抗裂型水穩(wěn)碎石基層施工技術(shù)研究

夏艷

摘 要：改革開放40年來(lái)，我國(guó)交通事業(yè)發(fā)展迅速，公路建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。作為路面結(jié)構(gòu)層的重要一環(huán)，基層對(duì)于路面施工質(zhì)量影響巨大。水泥穩(wěn)定碎石混合料是最常見的路面基層材料，其特點(diǎn)為整體性好、施工簡(jiǎn)單、強(qiáng)度高等。隨著水泥穩(wěn)定碎石基層混合料的大量使用，其耐久性和抗裂性不足的問(wèn)題也愈加凸顯。如何才能有效控制水穩(wěn)碎石基層開裂問(wèn)題成為了亟待解決的一大難題。為此，本文在全面了解水泥穩(wěn)定碎石基層開裂的原因的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體案例，對(duì)抗裂型水穩(wěn)碎石基層施工工藝進(jìn)行了分析與探討。

關(guān)鍵詞：水穩(wěn)碎石基層;開裂;原因;工程概況

0 引言

目前，國(guó)內(nèi)公路建設(shè)多采用水穩(wěn)半剛性基層材料，相比其他材料，此類材料具有早強(qiáng)、水穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可就地取材，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。但通過(guò)大量實(shí)踐可知，水穩(wěn)基層材料由于自身結(jié)構(gòu)缺陷和水穩(wěn)膠凝材料水泥水化作用極易發(fā)生收縮問(wèn)題，進(jìn)而產(chǎn)生基層開裂，甚至反射到面層，形成反射裂縫，這也是導(dǎo)致路面早期破壞的直接原因。為此，應(yīng)積極采取切實(shí)可行的措施，提高水穩(wěn)碎石基層的抗裂能力。

1 水泥穩(wěn)定碎石基層開裂的原因

待完成水泥穩(wěn)定碎石基層攤鋪碾壓施工后，在氣溫、雨水等外部環(huán)境作用下，加之基層含水率下降、水泥水化收縮等因素，將會(huì)導(dǎo)致基層開裂。一旦基層開裂，受行車荷載的長(zhǎng)期影響，病害將進(jìn)一步發(fā)展，進(jìn)而產(chǎn)生唧泥、脫空等問(wèn)題。從基層開裂來(lái)看，主要原因如下：

1.1 碎石集料級(jí)配設(shè)計(jì)不合理

目前，強(qiáng)制性級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范還未實(shí)施，為了滿足無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度要求，施工現(xiàn)場(chǎng)所采用的級(jí)配方案當(dāng)中，細(xì)集料用量往往較多，而粗集料含量較少，這種情況下，將會(huì)大大增加碎石集料收縮效應(yīng)。

1.2 水泥劑量使用不合理

為了達(dá)到基層強(qiáng)度要求，一般會(huì)通過(guò)增加水泥用量的方式，同時(shí)，還需設(shè)施伸縮縫。但這種方式很容易出現(xiàn)強(qiáng)度過(guò)高現(xiàn)象，尤其是在水泥水化作用下，極易引發(fā)開裂。

1.3 細(xì)集料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

目前，很多工程當(dāng)中，都會(huì)采用泥粉含量較大的石屑作為細(xì)集料，此類采用干縮、溫縮應(yīng)變較大，進(jìn)而引發(fā)開裂。

1.4 含水率控制不準(zhǔn)

施工當(dāng)中，混合料含水率是否符合最佳含水率范圍至關(guān)重要。但卻很難控制，一旦含水率超標(biāo)或不足，都會(huì)影響基層混合料的干縮應(yīng)變，造成基層開裂。

1.5 施工環(huán)境氣候

我國(guó)地域遼闊，一些地區(qū)溫差相對(duì)較大，施工初期極易發(fā)生干縮應(yīng)變，而到施工后期則容易產(chǎn)生溫縮應(yīng)變，這些問(wèn)題都會(huì)加大基層開裂的幾率。

總而言之，水泥穩(wěn)定碎石基層開裂的原因很多，為了有效處理這一難題，需要多方考慮，不能過(guò)于片面。必須根據(jù)工程實(shí)際，事實(shí)就是地采取切實(shí)可行的措施，提高基層抗裂能力。

