高海拔多雨地區(qū)公路水穩(wěn)砂礫層常見質(zhì)量病害及防治措施

馬擎宇

（中國電建市政建設(shè)集團有限公司，天津 300384）

1 工程概況

1.1 工程簡介

肯尼亞鄉(xiāng)村公路557標段項目與STECOL CORPORATION品牌簽約，于2019年6月25日開工，合同施工工期42個月，缺陷責(zé)任期12個月，維護期36個月，業(yè)主是肯尼亞鄉(xiāng)村公路局，資金來源為肯尼亞政府。合同總額2438889192.00肯先令，約合2409.02萬美元（1美元=101.24肯先令）。

該公路全長約65km，由現(xiàn)有的土路升級改造為瀝青混凝土路面。設(shè)計路面寬度為6m，兩側(cè)硬路肩各寬0.5m，路面結(jié)構(gòu)為15cm厚水泥穩(wěn)定砂礫底基層、12.5cm厚水泥穩(wěn)定砂礫基層以及3.5cm厚瀝青混凝土面層。主要施工內(nèi)容包括土方工程、路面工程、涵洞工程及防排水系統(tǒng)、防護工程、標志標線等。

該工程采用《肯尼亞公路橋梁施工標準規(guī)范》（1986版）和AASHTO美國公路與運輸協(xié)會標準公路橋梁標準規(guī)范。

1.2 地理及氣候特征

項目位于肯尼亞西北部山區(qū)，海拔2800～3300m，溫差大，天氣變化快，大霧天氣較多。同時，降水季節(jié)差異大，3～8月為大雨季、10～12月為小雨季，年降雨量2000mm左右，降水豐沛，有效施工期短。

2 水穩(wěn)砂礫施工常見病害的產(chǎn)生原因及防治措施

2.1 裂縫

（1）產(chǎn)生原因。水泥穩(wěn)定砂礫屬于半剛性材料，產(chǎn)生裂縫的兩個常見因素為干縮和溫縮。因水分減少而發(fā)生的一系列作用，造成半剛性材料體積收縮而產(chǎn)生的裂縫即干縮裂縫。干縮裂縫有兩種情況，一種是水泥穩(wěn)定砂礫碾壓完成到養(yǎng)護期止的干縮，另一種是養(yǎng)護期滿后到下一層施工前這段時間的干縮。組成水泥穩(wěn)定砂礫的不同材料，在降溫過程中相互作用引起的半剛性材料體積的收縮即為溫縮。由于這兩種特性反復(fù)綜合作用，在（底）基層處容易產(chǎn)生裂縫，在集中應(yīng)力的長期影響下，裂縫不斷發(fā)展，最終出現(xiàn)路面反射裂縫。

該項目地處赤道高海拔地區(qū)，晝夜溫差大，雨季降水充沛，晴天時日照強烈，對水穩(wěn)砂礫的施工造成不利影響。如何防范此類病害的發(fā)生，成為工程整體質(zhì)量控制的關(guān)鍵。

（2）防治措施。①控制好細料的含量。細集料含量偏高時易產(chǎn)生干縮裂縫，因此要控制好細料的含量。通過篩分控制細料含量在6%～7%，嚴格控制集料級配，使其滿足要求。為避免混合料成品混入過多的細料，應(yīng)隨時做好料場的清表工作。②注重下承層的處理。在施工過程中，應(yīng)避免下承層過多吸收混合料中的水分，確?；旌狭嫌谐渥愕乃止┧噙M行水化，從而減緩溫度和濕度的變化速度，進而降低干縮和溫縮應(yīng)力。③控制好水泥用量。配合比設(shè)計應(yīng)避免水泥劑量偏高，因為水泥劑量越大，水泥穩(wěn)定砂礫強度越強，剛性也越大，從而更易產(chǎn)生收縮裂縫。因此，在施工生產(chǎn)中要盡量選取自身強度較高、壓碎值較低的原材料作為集料，并嚴格控制集料的級配組成，力求形成骨架密實結(jié)構(gòu)，從而在相對較少的水泥用量下達到合同要求的強度。④嚴格控制混合料拌和質(zhì)量。混合料拌和前應(yīng)提前檢測各種集料的含水量，尤其是在雨后施工時，應(yīng)結(jié)合試驗室現(xiàn)場檢測結(jié)果，謹慎調(diào)整拌和站相關(guān)參數(shù)，且拌和均勻?；旌狭显谶\輸過程中，應(yīng)用篷布覆蓋，防止日曬或雨淋造成水分變化過大。結(jié)合當?shù)靥鞖鈼l件，將碾壓時的含水量控制在最佳含水量的95%～105%，以保證壓實度。⑤養(yǎng)生環(huán)節(jié)。碾壓完成后應(yīng)按規(guī)范要求養(yǎng)生7d，避免完成面暴曬，保證含水量均衡，并加強交通管制。

