水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制

張建平、姚國強(qiáng)

（江西省路港檢測(cè)中心有限公司，江西 南昌 330200）

1 工程概況

汕頭市濱海大道新溪段（起止樁號(hào)：K05+400～K09+715.126）起點(diǎn)與新津河大橋順接，沿規(guī)劃區(qū)規(guī)劃范圍向北方向延伸，至外砂河大橋，路線全長(zhǎng)約4.315km，紅線寬51.5m。濱海大道承擔(dān)著規(guī)劃區(qū)與外部的主要聯(lián)系交通，定為城市主干路，雙向六車道，設(shè)計(jì)車速60km/h，3.5%水泥穩(wěn)定碎石，強(qiáng)度等級(jí)R7≥2.5MPa，彎沉值≤102（0.01mm），壓實(shí)度≥97%[1]。

濱海大道新溪段路面結(jié)構(gòu)布置如下：細(xì)粒式改性瀝青混凝土(AC-13C)4cm 改性乳化瀝青黏層PC-3 黏油層0.5L/m2；中粒式瀝青混凝土(AC-20C)5cm；改性乳化瀝青黏層PC-3 黏油層0.5L/m2；粗粒式瀝青混凝土(AC-25C)7cm；稀漿封層1cm；逶層AL(M)-2 液體石油瀝青1.5L/m2；5% 水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石32cm；3.5%水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石15cm。

2 優(yōu)選原材料

路用的水泥、碎石、石屑等材料必須檢測(cè)合格，不合格的材料嚴(yán)禁進(jìn)場(chǎng)，更不準(zhǔn)使用。

2.1 水泥

水泥穩(wěn)定碎石基層要想保證施工質(zhì)量合格，必須加強(qiáng)原材料質(zhì)量管控，而水泥是穩(wěn)定劑的類型，所以做好水泥質(zhì)量控制極為關(guān)鍵。為了能夠有效提升水泥穩(wěn)定碎石混合料的綜合性能，施工時(shí)間充足，應(yīng)該選擇初凝時(shí)間超過3h，終凝時(shí)間在6～10h 之間且強(qiáng)度為32.5 的復(fù)合硅酸鹽水泥或者42.5 的普通硅酸鹽水泥。水泥品牌的選擇尤為重要，工作人員要保證質(zhì)量穩(wěn)定、供應(yīng)充足且運(yùn)輸距離合理。每批次水泥材料進(jìn)場(chǎng)前，檢查和質(zhì)量合格證明書，分批次進(jìn)行抽檢，確保滿足施工要求。該工程采用生產(chǎn)廠家為華潤(rùn)水泥（汕頭）有限公司、品種等級(jí)為PC.32.5R 復(fù)合硅酸鹽水泥，初凝時(shí)間為183min，終凝時(shí)間為234min，28 天抗壓強(qiáng)度為33.6MPa，檢測(cè)結(jié)果均符合技術(shù)規(guī)范要求。