2 工程概況

某公路工程通行運(yùn)營(yíng)時(shí)間較長(zhǎng)，隨著沿線經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，車流量較大，且超載超重問(wèn)題較為普遍，路面出現(xiàn)了嚴(yán)重破損現(xiàn)象。針對(duì)上述情況，決定對(duì)本路段進(jìn)行改擴(kuò)建施工，從原路的雙向四車道改建為雙向八車道，改擴(kuò)建采用兩種形式，其一，在原老路基以兩側(cè)整體加寬;其二，在原老路基以單側(cè)加寬。由于本工程所處全年溫差較大，雨季時(shí)間長(zhǎng)，加之交通量大，在基層施工當(dāng)中，一定要注重基層抗裂性，避免對(duì)公路耐久性造成不利影響。為了提升水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂性和耐久性，本文在優(yōu)化配合比的基礎(chǔ)上，提出了采用振動(dòng)攪拌技術(shù)替代傳統(tǒng)的靜力攪拌技術(shù)的方式，從而改善施工工藝，提高基層抗裂能力。

3 抗裂型水穩(wěn)碎石基層施工工藝

3.1 施工準(zhǔn)備

施工前，還應(yīng)按照施工設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)收底基層的質(zhì)量，要求將平整度、壓實(shí)度、強(qiáng)度、高程等作為驗(yàn)收的重點(diǎn)。若在驗(yàn)收過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不符合規(guī)定的地方，需及時(shí)進(jìn)行處理，保證底基層施工質(zhì)量。同時(shí)，還要指派專人巡查攤鋪區(qū)域前后路段，清理干凈施工作業(yè)區(qū)域內(nèi)的雜物、障礙物等，保證運(yùn)輸車輛和施工機(jī)械設(shè)備通行順暢。

為了保證施工質(zhì)量，前期還要檢查基層，灑水并噴灑水泥漿。同時(shí)，要放樣測(cè)量，在直線段每隔10 m設(shè)一個(gè)中間樁;平曲線段每隔5 m設(shè)一個(gè)中間樁，指示樁位于肩部?jī)蓚?cè)的外緣，并明確標(biāo)注水泥穩(wěn)定碎石下基層的邊緣高度，用白灰畫出，保證準(zhǔn)確無(wú)誤。

3.2 拌和

本工程采用拌合樓進(jìn)行混合料拌和，并裝有電子計(jì)量系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確計(jì)量各種材料，滿足稱量準(zhǔn)確性的要求。拌和前，先調(diào)試好拌和設(shè)備，保證拌和機(jī)計(jì)量系統(tǒng)精確，并根據(jù)配合比設(shè)計(jì)按比例添加混合料，確定混合料級(jí)配、含水率等參數(shù)。拌和過(guò)程中，要控制好含水率，一般可略大于最佳含水率，保證攤鋪碾壓后含水率接近最佳含水率。為避免斗內(nèi)竄料，可通過(guò)隔板分隔冷料斗。要求在不同冷料斗內(nèi)分別裝入粗骨料、細(xì)骨料、石屑等材料，隨后利用裝載設(shè)備完成上料施工。在這一過(guò)程當(dāng)中，若上料時(shí)間相同，所選擇的材料含水率應(yīng)基本一致，避免影響混合料的配合比和質(zhì)量。每天拌和后，要及時(shí)檢查灰劑量、混合料級(jí)配情況，保證滿足規(guī)定要求。正式生產(chǎn)后，則每隔2小時(shí)進(jìn)行一次混合料檢查，主要檢查混合料含水量的變化情況，一旦與最佳含水量相差較大，需及時(shí)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。此外，下料時(shí)，還要指派專人負(fù)責(zé)，做好料倉(cāng)監(jiān)控工作，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，尤其是斷料等情況，需及時(shí)解決，待拌和好后，出廠前需檢測(cè)混合料質(zhì)量，不得出現(xiàn)花白、離析等現(xiàn)象。

3.3 運(yùn)輸

運(yùn)輸過(guò)程中，首先要保證運(yùn)輸車輛數(shù)量充足，保證運(yùn)輸供料與攤鋪施工匹配。其次要保證運(yùn)輸車廂清潔、無(wú)雜物，為避免混合料粘粘車廂，可將一層隔離劑均勻涂抹到車廂四周和底部。再次裝料時(shí)為了保證混合料不離析，不得一次性完成裝料，要分三次在運(yùn)料車前后移動(dòng)的情況下完成。最后，為了避免混合料溫度散失過(guò)快，達(dá)到保溫、防雨、防污染等作用，可將篷布覆蓋在運(yùn)料車頂部。若車輛中途出現(xiàn)故障，需及時(shí)處理，車內(nèi)混合料無(wú)法達(dá)到規(guī)定要求時(shí)不得使用。