2.2 松散

（1）產(chǎn)生原因。①碾壓時混合料的含水量與最佳含水量偏差過大。受雨季雨量大和強烈日照的影響，集料含水量不均勻且變化大。如果料場排水設(shè)施不能及時、徹底地排除雨水，強降水就會使集料含水量增加，繼而導(dǎo)致混合料成品含水量偏高，碾壓時易形成彈簧土。赤道高海拔地區(qū)日照強烈，混合料在運輸或攤鋪過程中，過多的暴曬會導(dǎo)致含水量偏小，從而造成壓實度不合格，致使開放臨時通車后引起表面松散。②混合料離析必然會對壓實度產(chǎn)生影響，致使通車后表面松散。造成離析的因素有很多，可能發(fā)生在混合料放料、運輸、卸料、攤鋪、找平等各個階段。③交通管制不力。在養(yǎng)生期內(nèi)，出現(xiàn)車輛通行的現(xiàn)象，完成面強度還未形成，車輛通行對其產(chǎn)生破壞，引起表面松散。

（2）防治措施。①控制含水量。相關(guān)措施同文章2.1.2中所述。②混合料全過程控制。水穩(wěn)站出料時應(yīng)將出料高度控制在2m左右，并設(shè)置間歇放料；自卸車在接料時，要適當前后移動，以保證混合料裝車均勻；要嚴格管理自卸車司機，強調(diào)在運料過程中應(yīng)盡量平穩(wěn)行駛，避免強烈顛簸對混合料的影響，向攤鋪機卸料時應(yīng)緩慢勻速提升大箱；攤鋪過程中，操作手應(yīng)把控好攪龍的運轉(zhuǎn)，使混合料得到均勻的攪拌，同時攤鋪機后方應(yīng)設(shè)專人對攤鋪離析處進行翻拌或換料，做碾壓前最后一道處理。③加強交通管制。將交通管制作為一項重點工作來抓，以免增加不必要的工作量。對仍處于養(yǎng)生期的路段實施封閉管理，設(shè)置導(dǎo)向標示牌、路障等，并安排專人進行24h值守，嚴防車輛有意或無意進入養(yǎng)生路段。

2.3 平整度差

（1）產(chǎn)生原因。①下承層平整度差。下承層平整度差會使水穩(wěn)層攤鋪厚度發(fā)生變化，壓實后平整度受到影響，且這種影響會進一步傳遞到瀝青混凝土面層，從而導(dǎo)致面層平整度的不合格，需格外注意。②自卸車卸料操作不當。高海拔山區(qū)地形復(fù)雜，在自卸車向攤鋪機倒車時，尤其是在縱坡較大的路段，不慎碰撞攤鋪機，打斷攤鋪機的勻速行進，從而造成攤鋪層出現(xiàn)“陡坎”，進而出現(xiàn)質(zhì)量問題。③碾壓作業(yè)不符合操作規(guī)程。碾壓過程中壓路機在施工面上轉(zhuǎn)向幅度過大或急剎車，造成攤鋪層表面擠壓變形。④接頭處未做適當保護。在非洲一些國家的工程施工中，常會受資金問題或當?shù)卣懊癖姷榷喾矫嬉蛩氐挠绊?。受相關(guān)因素的制約，有時在某些尚未完工的路段必須較長時間放置，同時又不得不臨時開放交通。在這種情況下，暴露的水穩(wěn)砂礫層末端，受長時間雨水沖刷和交通車輛經(jīng)過磨損，表面會遭到不同程度的破壞。在復(fù)工后，接頭處會產(chǎn)生較為明顯的高程差，造成平整度不合格，發(fā)生“跳車”等現(xiàn)象。

