市政道路工程路面水穩(wěn)層施工質(zhì)量控制

郭華

（太原市政建設(shè)集團(tuán)有限公司， 山西 太原 030000）

路面水穩(wěn)層以水泥、 碎石為基礎(chǔ)材料制作成型，輔以數(shù)量凝膠材料， 促進(jìn)水穩(wěn)層的固結(jié)。 市政道路工程的建設(shè)環(huán)境復(fù)雜， 需根據(jù)工程實(shí)際狀況組合應(yīng)用材料， 由專(zhuān)員按照流程有序施工， 并加強(qiáng)對(duì)各道工序的質(zhì)量控制， 以此來(lái)建設(shè)高質(zhì)量的路面水穩(wěn)層。

1 道路路面水穩(wěn)層施工原理

水穩(wěn)層施工的基本原理是以水泥和碎石為主要材料， 輔以適量膠凝材料、 灰漿， 將制得的混合料攤鋪到位， 壓實(shí)成型， 具體流程如圖1 所示。

圖1 水穩(wěn)層施工工藝流程圖

水穩(wěn)層施工中的碎石填充有利于提高路面的強(qiáng)度， 隨著時(shí)間的延長(zhǎng)， 路面的強(qiáng)度呈增加的變化趨勢(shì)， 最終構(gòu)成結(jié)構(gòu)完整、 受力穩(wěn)定可靠的板體結(jié)構(gòu)。

在市政道路工程中妥善建設(shè)水穩(wěn)層后， 路基路面的強(qiáng)度、 抗凍性、 抗?jié)B性均有所改善， 道路的綜合路用性能得到提升， 可保證道路結(jié)構(gòu)的耐久性和車(chē)輛通行的安全性。 在道路路面水穩(wěn)層施工中， 水泥用量取混合料總量的3% ～6%， 攤鋪、 壓實(shí)成型后的水穩(wěn)層無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到1.5 ～4.0MPa。 水穩(wěn)層施工中應(yīng)用適量膠凝材料， 促進(jìn)混合料的凝結(jié)，加快水穩(wěn)層成型， 但由于膠凝材料促進(jìn)了材料的凝結(jié)， 施工人員必須規(guī)范作業(yè)， 保證水穩(wěn)層的施工質(zhì)量， 以免遇到水穩(wěn)層存在質(zhì)量問(wèn)題但難以有效修復(fù)的情況。 水穩(wěn)層施工時(shí)需注重效率的提高， 為此采取機(jī)械化作業(yè)的方式， 根據(jù)水穩(wěn)層施工要求適配機(jī)械設(shè)備， 由專(zhuān)員規(guī)范操作。

2 對(duì)市政道路路面水穩(wěn)層施工質(zhì)量造成影響的關(guān)鍵因素

2.1 混合料的含水量

含水量的高低影響到混合料的性能， 進(jìn)而作用于水穩(wěn)層的施工質(zhì)量。 混合料的含水量偏低時(shí)， 產(chǎn)生真水反應(yīng)， 水泥的水解速率放緩， 水泥在混合料中的分布缺乏均勻性， 水穩(wěn)層成型后局部的強(qiáng)度偏低； 混合料的含水量偏高時(shí)， 水穩(wěn)層成型期間伴隨干縮形變現(xiàn)象， 影響水穩(wěn)層結(jié)構(gòu)形態(tài)的完整性和力學(xué)性能的可靠性。 因此， 需適中控制混合料的含水量。

2.2 水泥的類(lèi)型和用量

市政道路水穩(wěn)層施工中， 在混合料骨料級(jí)配一定的前提下， 隨著水泥組成成分的變化， 水泥固定碎石的強(qiáng)度隨之改變， 建設(shè)成型的水穩(wěn)層具備不同程度的耐壓限度。 表明， 合理選擇水泥是保障水穩(wěn)層施工質(zhì)量的重要途徑。 從強(qiáng)度的角度來(lái)看， 鋁酸水泥的強(qiáng)度明顯低于硅酸鹽水泥， 具體根據(jù)市政道路路面水穩(wěn)層的施工要求選擇合適的材料。 經(jīng)過(guò)水泥選型后， 嚴(yán)格控制水泥的用量， 偏低時(shí)水泥的水化作用偏弱， 制約混合料的成型； 偏高時(shí)水泥劇烈水化， 釋放大量熱量， 水穩(wěn)層易開(kāi)裂。 因此， 加強(qiáng)對(duì)水泥用量的控制也具有必要性。