3.4 攤鋪

混合料攤鋪施工時(shí)，可使用兩臺(tái)攤鋪機(jī)梯隊(duì)施工，為了避免機(jī)械設(shè)備碰撞，兩臺(tái)攤鋪機(jī)必須保持安全距離，可控制在10 m以內(nèi)。為了控制道路高程，前面一臺(tái)攤鋪機(jī)可使用路測(cè)鋼絲和設(shè)置在道路上的引導(dǎo)梁進(jìn)行高程控制，而后面一臺(tái)攤鋪機(jī)，則通過(guò)滑靴進(jìn)行高度、厚度的合理控制。攤鋪前，要保證攤鋪機(jī)各項(xiàng)參數(shù)準(zhǔn)確，比如各料門的高度、開度能否達(dá)到規(guī)定要求，同時(shí)，還要根據(jù)配合比的實(shí)際情況，適當(dāng)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。為了保證攤鋪質(zhì)量，前后攤鋪機(jī)可適當(dāng)重疊。攤鋪速度不宜過(guò)快，可控制在1.0 m/min～1.5 m/min之間。應(yīng)按照實(shí)際攤鋪情況，適當(dāng)調(diào)整拌和及運(yùn)輸能力，保證三者相互匹配。攤鋪前，要指派專人負(fù)責(zé)卸料，卸料時(shí)可適當(dāng)調(diào)大運(yùn)料車的料斗升起角度，確保料斗內(nèi)的混合料可以全部落下，通過(guò)這種方式可以有效避免材料離析。攤鋪時(shí)，要保證勻速前行，盡可能不出現(xiàn)中斷情況。從而保證混合料的攤鋪均勻，避免漏鋪等情況發(fā)生。待機(jī)械攤鋪完成后，針對(duì)局部攤鋪不到位的地方，可通過(guò)人工進(jìn)行處理。攤鋪施工后，應(yīng)指派2個(gè)專業(yè)人員進(jìn)行跟隨檢查，若遇到粗細(xì)集料離析、粗集料帶、粗集料窩等情況，需及時(shí)處理。

3.5 碾壓成型

完成攤鋪施工后，便可進(jìn)行碾壓成型。碾壓施工當(dāng)中，為全面提高基層質(zhì)量，滿足路面平整度要求，必須嚴(yán)控初壓、復(fù)壓、終壓三階段的壓實(shí)質(zhì)量。

首先，初壓時(shí)可采用2臺(tái)單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行施工，碾壓遍數(shù)為3遍，第一遍為靜壓，第二、三遍為振壓。碾壓速度可控制在1.5 km/h～1.7 km/h之間，碾壓重疊輪跡1/2。

其次，復(fù)壓時(shí)采用1臺(tái)單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓遍數(shù)為三遍，均為振壓施工。隨后，再采用2臺(tái)膠輪壓路機(jī)進(jìn)行三遍碾壓，碾壓速度可控制在3 km/h～5 km/h。

最后，終壓時(shí)采用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓速度為3 km/h～5 km/h，直至碾壓到無(wú)明顯輪跡。碾壓施工當(dāng)中，初壓時(shí)必須緊跟攤鋪機(jī)后進(jìn)行施工，但必須合理控制每個(gè)碾壓段的長(zhǎng)度，不得超過(guò)50 m，避免由于混合料水分散失過(guò)快，對(duì)碾壓效果造成不利影響。此外，在碾壓施工當(dāng)中，待表面水分不足時(shí)，需及時(shí)補(bǔ)水，保證混合料濕潤(rùn)度。碾壓后，要及時(shí)進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，保證壓實(shí)度符合施工設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水穩(wěn)基層是我國(guó)公路路面基層常用類型，將其用于公路路面基層施工，可改善路面使用性能，延長(zhǎng)工程施工壽命。然而，在行車荷載和自然因素的長(zhǎng)期作用下，水穩(wěn)基層往往會(huì)出現(xiàn)各種病害問(wèn)題，其中基層開裂問(wèn)題最為嚴(yán)重，裂縫的出現(xiàn)，不僅會(huì)破壞路面的平整度，還極易發(fā)生滑移情況，對(duì)行車舒適度影響較大。為此，必須重視水泥穩(wěn)定碎石基層開裂問(wèn)題，提高基層抗裂性能，延長(zhǎng)路面使用壽命。

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