水泥穩(wěn)定碎石施工技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用

郝強

（北京路橋瑞通養(yǎng)護(hù)中心有限公司，北京 101400）

0 引言

在我國大多數(shù)的高速公路或國道、省道基層建設(shè)中，使用最多的便是水泥穩(wěn)定碎石基層技術(shù)。該技術(shù)具有特殊的板體性與良好的力學(xué)性能，相較于其他基層技術(shù)來說，著實是優(yōu)越之選。水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)以級配碎石作為公路施工材料的骨料來源，施工隊伍將骨料進(jìn)行合理配置后，再借助膠凝或其他黏合性材料進(jìn)行二次填充，保證物料可以“無縫銜接”，或應(yīng)用足量的灰漿填充大塊骨料堆積所產(chǎn)生的不均勻空隙。完成填充作業(yè)之后，再按照嵌擠原理將所有的施工材料進(jìn)行攤鋪、壓實，以增加路面耐用度，這便是該項技術(shù)的工作原理。水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)的優(yōu)勢不僅在于成熟的施工工藝，還在于其隨著路面齡期的增加，硬度也會不斷提升?；诖?，施工隊伍可以根據(jù)工程的實際需求對該項技術(shù)的強度進(jìn)行科學(xué)、合理的調(diào)整。

1 水泥穩(wěn)定碎石施工技術(shù)使用中常見的問題分析

在水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)的實際應(yīng)用中，“如何使用水泥”是工程建設(shè)環(huán)節(jié)中施工隊伍需要考慮的首要問題。水泥是工程建筑混合材料中的一種，與其他路基材料相比，其在用量上比較講究：通常情況下每立方物料的水泥含量介于3%～6%之間，而該材料可以在無側(cè)限抗壓方法中達(dá)到5MPa 的強度。水泥穩(wěn)定碎石施工結(jié)束后，施工基層需要一段時間來加以穩(wěn)定，當(dāng)達(dá)到一定堅實度后，即使遭遇雨天也不會出現(xiàn)泥濘現(xiàn)象，表面始終會保持堅實的良好狀態(tài)。水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)常常被應(yīng)用于高級路面或者半剛性基層建設(shè)中，依照《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T F20—2015）中的相關(guān)要求進(jìn)行施工，均會取得良好的施工效果。但是，在實際的應(yīng)用環(huán)節(jié)中也會存在一些問題，需要研究人員對此作出簡要分析，才能提高水泥穩(wěn)定碎石施工技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用價值[1]。

1.1 因溫度差異而導(dǎo)致的裂縫問題

由于水泥穩(wěn)定碎石材料在使用環(huán)節(jié)中會因為溫度差值過高而產(chǎn)生裂縫，因此在水穩(wěn)碎石基層結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)期間，需要按照科學(xué)的方式進(jìn)行。一般情況下，養(yǎng)護(hù)過程出現(xiàn)較大的溫度差異就會形成基層結(jié)構(gòu)內(nèi)的水熱化反應(yīng)，該反應(yīng)會促使路面基層內(nèi)部的溫度快速提升。結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度與環(huán)境溫度出現(xiàn)較大差值時，基層材料就會因為氣壓的反應(yīng)收縮力而形成裂縫。當(dāng)路面基層結(jié)構(gòu)內(nèi)的溫度高于環(huán)境溫度時，就會發(fā)生收縮現(xiàn)象，從而造成溫度裂縫問題。因此，基層結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)過程中，需要施工人員注重觀察其結(jié)構(gòu)內(nèi)的水熱化反應(yīng)情況，該反應(yīng)將直接導(dǎo)致基層結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度快速上升。除了上述原因以外，基層結(jié)構(gòu)膨脹也會產(chǎn)生內(nèi)在的收縮應(yīng)力，從而出現(xiàn)裂縫問題。例如，在寒潮、暖流等自然因素的影響下，室外溫度會驟然下降或急劇上升，同樣也會形成結(jié)構(gòu)溫度裂縫等問題?？偠灾芽p問題與溫度之間有著密切的關(guān)系[2]。