2.2 級(jí)配碎石

級(jí)配碎石粒徑控制在26.5mm 以內(nèi)，如果粒徑超標(biāo)，則容易損害設(shè)備且會(huì)造成離析問題發(fā)生。城市主干路對(duì)結(jié)構(gòu)層的使用性能要求高，應(yīng)選擇不少于4 檔備料，保證級(jí)配的穩(wěn)定性。為了使混合料均勻性達(dá)標(biāo)且便于施工操作，采用19～26.5mm、9.5～19mm、4.75～9.5mm 的粗集料，0～4.75mm 的石屑四種材料按一定比例參配而成。最大粒徑不大于26.5mm 級(jí)配碎石的顆粒組成要符合《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T F20—2015）表4.5.4 中C-B-1 級(jí)配要求，其液限不大于28%，塑性指數(shù)不大于5。水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石中0.075mm 以下的含量較高時(shí)，將影響混合料的收縮性，容易開裂；含量較低時(shí)，將影響混合料的抗疲勞性能，因此施工過程要嚴(yán)格控制混合料中0.075mm 檔含量（2%～5%）。粗集料的顆粒級(jí)配要符合《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T F20—2015）表3.6.2 的規(guī)格要求（主要檢查所進(jìn)料的顆粒級(jí)配的偏差情況），重、中、輕交通要求粗集料的壓碎值不大于26%，針片狀含量不大于18%，0.075mm 以下粉塵含量不大于2%，軟石含量不大于5%。細(xì)集料要測(cè)定小于0.075mm 的塑性指數(shù)，其值不大于17，有機(jī)質(zhì)含量小于2%，硫酸鹽含量不大于0.25%，顆粒級(jí)配要符合《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T F20—2015）表3.7.3 的規(guī)格要求[2]。上述材料在使用前要測(cè)兩個(gè)樣品，使用過程中每2000m3測(cè)兩個(gè)樣品試驗(yàn)。料場(chǎng)堆料時(shí)，采用小堆方式存放，高度不能過高，還要防止大粒徑材料滾落，否則會(huì)給級(jí)配造成影響。工程所需的原材料嚴(yán)禁混雜，要分檔隔倉堆放，并有明顯的標(biāo)志，標(biāo)志包括材料名稱、產(chǎn)地、規(guī)格、數(shù)量、進(jìn)料時(shí)間、檢驗(yàn)狀態(tài)、試驗(yàn)報(bào)告號(hào)、檢驗(yàn)批次等。儲(chǔ)料倉在內(nèi)的所有地材存放場(chǎng)地必須加設(shè)輕型鋼結(jié)構(gòu)頂棚，以此起到遮陽、防風(fēng)擋雨的作用，避免材料含水量不均勻，導(dǎo)致混合料離析現(xiàn)象發(fā)生。

綜上所述，該工程所使用各檔材料參配比例及檢測(cè)結(jié)果見表1。

表1 各檔材料參配比例及檢測(cè)結(jié)果

2.3 水

通常適合于飲用的水，均可作為拌制和養(yǎng)護(hù)之用。若使用的非飲用水要進(jìn)行水質(zhì)檢驗(yàn)，經(jīng)檢測(cè)pH值為7.5，Cl-含量850mg／L，SO42-含量1200mg／L，均符合《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T F20—2015）表2.1.2 的規(guī)定要求。

3 拌和

水泥穩(wěn)定碎石料采用集中廠拌方式制作，水泥為黏結(jié)劑，對(duì)于水泥穩(wěn)定碎石混合料的性能產(chǎn)生直接影響。如果水泥加入比例過小，混合料強(qiáng)度無法滿足要求，而比例過大，則會(huì)使裂縫發(fā)生率過高，所以對(duì)于水泥劑量應(yīng)嚴(yán)格控制。拌和站出料前，實(shí)驗(yàn)室人員與拌和站人員配合，在拌和前應(yīng)該做好設(shè)備調(diào)試處理工作，各種材料的配比以及含水率都應(yīng)符合技術(shù)要求，保證混合料的性能達(dá)到規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)。按照室內(nèi)設(shè)計(jì)的配合比（見表2）先試拌一鍋混合料，再用EDTA 滴定法檢測(cè)水泥劑量，以便工作人員能夠及時(shí)調(diào)整混合料的水泥劑量。對(duì)水泥穩(wěn)定材料，工地上實(shí)際采用的水泥劑量要比室內(nèi)試驗(yàn)確定的劑量多0.5%～1%，采用集中廠拌法施工時(shí)要增加0.5%，采用路拌法施工時(shí)要增加1%。

表2 3.5%水泥穩(wěn)定碎石配合比

因?yàn)榻涤瓿睗竦确矫娴挠绊?，容易?dǎo)致水泥輸出管道發(fā)生堵塞問題，工作人員需定期清理，以保證管道通行度合格。裝載水泥的料倉要達(dá)到干燥、密封性的效果，同時(shí)還要在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置有破拱裝置。在制作時(shí)，通過計(jì)重裝置進(jìn)行水泥材料的比例控制，利用電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)量。試驗(yàn)室人員做好生產(chǎn)環(huán)節(jié)的全面監(jiān)控，保證拌和場(chǎng)時(shí)刻處于管控范圍內(nèi)，間隔2h 進(jìn)行一次篩分，水泥計(jì)量間隔2h 滴定一次。各個(gè)料倉都有人員進(jìn)行監(jiān)控，保證水泥出口的材料顏色均勻。通過顏色即可判斷水泥劑量是否正常，以保證質(zhì)量管理到位。試驗(yàn)人員取料過程中，必須加強(qiáng)計(jì)量，保證集料以及水泥材料的加入比例合格，符合配合比的要求，按照四分法進(jìn)行取樣，如有必要使用9.5mm 過篩，將影響質(zhì)量的集料去除掉，確保水泥計(jì)量滴定達(dá)到精度要求。除以上方式，為了保證水泥劑量符合要求，還要有專人做好每日混合料數(shù)量與水泥材料的使用量統(tǒng)計(jì)和攤鋪現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)全面控制。

