公路水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量通病的防治

董少華

（東營市公路管理局公路工程處（山東魯東路橋有限責(zé)任公司），山東 東營 257000）

在公路工程施工中，為了保證路基承載力、穩(wěn)定性，會采用水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)施工，在路基上形成強度、剛性足夠的墊層。這種施工工藝是將碎石作為骨料，按照合適的比例添加凝膠、灰漿，使其形成固化整體，在經(jīng)過充分的拌合之后，形成施工中使用的混合材料，再經(jīng)過攤鋪、碾壓操作，轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w板基礎(chǔ)材料。這種材料防滲漏、抗凍性優(yōu)良，具備良好應(yīng)用效果，是公路工作中常用路基材料。

1 水泥穩(wěn)定碎石基層原材料及作用機理

1.1 水泥穩(wěn)定碎石構(gòu)成

水泥穩(wěn)定碎石基層的主要構(gòu)成是水泥和碎石，一般水泥會選擇火山灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等，其凝固時間要超過6h，防止材料受潮，性能受損。在實際施工應(yīng)用中，還需補充加入一些混合材料，如粉煤灰、人工礦物質(zhì)等，加入合適比例的水，然后將混合料拌合，保證水泥結(jié)合物強度，施工中需對其強度進行實驗檢測。

1.2 應(yīng)用原理

水泥穩(wěn)定碎石的作用機理與混凝土材料接近，其骨料為碎石，在凝膠材料作用下凝固，早期強度較高，之后隨時間延長，其強度、抗?jié)B性會不斷增強。通常使用3%～6%的水泥，在養(yǎng)護、固結(jié)一周之后，其強度達到2～4MPa，可以使路基的強度、抗?jié)B性提高。其實際作用原理就是在攤鋪擠壓后，大小碎石會形成密實整體，材料的抗壓強度、穩(wěn)定性會在顆粒摩擦、嵌擠下得到提升。水泥和水拌合并結(jié)合碎石，保證了材料的穩(wěn)定性和強度。

1.3 公路基礎(chǔ)對水泥穩(wěn)定碎石基層性能要求

在公路使用中，要保證在車輛長期碾壓下不會變形，公路基礎(chǔ)要具備一定的強度、剛度，這也是對水泥穩(wěn)定碎石的要求。其中，強度會受到碎石材料質(zhì)量、水泥材料性能的影響，因此需在施工中謹慎選擇碎石和水泥。

不同環(huán)境影響下，水泥穩(wěn)定碎石的強度、剛性是處于變化中的，冷熱溫差過大、長期高溫等狀態(tài)下，水泥穩(wěn)定碎石材料整體性能會受到影響。因此，應(yīng)根據(jù)實際施工環(huán)境、公路載荷等情況，針對性設(shè)定使用材料的剛度和強度，確保其可以與層面間配合良好，避免出現(xiàn)凹陷、開裂等問題[1]。在溫差大、降水量大的環(huán)境下，公路使用水泥穩(wěn)定碎石基層，要解決好其抗裂性、抗水性問題，需要測試骨料和水泥性能，合理選擇材料，并采取科學(xué)配比，增強其抗水性和抗裂性。

2 水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量通病及成因

2.1 開裂問題

水泥穩(wěn)定碎石基層出現(xiàn)裂縫的原因主要有4個方面：（1）在材料配比設(shè)計中，水泥用量過高。在以往工程施工中，其設(shè)計強度較高，需要使用大量的水泥，如此可以加強基層剛度，但水泥用量大會引發(fā)收縮裂縫、干縮裂縫等病害。（2）使用了大量的細集料。一些公路工程施工中會使用較多細集料來提高道路平整度，但同樣加大了干縮裂縫產(chǎn)生的概率。（3）在材料拌合中沒有控制好用水量，使得混合料含水量出現(xiàn)較大變化而造成干濕不均，可能引發(fā)干縮裂縫問題。（4）后期養(yǎng)護質(zhì)量差。完工后不注重工程后期養(yǎng)護，灑水、覆蓋處理不到位，會導(dǎo)致基層產(chǎn)生溫度裂縫。

