路面水泥穩(wěn)定碎石施工質(zhì)量均勻性的保證措施

范海媛

(山西省交通建設(shè)工程監(jiān)理有限責(zé)任公司，山西太原 030012)

1 項目簡介

青海省某高速公路，是該省路網(wǎng)規(guī)劃(2009年—2030年)“三縱、四橫、十聯(lián)線”中第三橫的其中一段，全線按雙向四車道高速公路標準建設(shè)，設(shè)計車速80 km/h，對沿黃經(jīng)濟帶發(fā)展和建設(shè)新絲綢之路經(jīng)濟帶，具有十分重要的意義。

本項目道路全長57.273 km。路面設(shè)計采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論，以設(shè)計彎沉值、瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層層底拉應(yīng)力作為路面整體剛度的設(shè)計指標。路面結(jié)構(gòu)層總厚度為68 cm，結(jié)構(gòu)設(shè)計采用16 cm級配碎石墊層、16 cm水泥穩(wěn)定碎石底基層、20 cm水泥穩(wěn)定碎石基層、1 cm預(yù)拌瀝青碎石封層、6 cm中粒式瀝青混凝土(AC-20)下面層、5 cm中粒式瀝青混凝土(AC-16)中面層、4 cm細粒式SBS改性瀝青混凝土(AC-13)上面層。

2 保證路面水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量均勻性的意義

水泥穩(wěn)定碎石底基層、基層是高速公路路面結(jié)構(gòu)的主要承重層，加強底基層、基層施工質(zhì)量控制，建設(shè)質(zhì)量優(yōu)良的底基層、基層，對公路工程的壽命周期起著決定性作用，尤其在高海拔、高嚴寒、晝夜溫差大及日照時間長等特殊地理氣候特點的青藏高原地區(qū)，其施工質(zhì)量的好壞將直接影響底基層、基層施工進度和質(zhì)量，乃至路面的使用壽命和行車安全。水泥穩(wěn)定碎石底基層、基層質(zhì)量的好壞主要取決于其施工質(zhì)量的均勻性，而施工質(zhì)量的均勻性必須從原材料粒徑及混合料級配、拌合均勻性、攤鋪過程中離析控制、碾壓的均勻性等方面進行控制。

3 路面水泥穩(wěn)定基層質(zhì)量狀況

在該高速公路項目鋪筑的路面基層試驗段(K45+180～K45+620共440 m)質(zhì)量檢驗中發(fā)現(xiàn)水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量較差，經(jīng)與業(yè)主、施工單位多方討論決定現(xiàn)場鉆取芯樣進行檢查，以分析問題原因。檢查數(shù)據(jù)見表1。

從表1中發(fā)現(xiàn)芯樣質(zhì)量合格率較低，僅達到80%，在對不合格芯樣及該路段基層施工質(zhì)量進行檢測研究總結(jié)的過程中，發(fā)現(xiàn)造成問題的主要原因為芯樣均勻性差、厚度不足、基層平整度差、基層邊緣成型差、表面離析多，具體占比見表2。

表1 路面試驗段水泥穩(wěn)定基層鉆芯取樣情況統(tǒng)計表

表2 路面水泥穩(wěn)定基層施工質(zhì)量檢測不合格項目調(diào)查表

從表2中發(fā)現(xiàn)芯樣均勻性差占到了70%以上，嚴重影響整體路面工程施工進度和質(zhì)量。

4 路面水泥穩(wěn)定碎石基層施工均勻性差的主要原因

1)在施工過程中對進場的原材料把關(guān)不嚴，原材不穩(wěn)定，堆放不符合要求。2)水泥劑量的選取、粗細集料的摻配比例不當(dāng)，造成了混合料均勻性差。3)拌合設(shè)備計量不準確，攪拌時間較短造成混合料攪拌不勻。4)混合料的含水量控制不好。5)不同規(guī)格料倉的料隔擋不嚴造成竄倉。6)混合料裝料中長時間在同一位置裝料造成料車邊部粗料較多，中間細料較多。7)攤鋪過程中造成的離析。

5 路面水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量均勻性的保證措施

1)對計劃進場的原材料從料源開始嚴格把關(guān)，確保各檔材料級配穩(wěn)定，各項指標符合設(shè)計及規(guī)范要求，現(xiàn)場集料堆放不宜過高，以免造成粗細料離析。

2)按照JTG/T F20—2015公路路面基層施工技術(shù)細則要求，進行集料的篩分、級配合成，確定各檔集料的摻配比例及合成級配的波動范圍以及水泥的用量，在粗、細集料、水泥試驗合格的情況下，采用 G2∶G8∶G11∶XG3=20∶32∶30∶18(水泥劑量為 4.5%)(已批復(fù)標準配合比)的摻配比例進行水穩(wěn)碎石基層的級配確定，其篩分合成級配檢測數(shù)據(jù)見表3。