（2）防治措施。①要嚴格把控下承層的施工質(zhì)量，高標準地自檢，尤其是對平整度和高程地檢測。一旦發(fā)現(xiàn)問題，就要及時妥善處理，堅決杜絕得過且過的工作態(tài)度。②在平緩路段攤鋪施工時，自卸車應(yīng)在距離攤鋪機20～30cm的地方空擋停車，不得在倒車過程中頂撞到攤鋪機，需待攤鋪機勻速靠近后推動其前進；縱坡較大的上坡路段，應(yīng)掛低速擋配合攤鋪機同步向前移動，以免攤鋪機過于吃力而影響攤鋪質(zhì)量。同時，選用經(jīng)驗豐富的自卸車司機，并對其認真進行技術(shù)交底；派專人在攤鋪機前指揮自卸車倒車，確保萬無一失。③通過試驗段確定最佳的碾壓方式和流程，有針對性地編制技術(shù)交底和相關(guān)設(shè)備操作規(guī)程，對相關(guān)人員進行交底和培訓(xùn)；安排質(zhì)檢員負責(zé)對碾壓的全過程進行監(jiān)督管控，及時發(fā)現(xiàn)并妥善處理操作不規(guī)范引起的問題以及其他碾壓不到位的情況，保證在有效時限內(nèi)完成碾壓工作。④為有效應(yīng)對這類情況，應(yīng)在養(yǎng)護周期后，及時將水穩(wěn)砂礫層末端暴露部分用塑料布蓋上，并在塑料布上覆蓋一層20cm左右的砂礫料壓實，做成一道減速坎，保護完成面不受損害。

2.4 邊緣侵蝕

（1）產(chǎn)生原因。在以往的肯尼亞鄉(xiāng)村公路施工中，出現(xiàn)了一些路面結(jié)構(gòu)層邊緣被侵蝕的質(zhì)量問題，部分侵蝕嚴重的路段甚至被“掏”成“臺階”狀。通過分析發(fā)現(xiàn)，主要有以下幾方面的原因：①超寬填筑不足，導(dǎo)致邊緣壓實度不夠。②未及時修坡、植草防護，遭雨水過度沖刷。③透層油灑布范圍過窄，未有效保護到邊緣。隨著時間的推移，這種質(zhì)量問題逐漸顯現(xiàn)，給工程后期維護及質(zhì)保，帶來很大問題。

（2）防治措施。①從路基開始就要嚴格按規(guī)范進行超寬填筑，施工作業(yè)時，保證對邊緣進行充分的碾壓，以確保路肩部分的壓實度。②提前對工作進行合理規(guī)劃，及時做好主體完成路段的修坡和相關(guān)防護工作。鑒于工程所在地雨量大的特點，砌石邊溝均要在臨山一側(cè)設(shè)置砌石邊溝，且砌石范圍應(yīng)擴大到瀝青混凝土邊緣，以更好地保護邊坡。③透層油能滲入基層表面空隙，更好地結(jié)合細集料，從而形成一個防水層，對基層表面起到很好的保護作用。因此，透層油灑布的過程中應(yīng)進行超寬灑布，以充分保護基層邊緣不受侵蝕。另外，灑布完成后，還要由質(zhì)檢人員進行檢查，對漏灑或灑布率偏低的區(qū)域人工補灑。

3 取得的成效

在一段時間以來的水穩(wěn)施工中，項目部本著“質(zhì)量第一”的原則精心組織，對上述幾類病害的相關(guān)防治措施通過技術(shù)交底進行了有效部署，并對效果進行評估，不斷調(diào)整和改進，取得了顯著的成效。到目前為止，各類病害都得到了有效控制，水穩(wěn)（底）基層施工一次驗收合格率達到100%，完成質(zhì)量得到了有效保證，達到了預(yù)期標準。

4 結(jié)束語

水泥穩(wěn)定砂礫（底）基層在非洲各個國家的道路施工中，都有著廣泛的應(yīng)用。采取水泥穩(wěn)定砂礫的施工技術(shù)，具有施工工藝簡單高效、經(jīng)濟性較好等優(yōu)勢?？夏醽嗋l(xiāng)村公路557標段項目所處地理位置以及氣候特征，為水穩(wěn)施工埋下了一定的質(zhì)量隱患，如何有效避免各類質(zhì)量病害的發(fā)生，是該工程的重點工作之一。在今后的施工中，應(yīng)做好各項施工技術(shù)交底，切實做好準備工作，從拌和、運輸、攤鋪、碾壓、養(yǎng)護等各個階段采取防治措施，不斷提高施工質(zhì)量和生產(chǎn)效益，努力提升公司的品牌效應(yīng)，使公司在肯尼亞建筑市場更具競爭力。