2.3 混合料配制方法

混合料的配制對(duì)水穩(wěn)層的質(zhì)量也有顯著的影響，在保證水泥、 碎石各類(lèi)材料類(lèi)型和用量具有合理性后， 做充分的攪拌， 得到均勻性較好的混合料， 如此才可提升水泥固定碎石的穩(wěn)定性。 考慮到含水量易影響混合料性能的特點(diǎn)， 需挑選適宜的時(shí)間進(jìn)行加水， 保證混合料的性能， 建設(shè)高質(zhì)量的水穩(wěn)層。

3 市政道路工程路面水穩(wěn)層施工質(zhì)量控制措施

3.1 水泥材料的選擇和用量控制

水泥類(lèi)別和用量的不同均對(duì)水泥固定碎石的強(qiáng)度等級(jí)產(chǎn)生影響， 在粗、 細(xì)集料一致的前提下， 水泥固定碎石強(qiáng)度隨著水泥組成差異而發(fā)生變化， 成型水穩(wěn)層的耐壓限度存在差異。 相較于鋁酸水泥的強(qiáng)度等級(jí)， 硅酸鹽水泥的強(qiáng)度更高， 可根據(jù)此強(qiáng)度特性予以選擇。 經(jīng)過(guò)水泥材料的選型后， 水穩(wěn)層施工期間不宜調(diào)整材料的類(lèi)型， 以免由于水泥特性的差異導(dǎo)致各路段水穩(wěn)層的質(zhì)量有所不同。 并且， 還需考慮到水泥用量的控制要求， 充分發(fā)揮出水泥在提高水穩(wěn)層強(qiáng)度方面的優(yōu)勢(shì)。 水泥在水穩(wěn)層混合料中具有粘合作用， 施工單位在采購(gòu)時(shí)需加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)， 禁止任何受潮的、 結(jié)塊的、 過(guò)期的水泥進(jìn)場(chǎng)，亦不可采用快干水泥或早強(qiáng)材料， 否則將由于水泥劇烈的干縮反應(yīng)導(dǎo)致水穩(wěn)層施工質(zhì)量受到影響。

3.2 混合料含水量的控制

在市政道路路面水穩(wěn)層施工中， 含水量的高低將影響水穩(wěn)層的強(qiáng)度和穩(wěn)固性， 基本規(guī)律為: 混合料的含水量偏低， 水分不足迫使集料產(chǎn)生真水反應(yīng)，水泥的水解速率無(wú)法達(dá)到要求， 同時(shí)受含水量偏低的影響， 水泥的分布缺乏均勻性， 易影響水穩(wěn)層的強(qiáng)度； 反之， 含水量偏高時(shí)， 水穩(wěn)層干縮形變， 水穩(wěn)層結(jié)構(gòu)的形態(tài)難以達(dá)到要求， 穩(wěn)定性也將降低。因此， 工程人員需要綜合考慮水泥材料的特性、 水穩(wěn)層質(zhì)量要求、 現(xiàn)場(chǎng)氣溫等內(nèi)外部因素， 經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后確定適宜的含水量， 再于合適的時(shí)間加水， 保證混合料的質(zhì)量。

3.3 混合料配制質(zhì)量的控制

配制方式的差異將導(dǎo)致混合料的性能不一致[1]。為充分提升混合料的性能， 需合理選擇材料， 嚴(yán)格控制原材料的用量， 摻料后做充分的攪拌， 得到均勻性較好的混合料。 若攪拌不充分， 局部混合料缺乏均勻性， 水穩(wěn)層有開(kāi)裂的可能。 混合料攪拌時(shí)于合適的時(shí)間加水， 防止加水時(shí)間不合理而導(dǎo)致混合料的性能欠佳。 此外， 避免單次加水間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的情況， 否則水泥由于水分不足而失水硬化， 難以保證水穩(wěn)層的施工質(zhì)量。

