水泥穩(wěn)定碎石基層兩層連鋪施工質(zhì)量控制

林慧源

（漳州城投市政集團(tuán)有限公司，福建 漳州 363000）

0 引言

水泥穩(wěn)定碎石基層（簡稱“水穩(wěn)層”）的常規(guī)施工方法為分兩層進(jìn)行鋪筑與碾壓，下基層施工后養(yǎng)護(hù)7d方可開始施工上基層，同等條件下，上基層的養(yǎng)護(hù)時(shí)間同樣為7d，基層養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)封閉交通，基層的養(yǎng)生時(shí)間嚴(yán)重影響著施工工期[1]。下基層硬化后鋪筑上基層，上下基層間的粘結(jié)力相對(duì)較差，容易使拉應(yīng)力集中在較薄的一層，從而出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，使水穩(wěn)層的強(qiáng)度和整體性受到較大的影響，基層裂縫還會(huì)形成反射裂縫，最終導(dǎo)致瀝青面層開裂。因此，提出水穩(wěn)層兩層連鋪技術(shù)來改善分層施工的弊端，提高水穩(wěn)層的整體穩(wěn)定性和施工質(zhì)量。

1 工程概況

漳州西湖生態(tài)園道路工程-勝利西路(上坂路至惠民路)道路改造提升工程,獲得2021年福建省城市建設(shè)品質(zhì)提升-城市主干道整治樣板工程。該項(xiàng)目起點(diǎn)于上坂路，終點(diǎn)于惠民路，全長1.34km，城市主干路道路紅線寬度為51m，設(shè)計(jì)時(shí)速為50km/h。機(jī)動(dòng)車路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：路基素土夯實(shí)；底基層鋪設(shè)級(jí)配碎石，鋪設(shè)厚度為15cm；下基層鋪筑3%水泥穩(wěn)定碎石，鋪筑厚度為20cm；上基層鋪筑5%水泥穩(wěn)定碎石，鋪筑厚度為20cm；灑布一層PC-2透層油，灑布量為1.2L/m2；施工ES-3型稀漿封層，厚度為1cm；攤鋪并碾壓AC-25C瀝青下面層，鋪筑厚度為7cm；灑布一層PC-3粘層油，灑布量為0.6L/m2；攤鋪并碾壓AC-20C瀝青中面層，鋪筑厚度為5cm；灑布一層PC-3粘層油，灑布量為0.6L/m2；攤鋪并碾壓SMA-13瀝青上面層，鋪筑厚度為4cm。

2 水穩(wěn)層施工方案的確定

鑒于水穩(wěn)層分層施工存在養(yǎng)生周期較長和層間連接不緊密等缺點(diǎn)，目前主流的改進(jìn)施工方案主要有大厚度寬幅一次成型方案和兩層連鋪一次成型方案，本文對(duì)兩種方案進(jìn)行對(duì)比與分析。

2.1 大厚度寬幅一次成型方案

該方案是指采用大型攤鋪機(jī)將40cm的水穩(wěn)層一次性攤鋪后，再采用大噸位的組合壓路機(jī)進(jìn)行碾壓密實(shí)，使得水穩(wěn)層一次成型后再養(yǎng)生7d，從而確保水穩(wěn)層受力的整體性。一般情況下，攤鋪機(jī)規(guī)格≥12m，雙鋼輪壓路機(jī)型號(hào)≥30t，對(duì)機(jī)械設(shè)備要求較高，設(shè)備租賃費(fèi)相對(duì)較高，經(jīng)濟(jì)性較差。

2.2 兩層連鋪一次成型方案

該方案是指先鋪筑20cm下基層并碾壓密實(shí)后，在下基層水泥終凝之前完成20cm上基層的鋪筑與碾壓施工，水穩(wěn)層施工后養(yǎng)生7d，從而解決分層施工的層間粘結(jié)力差問題。攤鋪機(jī)規(guī)格為7～9m，雙鋼輪壓路機(jī)型號(hào)為14～16t，均屬于常規(guī)施工設(shè)備，施工操作簡便，經(jīng)濟(jì)性較好。