1.2 因干縮而導(dǎo)致的裂縫問題

干縮裂縫通常也發(fā)生在路面的養(yǎng)護(hù)期間，與上述有所區(qū)別的是干縮裂縫可能發(fā)生在施工結(jié)束后的七、八天時間內(nèi)。因為在通常情況下，材料需要七天的時間進(jìn)行強度方面的提升，而在這七天時間內(nèi)，路面基層結(jié)構(gòu)或許會因為干縮現(xiàn)象而流失水分，嚴(yán)重情況下就會形成裂縫。因此，在養(yǎng)護(hù)期間需要相關(guān)工作人員時刻關(guān)注基層結(jié)構(gòu)的濕潤度，依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行日常的養(yǎng)護(hù)工作，從而有效降低干裂問題的出現(xiàn)頻率。干縮裂縫大多會以多種不規(guī)則的線條形式呈現(xiàn)，與因溫度差異而導(dǎo)致的裂縫有明顯的區(qū)別[3]。

1.3 粗細(xì)料離析問題

粗細(xì)料的離析問題主要由以下幾點所致：第一，在水泥材料攪拌過程中，施工人員并未按照要求進(jìn)行徹底攪拌，導(dǎo)致物料出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，因此在儀器內(nèi)部粗細(xì)集料難以充分結(jié)合。第二，在水泥材料的運輸環(huán)節(jié)中，出現(xiàn)顛簸、震蕩等問題，導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)松散等，從而產(chǎn)生離析問題。同時，當(dāng)運輸距離較長或道路不平穩(wěn)等，離析問題的發(fā)生概率也會直線上升。第三，當(dāng)施工隊伍缺乏相關(guān)經(jīng)驗時，也會因為不合理的攤鋪方式而造成基層離析問題。第四，在攤鋪階段，一些粒徑相對較大的骨料通常會沉入材料底部，造成離析問題。在基層混合料發(fā)生離析期間，整個基層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相對較差，從而導(dǎo)致難以達(dá)到規(guī)定的要求，因此本身的強度也難以滿足實際的施工要求。

1.4 平整度較差問題

平整度較差一般是施工質(zhì)量方面引起的問題。而發(fā)生水穩(wěn)碎石基層平整性不達(dá)標(biāo)問題時，會在整體上影響整體施工進(jìn)度，進(jìn)而影響基層結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。產(chǎn)生這種問題的原因主要有以下五個方面[4]。

1.4.1 不科學(xué)的攤鋪方式

在當(dāng)下的施工背景中，不科學(xué)的攤鋪方式主要包含：攤鋪機各項參數(shù)不合理、施工隊伍素質(zhì)偏低、用料不合格等。然而，無論是何種攤鋪方式，只要與要求不符，均會對基礎(chǔ)路面的平整度產(chǎn)生影響，從而降低攤鋪質(zhì)量。

1.4.2 下承層平整度不達(dá)標(biāo)

路面下承層是十分重要的施工組成部分。當(dāng)墊層、路基與底基層等部分發(fā)生平整度交叉問題時，就會影響整個基層的平整度。因此，當(dāng)墊層、路基、底基層等平整性不達(dá)標(biāo)時，就會對整體的平整度造成直接影響。

1.4.3 不科學(xué)的碾壓方式

碾壓工作是保障基層施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。而碾壓也不是無跡可尋的工作，需要工作人員結(jié)合相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn)與工藝要求進(jìn)行。不遵循工藝標(biāo)準(zhǔn)或沒有在靜壓施工的基礎(chǔ)上進(jìn)行振動碾壓，都會影響碾壓效果，導(dǎo)致整個路面在碾壓之后呈現(xiàn)出各種線條排列形狀的特征，進(jìn)而影響路面的平整性。

1.4.4 攤鋪間斷式作業(yè)

攤鋪需要采用連續(xù)性作業(yè)的方式進(jìn)行。間斷作業(yè)往往指作業(yè)進(jìn)度中斷，一般因天氣驟然變化施工隊伍而被迫暫停作業(yè)，或其他意外事故導(dǎo)致不能直接作業(yè)等，這些情況均會影響最終的攤鋪效果。另外，沒有采用合理的方式處理接縫位置也會影響路面基層的平整性。

1.4.5 養(yǎng)護(hù)方式不當(dāng)