攪拌是水穩(wěn)層混合料制備時(shí)的重要環(huán)節(jié)， 必須由專(zhuān)員合理操作。 若混合料攪拌場(chǎng)地在斜坡處， 易由于地勢(shì)條件的特殊性而導(dǎo)致攪拌后的混合料缺乏均勻性， 為此需在攪拌前根據(jù)斜坡的坡度調(diào)整攪拌機(jī)與葉槳的連接角度。 現(xiàn)場(chǎng)氣候條件也易影響混合料的攪拌效果， 遇極端天氣時(shí)， 要求工作人員在限定的時(shí)間內(nèi)快速攪拌到位， 并結(jié)合工程施工狀況對(duì)用料數(shù)做靈活的調(diào)整。 水穩(wěn)層施工效果是反映混合料拌和方法是否具有可行性的重要途徑， 施工人員需加強(qiáng)對(duì)已施工水穩(wěn)層的質(zhì)量檢查， 若發(fā)現(xiàn)局部有干燥、 開(kāi)裂等問(wèn)題， 需判斷是否由于混合料性能異常所致， 若混合料確實(shí)存在質(zhì)量缺陷， 從含水量的調(diào)整、 材料用量的調(diào)整等方面著手， 經(jīng)過(guò)優(yōu)化后制得質(zhì)量可靠的混合料。

攪拌水平影響到混合料的性能， 由于混合料性能的差異化， 建成的道路水穩(wěn)層在強(qiáng)度、 穩(wěn)定性、耐久性等方面均存在差別。 施工單位需做好混合料拌制前的準(zhǔn)備工作， 例如加強(qiáng)對(duì)道路施工現(xiàn)場(chǎng)的勘察， 結(jié)合道路建設(shè)要求精準(zhǔn)配制混合料。 混合料的含水量以3%為宜， 具體可根據(jù)實(shí)際施工條件做靈活的調(diào)整。 定期檢查混合料的含水量， 超出許可范圍時(shí)進(jìn)行優(yōu)化， 或是已施工的水穩(wěn)層存在異樣時(shí)，也需考慮是否由于混合料的含水量不合理所致， 存在此方面的原因時(shí)， 適度調(diào)整混合料的含水量。

3.4 做好設(shè)備選擇

在市政道路工程中， 水穩(wěn)層施工尤為重要。 為了保證其的質(zhì)量和效率， 必須使用專(zhuān)用的施工設(shè)備，例如大型攤鋪機(jī)、 碾壓機(jī)等。 因此， 在進(jìn)行施工前的準(zhǔn)備中， 要根據(jù)具體的施工路段和條件先進(jìn)行設(shè)備的選取， 同時(shí)也要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況進(jìn)行合理選取。 對(duì)所有設(shè)備的型號(hào)和參數(shù)性能進(jìn)行一一核定， 在滿(mǎn)足最佳性能的同時(shí)要降低生產(chǎn)運(yùn)行成本。

3.5 混合料攤鋪的質(zhì)量控制

混合料制備完成后， 及時(shí)用于攤鋪[2]。 攤鋪期間加強(qiáng)對(duì)混合料含水量的檢測(cè)， 超出許可范圍時(shí)進(jìn)行含水量的調(diào)整， 但禁止直接向水穩(wěn)層噴水， 以免破壞結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性。 遇降雨天氣時(shí)， 盡快壓實(shí)已攤鋪的水穩(wěn)層， 采取防護(hù)措施， 避免由于雨水侵蝕出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。 攤鋪?zhàn)裱B續(xù)性原則， 保證水穩(wěn)層的完整性。 機(jī)械化攤鋪， 根據(jù)水穩(wěn)層的施工要求適配攤鋪設(shè)備， 進(jìn)場(chǎng)時(shí)安排質(zhì)量檢驗(yàn)， 進(jìn)場(chǎng)后調(diào)節(jié)攤鋪設(shè)備的作業(yè)參數(shù)， 由專(zhuān)員在現(xiàn)場(chǎng)指揮， 引導(dǎo)攤鋪設(shè)備操作人員規(guī)范作業(yè)， 按照適宜的速度有序?qū)⒒旌狭蠑備伒轿弧?檢查人員注重對(duì)混凝土用量、含水量、 攤鋪層厚度、 攤鋪寬度、 攤鋪速度等各項(xiàng)指標(biāo)的檢查， 評(píng)價(jià)是否符合要求， 針對(duì)存在偏差的指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整， 從源頭上規(guī)避水穩(wěn)層攤鋪質(zhì)量問(wèn)題。攤鋪施工， 如圖2 所示。