通過上述兩種方案比選后，工程部建議采用兩層連鋪一次成型方案，鑒于上下基層水泥摻量不同，為了方便施工，經(jīng)過設(shè)計(jì)單位驗(yàn)算與同意后，水穩(wěn)層的水泥摻量變更為4%。

3 水穩(wěn)層原材料質(zhì)量控制

3.1 集料

該工程集料采用石屑和花崗巖碎石，水穩(wěn)層主要質(zhì)量控制指標(biāo)為集料的強(qiáng)度和級(jí)配[1]，碎石按照4.75～9.5mm、9.5～19mm和19～31.5mm等區(qū)間分別標(biāo)記為A#料、B#料和C#料，石屑粒徑為0～4.75mm，標(biāo)記為D#料，集料的性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表1所示，檢測(cè)結(jié)果滿足規(guī)范要求。

表1 集料性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

3.2 水泥

該工程水泥采用P·C32.5，鑒于水泥凝結(jié)時(shí)間對(duì)于其在水穩(wěn)層中所起的作用影響較大，要求初凝時(shí)間和終凝時(shí)間分別≥4h和≥6h，不得使用早強(qiáng)水泥[2]，水泥的安定性合格，水泥性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表2所示，檢測(cè)結(jié)果滿足規(guī)范要求。

表2 水泥性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

3.3 拌合用水

該工程水穩(wěn)層的拌合用水采用來自供水管道的自來水，其水質(zhì)符合規(guī)范要求。

4 水穩(wěn)層配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)類似項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和該工程原材料屬性，結(jié)合骨架密實(shí)型的設(shè)計(jì)理念[3]，多次試配后確定了水穩(wěn)層的級(jí)配比例A#料∶B#料∶C#料∶D#料=9∶34∶28∶29,水穩(wěn)層的水泥摻量為4%，7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果如表3所示，試驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

表3 7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果

5 水穩(wěn)層兩層連鋪施工質(zhì)量控制

5.1 施工準(zhǔn)備

底基層應(yīng)碾壓平整與密實(shí)，質(zhì)量指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，采用專用測(cè)量設(shè)備將道路中線測(cè)放出來，由下基層的寬度推算出下基層的邊線并測(cè)放出來，將指示樁布設(shè)在邊線以外0.3～0.5m，設(shè)置的間距為10m，下基層邊線按照規(guī)定應(yīng)撒好白灰進(jìn)行標(biāo)識(shí)，將基層高程控制線引測(cè)到指示樁上。水穩(wěn)層攤鋪控制線采用不銹鋼鋼絲，直徑為3mm，采用張緊器將控制樁上的不銹鋼鋼絲拉緊，要求張緊力≥800N，控制樁上應(yīng)事先刻槽[4]，槽深為3mm，不銹鋼鋼絲張拉后應(yīng)采用扎絲進(jìn)行緊固，鋼絲的高程應(yīng)及時(shí)復(fù)核準(zhǔn)確方可進(jìn)入下一道工序。對(duì)水穩(wěn)層拌合樓設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，計(jì)量儀器、攪拌設(shè)備和輸送帶等運(yùn)行正常，儀器儀表均經(jīng)過檢定合格，拌合樓設(shè)備運(yùn)行正常。水穩(wěn)層的攤鋪機(jī)和鋼輪壓路機(jī)的工作性能檢查結(jié)果均正常，機(jī)械的維修保養(yǎng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，設(shè)備機(jī)械性能符合施工要求。

