路面水穩(wěn)基層施工存在的問題和質(zhì)量控制措施

呂 炳 森

(太原市市政公用工程質(zhì)量監(jiān)督站，山西 太原 030012)

0 引言

水穩(wěn)層施工技術(shù)由于其具有強(qiáng)度高、技術(shù)簡單、施工效率高和抗融凍交變載荷強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在市政道路施工當(dāng)中得到了廣泛應(yīng)用。但是水穩(wěn)層施工技術(shù)也存在一定的問題和缺點(diǎn)，隨著其普及和大量應(yīng)用，問題也逐漸凸顯出來。水穩(wěn)層凝固后具有抗融凍交變載荷強(qiáng)、表面強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今市政道路常用的基層材料，但其收縮系數(shù)較大，抗變形能力較低，透水性差，表面易積水，破裂后不能愈合，對荷載大小的敏感性較大。這會極大影響市政道路的力學(xué)性能，水穩(wěn)層的施工質(zhì)量在道路工程路面的施工質(zhì)量中扮演著非常重要的角色。因而需要加強(qiáng)對道路水穩(wěn)基層施工的研究，不斷提高道路水穩(wěn)層施工的質(zhì)量。所以，本文主要對市政道路工程中的水穩(wěn)層施工技術(shù)在施工過程中容易出現(xiàn)的問題及質(zhì)量控制措施進(jìn)行分析探討，以期對水穩(wěn)層施工技術(shù)的逐步完善提供指導(dǎo)。

1 水穩(wěn)基層

1.1 水穩(wěn)基層概念

道路基層是指在路基墊層表面上通過特定的施工技術(shù)手段鋪筑而成的層狀結(jié)構(gòu)，道路基層是整個道路的承重層，其主要使用單一材料或者混合材料按照一定分層比例鋪筑而成。道路基層的材料配比與施工質(zhì)量是影響路面質(zhì)量和性能的最主要因素。道路水穩(wěn)基層稱為水泥穩(wěn)定碎石層，是指將水泥穩(wěn)定碎石(簡稱水穩(wěn))以級配碎石作骨料，通過與水泥砂漿按照一定的配合比例來填充骨料的空隙，水穩(wěn)水泥的用量一般為混合料的3%～6%，通過嵌擠原理進(jìn)行攤鋪、振搗、壓實等施工方法得到混合料形成水泥穩(wěn)定碎石層，達(dá)到道路工程養(yǎng)護(hù)的目的。它的初期階段強(qiáng)度高，并且強(qiáng)度隨齡期的增加而增加并很快結(jié)成板體，因而具有較高的強(qiáng)度，7 d的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)1.5 MPa～4.0 MPa，較其他路基材料高。且具有施工技術(shù)簡單、施工效率高、抗?jié)B度和抗融凍交變載荷強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此其施工方式適合作為道路工程路面基層施工中的最佳施工方式。

1.2 水穩(wěn)基層施工案例

本文針對太原市某道路工程施工的水穩(wěn)基層施工來探討，該道路主線按照雙向四車道設(shè)計，2.5 m為中間帶寬，0.85 m為路肩寬度。施工路段路面基層主要包含主線路面基層和匝道路面基層。主線路面基層由下到上分別為水泥穩(wěn)定碎石底基層，設(shè)計厚度為33 cm、水泥穩(wěn)定碎石基層，設(shè)計厚度為17 cm，其中水泥穩(wěn)定碎石底基層施工量為324 789 m2，水泥穩(wěn)定砂礫基層施工量為249 752 m2。匝道路面基層由下到上的順序分別為水泥穩(wěn)定碎石底基層，設(shè)計厚度為25 cm、水泥穩(wěn)定碎石基層，設(shè)計厚度為15 cm，其中水泥穩(wěn)定碎石底基層施工量為85 763 m2，水泥穩(wěn)定砂礫基層施工量為69 078 m2。水穩(wěn)基層施工一般是在級配碎石中加入水泥將級配碎石進(jìn)行混合凝固，級配碎石一般選用直徑4 mm～9 mm碎石，級配碎石的密實比一般在20%～35%的范圍。使級配碎石與水泥形成一個板結(jié)體，這樣碎石就不容易分散，形成的水穩(wěn)基層就比較固定。水穩(wěn)水泥的用量一般為混合料的3%～6%，水泥的密實比一般在95%～98%的范圍，混凝土的拌制一般采用固定的拌和工廠或移動式拌和站進(jìn)行。水泥的養(yǎng)護(hù)時間為7 d，其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)3.0 MPa。