圖2 混合料攤鋪

3.6 混合料壓實(shí)的質(zhì)量控制

攤鋪后安排壓實(shí)， 借助壓路機(jī)的外力作用提升混合料的緊密性， 使成型的水穩(wěn)層平整、 密實(shí)[3]。碾壓采取膠輪壓路機(jī) （1 臺(tái)） 和單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)（3 臺(tái)） 聯(lián)合作業(yè)的方式， 分初壓、 復(fù)壓、 終壓三個(gè)階段有序進(jìn)行。 初壓采用膠輪壓路機(jī)靜壓1 遍， 復(fù)壓采用振動(dòng)壓路機(jī)， 按照先弱振2 遍、 再?gòu)?qiáng)振4 遍的順序依次壓實(shí)， 終壓用單鋼輪壓路機(jī)靜壓1 ～2遍， 在保證水穩(wěn)層密實(shí)性的同時(shí)提高表面的平整性（消除輪跡）。 壓實(shí)作業(yè)人員加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)檢查， 例如用直尺檢查接頭處是否有擁包現(xiàn)象， 若有應(yīng)鏟除、 修復(fù)， 直至恢復(fù)平整狀態(tài)為止。

攤鋪后至壓實(shí)前的間隔時(shí)間越長(zhǎng)， 水穩(wěn)層的收縮率越高， 壓實(shí)難度增加， 乃至經(jīng)過(guò)充分的壓實(shí)后仍無(wú)法取得良好的壓實(shí)效果。 因此， 需縮短攤鋪后至壓實(shí)前的間隔時(shí)間， 宜在攤鋪完成后的0.5h 內(nèi)安排壓實(shí)， 降低混合料的收縮率， 借助壓路機(jī)促進(jìn)水穩(wěn)層的固結(jié)。

3.7 接縫的質(zhì)量控制

路面水穩(wěn)層的接縫以橫向接縫和縱向接縫為主，質(zhì)量控制要點(diǎn)如下。

3.7.1 橫向接縫

水穩(wěn)層攤鋪中斷時(shí)間超2h 需設(shè)橫向接縫， 為減少橫向接縫的數(shù)量， 攤鋪時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管控， 做到連續(xù)攤鋪[4]。 攤鋪時(shí)， 由人工找齊攤鋪末端， 緊靠水穩(wěn)料放置2 根高度與壓實(shí)厚度一致的方木， 另一側(cè)回填砂或碎石， 回填量超過(guò)方木， 經(jīng)過(guò)壓實(shí)后恢復(fù)平整。 重新攤鋪水穩(wěn)料前， 將方木模板和砂石去除，清理附著在下層頂部的雜物， 重新攤鋪、 壓實(shí)。 由于工程施工要求而必須設(shè)置橫向接縫時(shí)， 在臨近攤鋪末端的位置抬起攤鋪機(jī)的熨平板， 攤鋪機(jī)保持該姿態(tài)駛離現(xiàn)場(chǎng)， 人工攤鋪末端的混合料， 緊靠混合料的位置布設(shè)方木， 方木下方開(kāi)設(shè)溝槽用于穩(wěn)固方木， 另一側(cè)回填砂礫與碎石， 采取整平、 壓實(shí)措施，適量灑水以便混合料的有效成型。 經(jīng)過(guò)橫向接縫的施工后， 接縫部位需平整、 密實(shí)。