5.2 拌合質(zhì)量控制

該工程采用強(qiáng)制式拌和機(jī)對(duì)組成水穩(wěn)層的材料進(jìn)行集中攪拌，鑒于施工現(xiàn)場與拌合樓的距離和施工時(shí)氣候情況，拌合用水量一般會(huì)比配合比設(shè)計(jì)的最佳含水量大0.5%左右[5]，從而來彌補(bǔ)運(yùn)輸過程中的水分流失現(xiàn)象。原材料的計(jì)量應(yīng)嚴(yán)格按照配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行稱量，所有材料投入攪拌桶中進(jìn)行充分與均勻攪拌。水穩(wěn)層拌合期間應(yīng)對(duì)拌合用水量、水泥含量以及混合料拌合質(zhì)量等進(jìn)行檢查，檢查頻率為每間隔1～2h，確保水穩(wěn)層混合料的拌合質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。根據(jù)試驗(yàn)段所確定的施工步驟、攤鋪與碾壓設(shè)備以及相關(guān)施工參數(shù)等情況合理地控制水穩(wěn)層混合料的施工時(shí)間。為了防止出現(xiàn)水穩(wěn)層過早凝固使得層間連接不緊密現(xiàn)象，水穩(wěn)層混合料自拌合起到鋪筑完成的總時(shí)間≤2h，如果混合料的凝結(jié)時(shí)間需要調(diào)整時(shí)，則根據(jù)實(shí)際情況摻入緩凝劑，從而保證水穩(wěn)層施工質(zhì)量。

5.3 運(yùn)輸質(zhì)量控制

水穩(wěn)層混合料的運(yùn)輸設(shè)備為自卸汽車，根據(jù)規(guī)定分三次裝料，順序?yàn)榍?、后、中，該措施能夠有效減少骨料離析。為了減少外界風(fēng)力和粉塵對(duì)水穩(wěn)層混合料的影響，在汽車的頂部和側(cè)面均布置蓬布。根據(jù)工作面和施工進(jìn)度計(jì)劃等情況安排足夠數(shù)量的自卸汽車進(jìn)行裝料，該工程自卸汽車共安排10輛，由專人對(duì)自卸汽車進(jìn)行調(diào)度與指揮，嚴(yán)格地制定每輛車的路線與抵達(dá)現(xiàn)場時(shí)間，確保不耽誤水穩(wěn)層的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。

5.4 水穩(wěn)層施工質(zhì)量控制

（1）下基層水穩(wěn)層施工。

由先前試驗(yàn)段的施工情況可知，水穩(wěn)層混合料的松鋪系數(shù)為1.2，因此下基層的水穩(wěn)層松鋪厚度為24cm。為了加快下基層的鋪筑速度，采用裝載車和平地機(jī)相結(jié)合的方法對(duì)水穩(wěn)層混合料進(jìn)行攤鋪，水穩(wěn)層混合料卸料后采用裝載車進(jìn)行輔助攤鋪，采用平地機(jī)進(jìn)行找平，局部不平整地方采用人工補(bǔ)料，采用16T的雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓施工[6]，嚴(yán)格按照碾壓工序進(jìn)行作業(yè)，初、終壓均為靜壓2遍，復(fù)壓則為振動(dòng)碾壓3遍。下基層的施工質(zhì)量驗(yàn)收合格后，應(yīng)在其表面進(jìn)行拉毛處理，使下基層和上基層之間的整體性良好。