水泥穩(wěn)定碎石混合料拌和處理環(huán)節(jié)，除了做好水泥劑量控制外，還有就是含水量的控制工作。在混合料制作中，使用流量計(jì)控制加水量。城市主干道內(nèi)，水的流量參數(shù)按照中央控制室面板顯示參數(shù)值控制。如果天氣環(huán)境溫度較高或者運(yùn)輸距離較長(zhǎng)，則應(yīng)該適當(dāng)增加含水率。在城市主干道施工中，拌和場(chǎng)間隔2h進(jìn)行一次含水率的檢測(cè)，間隔4h 進(jìn)行一次結(jié)合料劑量檢測(cè)，且做好各項(xiàng)記錄。此外，還要組織相關(guān)人員觀察混合料出口位置上材料的顏色、粗細(xì)集料包裹情況等，以確定水泥計(jì)量、含水量等參數(shù)是否合格，如果存在問題，應(yīng)及時(shí)做出改進(jìn)和調(diào)整，為混合料質(zhì)量水平的提升奠定基礎(chǔ)。

4 攤鋪與碾壓

要想達(dá)到工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，攤鋪與碾壓控制也非常重要。在攤鋪施工前，做好下述工作：第一，保證下承層結(jié)構(gòu)全部清理干凈，級(jí)配碎石表面松散石子清理掉，沒有任何雜物且灑水保濕處理；第二，測(cè)量標(biāo)高尺寸，明確鋪設(shè)基準(zhǔn)線；第三，檢查攤鋪機(jī)性能，試運(yùn)行設(shè)備，各項(xiàng)功能符合要求，不會(huì)影響攤鋪正常進(jìn)行；第四，保證人員、材料、設(shè)備都滿足工程施工標(biāo)準(zhǔn)。

要想防止混合料發(fā)生離析問題，應(yīng)采用RP951W型和RP802W 型兩臺(tái)瀝青混凝土攤鋪機(jī)采取梯隊(duì)作業(yè)方式進(jìn)行攤鋪施工，從而使攤鋪工作順利開展。攤鋪實(shí)施環(huán)節(jié)，兩臺(tái)攤鋪機(jī)設(shè)備的距離控制在10m 以內(nèi)，并且兩個(gè)施工路面重疊300～400mm。因?yàn)樗嗖牧显谄渲械淖饔?，水泥穩(wěn)定碎石材料的強(qiáng)度性能形成比較快，且不會(huì)在終壓階段進(jìn)行繼續(xù)補(bǔ)壓，所以能夠保證攤鋪與碾壓同時(shí)進(jìn)行，連續(xù)作業(yè)施工，現(xiàn)場(chǎng)施工更加緊湊，一次施工即可達(dá)到壓實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)。城市主干道路中，水泥穩(wěn)定材料從裝車到運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，時(shí)間控制在1h 以內(nèi)，如果超出2h，禁止投入工程中使用。混合料的含水率應(yīng)該稍微高于最佳含水率的標(biāo)準(zhǔn)，如果環(huán)境溫度高且較為干燥，則含水率應(yīng)超出最佳含水率0.5%～1.5%。碾壓施工開始后，應(yīng)用雙鋼輪壓路機(jī)先穩(wěn)壓2～3 遍，再應(yīng)用激振力超過35t 的壓路機(jī)碾壓，最后應(yīng)用18～21t 三輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓壓實(shí)施工，雙鋼輪壓路機(jī)終壓，以保證路面沒有出現(xiàn)輪跡問題。碾壓施工全部完成后，繼續(xù)進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，為后續(xù)碾壓提供數(shù)據(jù)支撐。壓實(shí)度檢測(cè)時(shí)，保證含水率和最佳含水率的差值控制在2%以內(nèi)，試驗(yàn)人員做好現(xiàn)場(chǎng)攤鋪環(huán)節(jié)的管控以及含水量的控制。壓實(shí)度參數(shù)能夠在一定程度表明路面結(jié)構(gòu)的密實(shí)度性能，如果壓實(shí)度無法滿足要求，成型后結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也無法達(dá)到要求，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度與強(qiáng)度的下降，破壞總體施工效果。在具體施工作業(yè)階段，從攤鋪、碾壓到檢測(cè)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分工協(xié)作與控制，如果存在問題，工作人員應(yīng)及時(shí)解決處理。另外，要想保證水泥穩(wěn)定碎石基層結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制，必須做好下述三個(gè)方面工作：