3.7.2 縱向接縫

縱向接縫的攤鋪以梯隊(duì)攤鋪或全幅攤鋪的方式為宜， 非必要時(shí)不設(shè)置縱向接縫。 由于工程需要而設(shè)置縱向接縫時(shí)， 將接縫位置規(guī)劃在道路中線處，梯級(jí)寬度不少于層厚的1/2。 縱向接縫施工前需鑿除松散的水穩(wěn)料， 使新攤鋪的混合料與原材料穩(wěn)定結(jié)合。

3.8 水穩(wěn)層后期養(yǎng)護(hù)

水泥是水穩(wěn)層施工中的重要材料， 水泥具有水化熱的特性， 控制不當(dāng)時(shí)易過(guò)量放熱， 出現(xiàn)后期收斂或其它問(wèn)題。 為保證水泥的有效水化， 需加強(qiáng)水穩(wěn)層的后期養(yǎng)護(hù): 1） 遵循動(dòng)態(tài)養(yǎng)護(hù)的原則， 養(yǎng)護(hù)時(shí)間約為6d， 具體根據(jù)水穩(wěn)層的成型狀態(tài)而定。 環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)， 適時(shí)調(diào)整水穩(wěn)層養(yǎng)護(hù)時(shí)的用水量；2） 養(yǎng)護(hù)過(guò)程中加強(qiáng)防護(hù)， 禁止任何無(wú)關(guān)人員和車(chē)輛進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。 水穩(wěn)層養(yǎng)護(hù)工作進(jìn)入后期時(shí)， 混合料的含水量降低， 易干縮， 因此加強(qiáng)補(bǔ)水保濕。 灑水量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境而定， 例如夏季的氣溫較高， 水穩(wěn)層的水分散失量增加， 更易干縮， 需增加灑水頻率和灑水量。 灑水后覆蓋土工布， 減少水分的蒸發(fā)量，養(yǎng)護(hù)全程的灑水量控制均遵循少灑多補(bǔ)的原則， 使水穩(wěn)層混合料在水分適宜的條件下穩(wěn)定成型； 3） 如遇強(qiáng)風(fēng)、 暴雨天氣， 應(yīng)及時(shí)用草席覆蓋， 以避免表面麻面、 孔洞等。

3.9 加強(qiáng)對(duì)水穩(wěn)層的檢測(cè)與計(jì)量工作

為提高城市道路水穩(wěn)層的施工質(zhì)量， 施工單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水穩(wěn)層的監(jiān)測(cè)[5]。 在進(jìn)行水穩(wěn)層測(cè)試和測(cè)量工作時(shí)， 應(yīng)注意: 一是要對(duì)水穩(wěn)層的摻水含量進(jìn)行測(cè)試。 二是對(duì)水穩(wěn)層中的水泥含量進(jìn)行檢測(cè)。 三是對(duì)水穩(wěn)層的壓實(shí)進(jìn)行測(cè)試。 通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)和測(cè)量， 提高了水穩(wěn)層的施工質(zhì)量， 從而提高了其安全性。 在進(jìn)行水穩(wěn)層檢測(cè)時(shí)， 必須采用科學(xué)的測(cè)量資料， 以提高測(cè)量與檢驗(yàn)的效率， 從而提高工程的安全性。 在進(jìn)行水穩(wěn)層測(cè)量時(shí)， 應(yīng)充分利用水穩(wěn)層的施工工藝與材料， 以保證其與國(guó)家規(guī)范相符， 從而提高城市道路的建設(shè)質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述， 水穩(wěn)層主要由水泥、 骨料、 水等材料組成， 屬于穩(wěn)定可靠、 抗?jié)B、 抗凍的道路結(jié)構(gòu)，在道路路面工程中取得廣泛的應(yīng)用。 經(jīng)過(guò)本文的分析可知， 原材料質(zhì)量、 混合料配制方式、 攤鋪及壓實(shí)方法等均會(huì)影響水穩(wěn)層的施工效果， 因此施工人員必須強(qiáng)化質(zhì)量控制意識(shí)， 加強(qiáng)對(duì)各道工序的質(zhì)量控制， 有條不紊地施工， 建設(shè)質(zhì)量達(dá)標(biāo)的市政道路路面水穩(wěn)層。