2.2 平整度偏差

產(chǎn)生水泥穩(wěn)定碎石基層平整度方面問題，原因主要有以下方面：（1）下承層處理中平整度較差，進而導(dǎo)致攤鋪厚度較大，會降低碾壓平整度產(chǎn)生偏差。（2）材料拌合中各項材料配比不合理，特別是含水量、細料用量等過高的情況下，拌制不均會引發(fā)平整度偏差問題。（3）攤鋪施工中運輸車輛運行與攤鋪機碰撞，路面被損壞，或者加大了荷載，使得平整度出現(xiàn)偏差。（4）在攤鋪收斗作業(yè)時有誤差，進而降低水泥穩(wěn)定碎石基層的平整度。（5）碾壓操作中碾壓機質(zhì)量過大，路面混合料在其調(diào)頭、急剎車過程中被擠壓變形，從而影響到平整度。（6）施工中沒有做到有效監(jiān)管，未能及時處理出現(xiàn)的問題，影響到整體建設(shè)質(zhì)量。

2.3 水泥穩(wěn)定碎石基層厚度變化

公路施工中底基層平整度不足，會出現(xiàn)局部變形情況，進而引發(fā)水泥穩(wěn)定碎石基層厚度變化問題。在攤鋪機作業(yè)過程中，是按照基準的鋼絲繩高程開展的，下承層平整度不足，會影響到水泥穩(wěn)定碎石基層施工，并使其出現(xiàn)厚度變化。

2.4 離析問題

水泥穩(wěn)定碎石基層常出現(xiàn)的質(zhì)量問題之一，就是離析問題，即粗細集料集中產(chǎn)生級配變異問題，放料離析、攤鋪離析等導(dǎo)致基層強度不均勻、降低表面平整度等問題[2]。

2.5 表面松散問題

水泥穩(wěn)定碎石基層產(chǎn)生表面松散問題的原因，主要是沒有控制好混合料含水量，在含水量過大的情況下會降低混合料強度，導(dǎo)致其在使用中會出現(xiàn)表面松散缺陷。在混合料含水量過小的情況下，會加大壓實作業(yè)開展難度，影響強度，并引發(fā)表面松散等問題。此外，水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量也會受到壓路機壓路操作影響，如果碾壓操作中速度、次數(shù)不合理，會對水泥穩(wěn)定碎石基層產(chǎn)生不良影響，其表面強度會降低，進而出現(xiàn)松散情況。

3 公路水泥穩(wěn)定碎石基層施工與質(zhì)量通病防治

3.1 做好前期準備工作

（1）嚴格選擇施工隊伍，保證其具備較強的技術(shù)水平；具體的原材料供應(yīng)來源應(yīng)正規(guī)且質(zhì)量有保證，機械設(shè)備應(yīng)先進并符合工程需求，以有效保證施工效率和質(zhì)量，降低質(zhì)量問題出現(xiàn)概率。

（2）合理選擇施工使用的原材料。水泥作為穩(wěn)定劑，要選擇終凝時間超過6h、標號低的水泥。水泥進場前要先抽取樣品檢測，檢驗其標號、初凝時間和終凝時間等。級配碎石方面，其最大粒徑、壓碎值、針片狀含量等都需加以控制，對于粒徑小于0.6mm的顆粒，需檢測其液限、塑性指數(shù)，具體液限不可超過28%，塑性指數(shù)應(yīng)控制在9%以下。碎石的級配控制方面，級配曲線應(yīng)為圓滑曲線。

（3）泥穩(wěn)定碎石基層混合材料配合比設(shè)計，要嚴格按照質(zhì)量標準操作。試驗室在設(shè)計配合比過程中，要確定最佳含水量，且在此含水量下滿足水泥可以完全水化、水解的需要。均勻拌和各材料，采用最佳含水量壓實，保證其干密度、強度和穩(wěn)定性。完成混合后，需要抽取一部分進行無側(cè)限抗壓強度試驗，檢驗是否在運輸和混合等過程中摻入了其他不合格材料。

3.2 混合料運輸與攤鋪

在公路實際施工中，由于各合同段施工長度有限，各施工單位只設(shè)置一處拌合站，在運輸距離較遠的情況下，需使用大噸位自卸車輛運輸，且要對其加蓋篷布。施工單位要掌握好混合料情況，確保其出料到攤鋪整個過程的時間在2h以內(nèi)，如果超出時限會影響到使用質(zhì)量，出現(xiàn)離析等問題。