第一方面，加強(qiáng)含水量的監(jiān)測(cè)。如果含水量過低，水泥在混合料內(nèi)水化反應(yīng)沒有完成，黏結(jié)性能比較低，碾壓后容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)干燥、松散，外觀質(zhì)量不合格，壓實(shí)度性能也不足。若存在這些問題，應(yīng)立即使用灑水車噴水并且補(bǔ)壓施工；如果有局部松散的情況，應(yīng)及時(shí)將松散部分挖除干凈，再填充合格的混合料；如果含水量過高，會(huì)出現(xiàn)軟彈的問題，不容易成型，應(yīng)該及時(shí)將該部分挖出，再重新填料碾壓施工。

第二方面，還要加強(qiáng)水泥劑量監(jiān)測(cè)。級(jí)配性能合格的條件下，水泥劑量越大，干容重也會(huì)越大，強(qiáng)度也會(huì)越高，但是極易發(fā)生裂縫問題，因此工作人員要及時(shí)做好水泥劑量監(jiān)控和管理工作。

第三方面，礦料級(jí)配監(jiān)測(cè)。保證級(jí)配合理，達(dá)到混合料的性能要求，保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度性能合格。

5 養(yǎng)護(hù)

水泥穩(wěn)定碎石制作完成后，應(yīng)該及時(shí)灑水養(yǎng)生施工，時(shí)間控制在7d 以上。經(jīng)過養(yǎng)護(hù)施工，保證水泥穩(wěn)定碎石基層的質(zhì)量合格，結(jié)構(gòu)性能達(dá)標(biāo)，尤其是夏季環(huán)境溫度較高的情況下，連續(xù)灑水保濕極為重要。養(yǎng)生階段，禁止大型車輛通行。

6 結(jié)論

濱海大道新溪段水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，做好質(zhì)量控制尤為重要，具體如下所示:一是調(diào)試拌和機(jī)，保證各種材料達(dá)到配合比要求；二是調(diào)試拌和時(shí)間，確保材料均勻性合格；三是檢測(cè)混合料含水量、集料級(jí)配、水泥劑量、7 天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度；四是水穩(wěn)碎石出料要及時(shí)檢測(cè)混合料含水量和水泥劑量，再根據(jù)前場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果作調(diào)整；五是虛鋪厚度為21cm，采用雙基準(zhǔn)線控制，基準(zhǔn)線采用鋼絲繩，高程控制樁間距為10m。通過上述,應(yīng)采取的措施如下：一是水泥穩(wěn)定碎石料符合施工要求，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)無離析、無粗細(xì)骨料分離現(xiàn)象，色澤一致，易于攤鋪；二是現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢測(cè)，水泥劑量、顆粒級(jí)配均符合要求；三是碾壓成活后，壓實(shí)度均≥97%。

同時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T F20—2015）要求，嚴(yán)格落實(shí)質(zhì)量管控措施，但是存在如下難點(diǎn)：一是級(jí)配控制難；二是防止發(fā)生基層裂縫。為了能夠防止發(fā)生裂縫的問題，嚴(yán)格使用壽命，應(yīng)從下述幾點(diǎn)出發(fā)：一是嚴(yán)格控制集料含泥量；二是保證混合料含水量不超過最佳含水量±1%；三是加強(qiáng)水泥加入比例控制；四是嚴(yán)格落實(shí)養(yǎng)生措施。只有如此，才能提高水泥穩(wěn)定基層質(zhì)量水平，養(yǎng)護(hù)7d后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求：一是基層平整，無裂縫現(xiàn)象，二是彎沉值為86（0.01mm），三是基層取芯，厚度達(dá)155mm、芯樣完整、無松散現(xiàn)象，四是芯樣抗壓強(qiáng)度為3.5MPa。