2 水穩(wěn)基層施工質(zhì)量存在的問題

在水穩(wěn)基層施工過程中，很容易出現(xiàn)以下六個問題：

第一，水穩(wěn)基層與下承層之間整體結(jié)合性差。由于市政工程的特殊性，大多存在工期緊張的問題。許多參建單位因此就會忽視結(jié)合面的清潔、濕潤和透層油的施工質(zhì)量，存在下臥層松散、有浮土、透層油噴灑厚度不夠和局部漏灑的現(xiàn)象，這極大地降低了層間產(chǎn)生的粘結(jié)應(yīng)力，層間應(yīng)力會極大影響層與層之間的連接。同時還存在施工組織不利導(dǎo)致透層油被輪胎碾壓破壞。這必然會影響結(jié)構(gòu)層之間的粘結(jié)力和表面的密封效果。

第二，水穩(wěn)混合料原材料質(zhì)量差，配合比控制不到位。目前政府對水穩(wěn)拌和站的監(jiān)督管理還達(dá)不到商品混凝土拌和站的程度。這必然會使得一些水穩(wěn)拌和站廠家存在偷工減料、原材料質(zhì)量不過關(guān)、配合比控制不到位等問題。這些指標(biāo)是水穩(wěn)基層質(zhì)量的前提和保障。

第三，水穩(wěn)混合料水泥劑量控制不到位。施工過程中施工單位為了盡快達(dá)到強(qiáng)度要求，水穩(wěn)混合料水泥劑量往往偏高。這將會為后期產(chǎn)生收縮裂縫埋下隱患。

第四，水穩(wěn)混合料含水量控制不到位。水穩(wěn)混合料在最佳含水量的情況下進(jìn)行碾壓成型，才能達(dá)到最大密實度。如果含水量過大或者過小，都會影響最后的壓實效果。尤其是在夏季溫度高和雨季空氣中含水量過大的情況下，必須實時動態(tài)調(diào)整水穩(wěn)混合料的含水量。

第五，組織施工不及時。由于水穩(wěn)混合料當(dāng)中的膠凝材料水泥在摻水拌和過程中有初凝時間和終凝時間的限制，這就要求施工單位在組織施工的時候必須控制好從加水拌和到攤鋪碾壓成型的時間。尤其是冬季施工期間，如果組織施工不及時，或者冬季施工措施不到位，必然會使水穩(wěn)基層強(qiáng)度和整體性大打折扣。

第六，容易產(chǎn)生松散、離析等現(xiàn)象。水穩(wěn)混合料運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場堆放不合理、攤鋪過程中未使用攤鋪機(jī)、冬季施工未采取科學(xué)合理的保溫措施等都可能使水穩(wěn)基層產(chǎn)生松散、離析等現(xiàn)象。

3 水穩(wěn)基層施工質(zhì)量控制措施

針對路面水穩(wěn)基層施工過程中出現(xiàn)的六個問題，水穩(wěn)基層施工的質(zhì)量一般從六個方面采取控制措施：

第一，水穩(wěn)混合料原材料質(zhì)量的控制。如果水穩(wěn)混合料的原材料質(zhì)量沒有滿足施工要求，那么水穩(wěn)基層的強(qiáng)度和密實度就極大的降低。水穩(wěn)混合料所用的水泥、粗骨料、細(xì)骨料、外加劑等原材料的進(jìn)場都必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行質(zhì)量和規(guī)格檢驗，水泥作為混合料的一種凝固劑，其質(zhì)量對水穩(wěn)層的強(qiáng)度具有很大的影響。檢驗合格后上報主管部門審批，審批通過后方可用于工程施工。

第二，配合比控制及拌和質(zhì)量的控制。首先，水穩(wěn)基層施工前，各參建單位必須取樣進(jìn)行水穩(wěn)材料配合比試驗，并經(jīng)監(jiān)理工程師審批通過，方能使用該配合比進(jìn)行水穩(wěn)材料的配制?；旌狭习韬瓦^程中必須實時監(jiān)測配合比的數(shù)據(jù)變化，同時根據(jù)攤鋪現(xiàn)場反饋回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。其次，要嚴(yán)格控制水泥的用量，如果水泥用量太小，不能保證水穩(wěn)混合料的質(zhì)量；如果水泥的用量太大，既不經(jīng)濟(jì)，還會使水穩(wěn)基層產(chǎn)生裂縫，最終裂縫會擴(kuò)散到瀝青路面形成擴(kuò)展裂縫。因此一定要嚴(yán)格控制水泥的質(zhì)量和用量，這樣既能保證水穩(wěn)層的強(qiáng)度又能節(jié)約施工成本。