表3 實施后現(xiàn)場實際篩分合成級配范圍結(jié)果統(tǒng)計

從表3可以看出，在粗集料、細集料、水泥檢驗合格的情況下，按標準生產(chǎn)比例摻配后進行了級配的細化和調(diào)整，調(diào)整后各篩孔通過率均滿足《骨架密實型水泥穩(wěn)定碎石(砂礫)路面穩(wěn)定基層施工方法》規(guī)定級配的要求。因此，強化集料級配控制，提高集料級配的均勻性和穩(wěn)定性，是提高水泥穩(wěn)定碎石混合料均勻性、減少施工質(zhì)量的變異性、提高底基層、基層施工質(zhì)量均勻性的重要手段。

3)在拌合前對計量設(shè)備進行標定，切實做好靜、動態(tài)標定和復(fù)核工作，確保稱量準確;拌合過程不能出現(xiàn)間斷，同時要控制好拌合時間及混合料的含水量，如發(fā)現(xiàn)有花白料，粗細料離析等現(xiàn)象時應(yīng)重新拌合直至達到要求并積極推廣兩次拌合的生產(chǎn)工藝;拌和時應(yīng)按規(guī)定頻率抽檢試驗，及時檢測含水量，級配等進行試驗，使之達到規(guī)定要求。

4)在各料倉中間加高隔板，以免不同規(guī)格的料竄倉。混合料在裝料過程中料車應(yīng)及時前后移動，分別在車輛的前中后三個部位裝料，減少裝料造成混合料離析。

5)加強攤鋪過程中的材料均勻性控制。a.嚴格控制攤鋪機行走速度，按照施工組織設(shè)計中攤鋪機正常速度2 m/min～3 m/min標準要求執(zhí)行，能夠一定程度保證攤鋪的均勻性。b.嚴格控制攤鋪機收斗率，按照施工組織設(shè)計中要求的收斗率不小于90%的標準要求進行控制，盡量避免操作時未按操作規(guī)程操作要求進行收斗、攤鋪過程中收料斗中集料集中，未及時收斗等現(xiàn)象發(fā)生。c.攤鋪機料倉出料均勻性控制。攤鋪機在攤鋪過程中，分料器向兩側(cè)易出現(xiàn)混合料堆積現(xiàn)象，同時攤鋪收料斗前易出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，嚴重導(dǎo)致了攤鋪機料倉出料不均勻，通過對水泥穩(wěn)定基層混合料篩分發(fā)現(xiàn)，攤鋪機料倉出料不均勻?qū)е潞Y孔31.5 mm級配范圍平均通過率不足95%，造成路面水穩(wěn)基層鉆芯芯樣均勻性差。為了解決這一問題，在路面水穩(wěn)基層攤鋪施工過程中，采取在攤鋪機上加設(shè)橫向橡膠擋板來控制攤鋪機料倉出料均勻程度，在攤鋪機收料斗前及分料器兩側(cè)邊部，通過焊接固定裝置，加設(shè)橫向橡膠擋板(見圖1)，能有效的解決攤鋪機攤鋪的水穩(wěn)混合料中產(chǎn)生離析和兩側(cè)粗集料滾落集中形成的料窩，使水穩(wěn)基層混合料整體均勻性有所提高。在對孔徑31.5 mm篩分通過率情況進行了現(xiàn)場驗證(共4次)，統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表4。

圖1 攤鋪機上加設(shè)橫向橡膠擋板

表4 水泥穩(wěn)定基層級配范圍結(jié)果統(tǒng)計表

通過表4發(fā)現(xiàn)水泥穩(wěn)定基層混合料篩分31.5 mm通過率可以達到《路面施工組織計劃》中95% ～100%標準要求。

6)壓實質(zhì)量控制。壓路機的振動頻率樣按照40 Hz～50 Hz進行控制，碾壓次數(shù)按照施工組織設(shè)計中的每一工作面碾壓不小于6次的標準要求執(zhí)行，并設(shè)專人記錄次數(shù)，以達到規(guī)定壓實度要求。碾壓時留成錯臺式，在下段碾壓時先斜向碾壓錯臺，再縱向碾壓，以保證接頭的平順。水泥穩(wěn)定材料宜在容許延遲時間內(nèi)完成拌合至碾壓的全部作業(yè)，保證基層板結(jié)成型，芯樣不松散，壓實質(zhì)量良好。

7)加強其他各方面因素控制。水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，加強試驗人員的質(zhì)量意識，加大獎懲力度，規(guī)范施工工藝，加強養(yǎng)生工序，才能持續(xù)提高水泥穩(wěn)定碎石底基層和基層的均勻性，確保水泥穩(wěn)定碎石底基層和基層的施工質(zhì)量。

6 結(jié)語

路面水穩(wěn)碎石施工過程中，必須嚴格控制進場集料的級配、加大集料合成級配的檢查、及時調(diào)整集料的摻配比例及施工配合比、加強施工現(xiàn)場水泥穩(wěn)定碎石混合料的攤鋪、碾壓及養(yǎng)護等方面質(zhì)量控制，才能切實減少水泥穩(wěn)定碎石底基層、基層施工質(zhì)量的變異性，均勻、穩(wěn)步提升水泥穩(wěn)定碎石底基層、基層的施工質(zhì)量，確保路面水泥穩(wěn)定碎石施工質(zhì)量的均勻性。