施工環(huán)節(jié)固然十分重要，但是路面的養(yǎng)護(hù)工作亦不能松懈。在施工完畢后，路面養(yǎng)護(hù)需要按照科學(xué)的方式進(jìn)行。若因施工人員經(jīng)驗欠缺、粗心大意等原因而導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，就會形成路面坑洼、凹槽、斷裂等現(xiàn)象，進(jìn)而影響路面的平整度。

2 水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)在基層施工中的實際應(yīng)用

以我國某高速公路施工設(shè)計為例，具體情況見表1。

表1 某高速公路施工參數(shù)示例

該路基上層寬12m，厚15cm；下基層寬12m，厚15cm，壓實度需大于98%。以該路段高速公路為參照，論述水泥穩(wěn)定碎石施工技術(shù)的應(yīng)用路徑。該施工方案中，對該部分的用量設(shè)計為每立方占6%。因此，在該工程的基層施工中，需要在原材料準(zhǔn)備與施工環(huán)節(jié)做好以下幾項工作。

2.1 原材料準(zhǔn)備

2.1.1 水泥

水泥是水穩(wěn)碎石技術(shù)應(yīng)用過程中的必需品。高速公路路面在施工作業(yè)的過程中，需要施工單位結(jié)合建設(shè)用地的實際情況與途經(jīng)之地的具體情況動態(tài)化地選擇水泥。通常情況下，有經(jīng)驗的施工團(tuán)隊不僅會避開早強水泥、快硬水泥和編織水泥等，還會選擇標(biāo)號較低、初凝時間較短，而終凝時間也不超過6 個小時的水泥材料，這一類的水泥能夠保障基層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而提高工程作業(yè)效率與質(zhì)量。這些備選的水泥原材料在進(jìn)入施工現(xiàn)場后，需要由專業(yè)人士對其進(jìn)行嚴(yán)格的篩查與把控，如發(fā)現(xiàn)有不合格的或不符合該工程建設(shè)需要的，就必須一并予以剔除。

2.1.2 混合材料

混合材料在水穩(wěn)碎石技術(shù)中也是不可或缺的一部分，一般將其劃分為活性與非活性兩種?；钚曰旌狭系膬r值主要體現(xiàn)在與水泥混合過程中會析出氧化鈣（俗稱生石灰）這一物質(zhì)。施工人員在混合材料期間必須保障材料的細(xì)度，從而提升材料的利用率[5]。

2.1.3 骨料

骨料在高速公路施工作業(yè)環(huán)節(jié)中也是極為常用的施工材料之一。尤其是在施工期間，需要合理把控骨料的粒徑。 通常情況下，這種粒徑不能大于37.5mm。為了嚴(yán)格起見，碎石中的針葉狀顆粒含量亦不能大于整體占比的1/5。為了保障碎石表面的整潔度，禁止施工人員在骨料中摻雜其他污染物質(zhì)或雜質(zhì)，以免影響使用效果[6]。

2.2 施工前的準(zhǔn)備工作

2.2.1 去除水泥路面封層

只有將施工前的第一項準(zhǔn)備工作做好，才能保障后續(xù)工作的穩(wěn)步推進(jìn)。因此，需要施工人員去除路面的封層，或者其他可能影響破碎效果的瀝青罩面，以便保障后續(xù)的順利施工。去除水泥路面封層不僅能夠為后續(xù)的施工工作做好準(zhǔn)備，還會在處理病害等環(huán)節(jié)起到促進(jìn)作用。

2.2.2 病害處理

去除路面封層工作之后，還需要施工人員對該高速公路的病害路段進(jìn)行有效處理。因為混凝土表面出現(xiàn)破碎問題對于路面施工作業(yè)來說具有極大的影響，不僅會阻礙工程推進(jìn)，還會拉低工程質(zhì)量。因此，需要相關(guān)人士根據(jù)病害程度確定開挖深度，從而解決混凝土表面因撞擊、干裂等產(chǎn)生的破碎問題。同時，這一施工環(huán)節(jié)也是開展后續(xù)建設(shè)工作的重要基礎(chǔ)。