（2）上基層水穩(wěn)層施工。

為了加快水穩(wěn)層混合料攤鋪速度，該工程布置2臺(tái)攤鋪機(jī)，雙機(jī)聯(lián)合攤鋪，前后距離為10m。水穩(wěn)層混合料分2次卸料，卸料口對(duì)準(zhǔn)攤鋪機(jī)的料斗，第1次卸料時(shí)應(yīng)緩慢升起車廂使傾斜角度為30°，這時(shí)候有部分水穩(wěn)層混合料卸入料斗中，然后第2次繼續(xù)提升車廂直至所有水穩(wěn)層混合料都卸料到料斗中，該措施能夠有效地減少溢料和骨料離析等現(xiàn)象。水穩(wěn)層混合料攤鋪時(shí)應(yīng)緩慢和均勻，攤鋪應(yīng)關(guān)注平整度與縱坡，混合料攤鋪中如果出現(xiàn)骨料離析現(xiàn)象則應(yīng)立即查找原因，如果是配合比設(shè)計(jì)問題則應(yīng)立即和拌合樓溝通與協(xié)調(diào)，及時(shí)調(diào)整配合比設(shè)計(jì)，確保水穩(wěn)層混合料質(zhì)量。水穩(wěn)層混合料攤鋪約30m時(shí)即可組織碾壓作業(yè)，原則上要求碾壓時(shí)水穩(wěn)層達(dá)到最佳含水量，因此，碾壓時(shí)應(yīng)檢測(cè)混合料的含水量，如果檢測(cè)結(jié)果偏低，則可以采取細(xì)霧噴水方式來增大混合料的含水量。水穩(wěn)層碾壓時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照工藝流程控制碾壓速度、碾壓遍數(shù)和碾壓形式等，相鄰2幅碾壓搭接為1/2輪寬，上基層碾壓除了復(fù)壓碾壓遍數(shù)為4遍外，其他碾壓參數(shù)與下基層一致。對(duì)于接縫位置的混合料應(yīng)采用階梯橫向錯(cuò)開45°的方法進(jìn)行碾壓處理，該方法能夠保證接縫處水穩(wěn)層碾壓密實(shí)，要求上基層的壓實(shí)度≥98%。水穩(wěn)層混合料碾壓時(shí)應(yīng)平穩(wěn)和均勻，嚴(yán)禁急剎車，從而避免出現(xiàn)隆起和擁包等質(zhì)量問題。上基層施工后應(yīng)及時(shí)檢查其縱坡、壓實(shí)度和平整度等質(zhì)量指標(biāo)，檢查結(jié)果應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

5.5 養(yǎng)生質(zhì)量控制

水穩(wěn)層施工完成后嚴(yán)禁行人和車輛通行，在施工區(qū)域的前后路口設(shè)置路障和嚴(yán)禁入內(nèi)的警示牌，做好水穩(wěn)層的成品保護(hù)工作。水穩(wěn)層凝固后應(yīng)及時(shí)澆水養(yǎng)生，在水穩(wěn)層上平鋪1層養(yǎng)生土工布，安排專人定時(shí)進(jìn)行澆水，養(yǎng)生時(shí)間為7d，水穩(wěn)層的養(yǎng)生應(yīng)符合規(guī)范要求。

6 結(jié)束語

水穩(wěn)層養(yǎng)生后根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鉆取芯樣，芯樣長度為40～41cm，符合≥40cm的設(shè)計(jì)要求；抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值為3.6～4.0MPa，符合≥3.0MPa的設(shè)計(jì)要求；芯樣連續(xù)無松散現(xiàn)象，層間連接界面緊密，無分層現(xiàn)象；基層的壓實(shí)度實(shí)測(cè)值為98.8%～99.7%，符合≥98%的設(shè)計(jì)要求；平整度實(shí)測(cè)值為4～6mm，符合≤8mm的設(shè)計(jì)要求?；鶎颖砻鏌o裂縫，表面顏色均勻，平整美觀。事實(shí)證明，該工程水穩(wěn)層采用兩層連鋪技術(shù)能夠有效地節(jié)約工期，加強(qiáng)層間緊密性，使得下基層和上基層形成一個(gè)質(zhì)量可靠的整體，受力更加合理。在水穩(wěn)層施工中應(yīng)按照審批好的施工方案組織和部署作業(yè)，加強(qiáng)兩層水穩(wěn)層攤鋪的時(shí)間控制，嚴(yán)格落實(shí)工序交接手續(xù)，嚴(yán)格按照試驗(yàn)段所取得施工參數(shù)指導(dǎo)施工，切實(shí)做好下基層拉毛和兩層水穩(wěn)層的碾壓施工等重要工序的質(zhì)量控制，使水穩(wěn)層的施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。