混合料攤鋪作業(yè)質(zhì)量會影響到公路的使用性能，需在下承層、路基平整度達到要求之后，再攤鋪水穩(wěn)基層。下承層表面為波浪狀時，其平整度差會反射到基層表面，而加大對表面平整度的控制難度。攤鋪機鋪裝過程中，要采取半幅路施工方式，配置非接觸式平衡梁等控制裝置自動找平，同時攤鋪機的兩側(cè)還應(yīng)設(shè)置基準標高線，以實現(xiàn)對標高的控制。根據(jù)工程實際調(diào)整相關(guān)參數(shù)，實現(xiàn)均勻攤鋪，一般攤鋪速度為2～4m/min，攤鋪要連續(xù)進行。攤鋪機推動自卸車前進卸料，自卸車卸料時要與攤鋪機保持一定距離，避免出現(xiàn)碰撞等情況。道路建設(shè)中會因排水檢查井等影響到基層表面平整度，對此可對表層用專業(yè)齒耙進行松動處理，重新攪拌混合料補整。

3.3 碾壓平整

攤鋪作業(yè)完成后，需及時進行碾壓作業(yè)，以保證基層表面密實度，便于后期施工。碾壓機要選擇符合國家標準和道路特殊性等，一般先靜壓后振壓，先穩(wěn)壓后復(fù)壓。碾壓作業(yè)中，要盡量縮短碾壓距離，使基層在經(jīng)過碾壓后可以快速壓實，但也不可過短，否則碾壓機需在作業(yè)過程中頻繁調(diào)頭，會對基層壓實均勻性和平整度產(chǎn)生不良影響。碾壓過程中要考慮到氣溫和環(huán)境，如果在夏季進行基層鋪設(shè)，為防止溫度過高混合物中水分流失而使得短時間內(nèi)無法有效平整，需要將碾壓長度控制在30～60m?；鶎禹斆娓叱炭刂品矫妫似秸?，還要定時測量，復(fù)核其高程控制點，確保準確性[3]。

3.4 施工縫處理

工作段與工作段之間的搭接部分處理，應(yīng)按照要求規(guī)范方式進行。如果施工中出現(xiàn)2h以上的施工中斷，應(yīng)采取橫縫方式搭接處理。橫縫需與路中線保持垂直，人工整齊混合料末端，兩根木方緊靠放置，其中一側(cè)用碎石回填，回填高度略高于混合料。碾壓密實混合料在重新攤鋪前，除去木方、砂石，同時清理干凈作業(yè)面。

3.5 水穩(wěn)基層養(yǎng)生與交通管制

在完成碾壓操作后應(yīng)及時養(yǎng)生，使用麻袋、草袋等覆蓋，并灑水養(yǎng)護，一般1～2h灑水一次，確保水泥穩(wěn)定碎石基層表面處于濕潤狀態(tài)，養(yǎng)生期至少要持續(xù)一周。如果設(shè)計中有封層，在水泥穩(wěn)定碎石作業(yè)完工2～3d后進行封層處理。養(yǎng)生期間，應(yīng)實施交通管制，除了灑水車，其他車輛要控制通行，結(jié)束養(yǎng)生后逐步開放交通，但要設(shè)置車速管控，禁止施工車輛急剎車。養(yǎng)生工作實施到位，可以有效防止表層松散等問題。

3.6 其他

在施工中要加強質(zhì)量控制，控制好混合料含水量，使其盡量接近于測試的最佳含水量，為施工質(zhì)量奠定良好基礎(chǔ)。根據(jù)設(shè)計要求檢查平整度，不符合要求的部位人工找平處理，及時檢查基層補充碾壓壓實度不足的路段，避免后續(xù)出現(xiàn)質(zhì)量缺陷[4]。

4 結(jié)束語

在公路施工中，經(jīng)常會采用水泥穩(wěn)定碎石基層，對此，施工中要控制好原材料質(zhì)量、拌和、配合比設(shè)計、攤鋪碾壓和養(yǎng)生等環(huán)節(jié)，有效控制施工操作，在質(zhì)量控制下精心施工，避免質(zhì)量問題的產(chǎn)生，保證道路施工品質(zhì)。此外，要不斷完善施工工藝，滿足我國公路交通事業(yè)發(fā)展需求。