2.2.3 碎石粒徑控制問題

為了保障在工程建設(shè)期間充分發(fā)揮水泥穩(wěn)定碎石的價值，需要施工團(tuán)隊根據(jù)實際的施工情況嚴(yán)格控制碎石粒徑。一般情況下，粒徑的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值為31mm。為了能夠達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，需要工作人員采用機器篩選、淘瀝的方式將不符合該項要求的碎石全部剔除。為了保障粒徑100%的合格率，工作人員還可以在集料出口設(shè)置一個振動篩輔助篩選工作。在使用碎石材料之前，做好篩選工作才可確保后續(xù)施工進(jìn)度。

2.2.4 混合料的運輸與攤鋪

在運輸水泥穩(wěn)定碎石基層材料時，有經(jīng)驗的施工人員通常會選擇防水性篷布或其他防水性材料覆蓋在物料表層，防止天氣變化對物料造成影響。同時，這種做法可以規(guī)避物料在運輸過程中不慎掉落的風(fēng)險，從而保障物料的安全。選用防水性材料覆蓋在物料表層，還有助于保持物料的含水量，從而避免水分流失或含水量驟然提高等現(xiàn)象。

2.2.5 碾壓

碾壓雖然在基層路面建設(shè)工程中處于工序的末端工作，但是也需要施工團(tuán)隊打起精神進(jìn)行作業(yè)，保障碾壓質(zhì)量就是保障基層路面建設(shè)的整體工作質(zhì)量。因此，需要工作人員選擇合適的壓實機械，通過科學(xué)的碾壓方式進(jìn)行碾壓。在碾壓過程中，需要把碾壓次數(shù)與碾壓速度作為重點關(guān)注對象，因為這兩項參數(shù)是保證壓路機均勻、勻速碾壓工作的前提與保障。通過對這兩項參數(shù)的嚴(yán)格把控，可以全面提升碾壓質(zhì)量。

3 水泥穩(wěn)定碎石基層施工中提升質(zhì)量的相關(guān)措施

3.1 提升混合料級配的控制力度

混合料級配控制需要施工人員遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來控制壓碎值與磨耗值。同時，在攪拌站開始作業(yè)以前，需要施工單位對所有的工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，從而提升他們的施工技術(shù)與理論知識積累，進(jìn)而在提升混合料配比質(zhì)量的同時，提高人工作業(yè)質(zhì)量。在鏟料期間，同樣需要施工人員謹(jǐn)慎對待。特別需要注意的是，當(dāng)施工人員在卸料時，禁止將物料直接傾倒在料斗內(nèi)部，這種做法會造成諸多操作阻礙。施工團(tuán)隊?wèi)?yīng)當(dāng)注重對工作人員技能的監(jiān)督與引導(dǎo)，以提升混合材料級配的控制力度，從而強化路面基層建設(shè)工作的施工成效。

3.2 強化含水量的控制力度

含水量控制問題在水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)使用中也是十分重要的。路面基層工程會受到天氣與環(huán)境的影響，而當(dāng)在夏季或雨季進(jìn)行施工時，尤其需要施工人員對所使用的防護(hù)工具與器材進(jìn)行嚴(yán)格排查。在實際施工過程中，施工人員如發(fā)現(xiàn)問題，則應(yīng)該及時采用人為干預(yù)的方式，以降低意外風(fēng)險對路面工程建設(shè)所造成的諸多影響。

4 結(jié)語

綜上所述，在水泥穩(wěn)定碎石基層施工中需要施工人員針對該項技術(shù)進(jìn)行全面分析，在明確其價值的基礎(chǔ)之上，不斷總結(jié)與反思，從而克服施工中的不利因素。充分發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢可以有效提升路面的建設(shè)質(zhì)量，同時還可以提高資源利用率。鑒于此，需要施工隊伍注重施工環(huán)節(jié)的動態(tài)管理，嚴(yán)格控制施工環(huán)節(jié)中的各項工作，以便及時規(guī)避風(fēng)險，發(fā)現(xiàn)問題著力解決。水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)是一項具有時代性與前沿性的施工技術(shù)，尤其在基層路面建設(shè)中具有明顯的實用價值。因此，在應(yīng)用水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)的過程中，還應(yīng)不斷加大探索力度，以期提升其應(yīng)用成效。