第三，水穩(wěn)層施工過程的控制。水穩(wěn)混合料攪拌、運(yùn)輸、攤鋪及碾壓成型的時間要嚴(yán)格控制，確保水穩(wěn)基層施工質(zhì)量。在對混合料進(jìn)行攤鋪及碾壓成型施工過程中，要保證混合料攤鋪的均勻性和連續(xù)性，而水穩(wěn)施工過程中很容易產(chǎn)生積水現(xiàn)象，因此在整個過程中要保證水穩(wěn)層水分的適量和均勻性。在攤鋪過程中，一般會使用平板式振動器或者立式振動器進(jìn)行振搗施工，將混合料內(nèi)的氣泡和縫隙消除，在振搗施工中要保證混合料的初凝時間大于混合料從拌和到攤鋪結(jié)束的時間。由于水泥初凝時間的限制，混合料施工組織必須工序緊湊，人員機(jī)械配合到位，同時也要考慮天氣和外界因素對施工的影響。并且監(jiān)測人員在整個過程中要隨時監(jiān)測混合料的配合比，如果配合比發(fā)生變化則隨時控制相應(yīng)的配合比。

第四，季節(jié)變化和溫度變化對施工的影響。高溫季節(jié)施工和冬季雨季施工溫度濕度的控制水穩(wěn)基層施工過程中難免會碰到高溫季節(jié)或冬雨季。含水量是混合料質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，控制不好就會影響混合料的強(qiáng)度和耐久性。含水量的大小不僅要按照配合比的要求進(jìn)行調(diào)整，還得考慮運(yùn)輸距離的長短及天氣的溫度濕度變化等因素。

第五，結(jié)構(gòu)層之間及施工縫的質(zhì)量控制。如果道路結(jié)構(gòu)設(shè)計了底基層或墊層，各參與單位就應(yīng)該重視透層油的材料質(zhì)量和施工質(zhì)量，確保路面結(jié)構(gòu)的整體性。根據(jù)相關(guān)的力學(xué)原理，結(jié)構(gòu)層與結(jié)構(gòu)層之間存在很大的層間應(yīng)力，層間應(yīng)力會極大影響層與層之間的連接，因此與既有道路的結(jié)構(gòu)層銜接成為施工過程中的薄弱環(huán)節(jié)，如果偷工減料，結(jié)構(gòu)層之間結(jié)合不好或有施工縫的部位就會出現(xiàn)層間偏離或?qū)觾?nèi)裂紋等病害。

第六，養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的控制。養(yǎng)護(hù)工作對于水穩(wěn)基層來說是非常重要的一道工序。在碾壓完成后要及時對工作面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，現(xiàn)有的養(yǎng)護(hù)方法有灑水養(yǎng)生、薄膜覆蓋養(yǎng)生、土工布養(yǎng)生和“一布一膜”覆蓋養(yǎng)生。近年來還出現(xiàn)了不少先進(jìn)的養(yǎng)護(hù)方法，比如透層油加稀漿封層結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)生等，這些好的方法都值得我們?nèi)ネ茝V使用。養(yǎng)生溫度對水穩(wěn)基層的強(qiáng)度有很明顯的影響，養(yǎng)生溫度越高，水泥穩(wěn)定碎石基層的強(qiáng)度就越高。在常溫條件下，水泥穩(wěn)定碎石基層的養(yǎng)護(hù)時間至少應(yīng)7 d。在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，一定要保證水泥穩(wěn)定碎石基層表面始終處于濕潤狀態(tài)，從而避免不穩(wěn)定的干濕狀態(tài)而產(chǎn)生干縮裂縫。水泥穩(wěn)定碎石基層養(yǎng)護(hù)期進(jìn)入冬期時，應(yīng)在基層施工時向基層材料中摻入防凍劑，同時還應(yīng)嚴(yán)格按照冬季施工方案采取冬季保溫養(yǎng)護(hù)等措施，從而確保水泥穩(wěn)定碎石基層的施工質(zhì)量。

4 結(jié)語

水穩(wěn)層施工技術(shù)由于其具有強(qiáng)度高、技術(shù)簡單、施工效率高和抗融凍交變載荷強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此其是道路工程建設(shè)施工的重要技術(shù)之一。本文以太原市某道路工程水穩(wěn)基層施工為例，分析了施工過程中需要注意的層間結(jié)合性、混合料質(zhì)量、混合料配比和含水量、施工管理等問題?？偨Y(jié)了水穩(wěn)基層施工質(zhì)量控制采取的主要措施，通過一系列措施來滿足工程技術(shù)的規(guī)范和要求。該研究對水穩(wěn)層施工技術(shù)的逐步完善提供指導(dǎo)。

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