施工過程中如出現(xiàn)因故造成施工中斷2h以上，也應該按照橫縫的方式進行搭接處理。橫縫與路中線垂直，其設置方法為：

1）人工將混合料末端整理整齊，緊靠混合料放兩根木方，高度應與混合料的壓實度厚度相同，整平緊靠木方的混合料。

2）木方的另一側(cè)采用沙礫或碎石回填約3m長，其高度應略高于混合料。

3）將混合料碾壓密實。

4）在重新攤鋪混合料前，將木方與砂石料除去，并將作業(yè)面清理干凈。

8 養(yǎng)生

碾壓完成并經(jīng)壓實度檢測合格后，應立即開始養(yǎng)生，養(yǎng)生期不宜少于7d，并應封閉交通，除灑水車輛外，嚴禁其他車輛通行，保溫養(yǎng)生至下一層施工前（一般采用土工布覆蓋后灑水養(yǎng)生）。合理的養(yǎng)生既是保證水泥穩(wěn)定碎石強度的需要，又是減少和避免干縮裂縫的措施。新鋪水泥穩(wěn)定碎石基層隨著混合料水分的減少產(chǎn)生干縮應力，水分減少的越快，產(chǎn)生的干縮應力越大。所以，充分的濕度及保養(yǎng)措施對基層強度增長及減少裂縫十分重要。

9 常見質(zhì)量問題及解決措施

水泥穩(wěn)定基層易出現(xiàn)4個質(zhì)量問題：①平整度差；②厚度不夠；③壓實度不夠；④強度不夠。如何消除這些質(zhì)量問題，要搞清它們的形成原因。

1）平整度差：主要是由于水泥穩(wěn)定基層混合料含水量不一致，級配變化，再一個就是攤鋪機履帶輪下有墊物，這幾個原因?qū)е禄旌狭蠅簩嵍认禂?shù)不一致。因此應保持混合料的各種指標一致性，提高碾壓工藝水平。壓路機的操作水平高低，也可影響基層的平整度。

2）厚度（或高程）不夠：這也是混合料含水量、級配變化造成的。含水量和級配的改變，使壓實系數(shù)相應改變，測量人員不可能不斷改變壓實系數(shù)。最終致使基層厚（?。┎痪?，高程超過容許偏差。

3）壓實度不夠：許多人認為主要是碾壓的問題，通過多次檢測發(fā)現(xiàn)，造成基層壓實度不夠，還是混合料含水量、級配的問題，在同等碾壓條件下（以含水量為例），以一段混合料含水量低于最低含水量1%，對比另一段混合料含水量高于最佳含水量1%，混合料含水量低的一段基層的壓實度為97%，而另一做段能達到99%。

4）強度不夠：直接表現(xiàn)為取不出樣芯，或取得出但表面粗糙、不密實，試壓強度低。造成基層強度不夠的因素很多，主要是混合料水泥劑量和級配不夠、不合理造成的。因混合料水泥劑量偏小，起粘作用的細顆粒偏少，導致基層成型、水化后有一定的空隙，不密實。在基層混合料中，水泥主要起到水化的作用，細顆粒起著粘結(jié)的作用。因此在混合料配比中，控制細顆粒的通過百分比，以減少空隙增大密度。通過幾次對比試驗，發(fā)現(xiàn)基層密度、強度同時提高了。

10 必須重視的幾個方面

1）嚴格控制混合料的水泥劑量、含水量、級配范圍；

2）調(diào)整好攤鋪設備，不得在工作中停車檢修，以免混合料長時間放置，影響碾壓密實度和強度；

3）必須在混合料可塑狀態(tài)下，即水泥的終凝時間之前完成碾壓成型；

4）派專人跟機找平、處理基層平整度；

5）碾壓成型后及時灑水養(yǎng)生，使基層混合料始終保持在潮濕的狀態(tài)下。

11 結(jié)束語

水泥穩(wěn)定碎石基層有諸多優(yōu)點，但也不能忽視它的缺陷，這種結(jié)構(gòu)如果控制不好，容易出現(xiàn)松散及裂縫，影響整體強度。施工時一定要注意控制基層混合料的水泥劑量、含水量和級配范圍，完善施工工藝，加強組織管理，才能夠確保工程質(zhì)量。

【參考文獻】

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[責任編輯：楊玉潔]