市政道路施工水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)

張磊 王煥君

曲阜市市政公用事業(yè)綜合服務(wù)中心 山東 曲阜 273100

引言

道路工程作為基礎(chǔ)交通工程，屬于現(xiàn)代化進(jìn)程中的一項重要建設(shè)工程，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到人們的正常出行需求，因此必須對其施工質(zhì)量進(jìn)行更為嚴(yán)格的控制，而當(dāng)前隨著社會車輛的增多，道路交通壓力增大，如何提高道路的承載力以解決交通承載力過大的問題，成了當(dāng)前道路施工中所需要考慮的一個重要問題。運(yùn)用水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)，則可以對這一問題進(jìn)行良好的解決，能夠有效提高道路承載力，并在一定程度上延長道路的使用壽命，因此文章對這一技術(shù)在道路施工中的應(yīng)用進(jìn)行探究，是非常有必要的。

1 水泥穩(wěn)定碎石基層施工的特點(diǎn)

1.1 材料容易獲取

在水泥穩(wěn)定碎石基層施工時，主要涉及的原料為水、水泥、粗骨料和細(xì)骨料等。粗骨料和細(xì)骨料的選擇和利用通常以人工碎石等方式為主。對于水泥而言，普通水泥或者礦渣，都可作為基本原料，因此整個水泥穩(wěn)定碎石基層施工中取材相對比較便利。

1.2 強(qiáng)度與防滲抗凍性良好

水泥穩(wěn)定碎石半剛性材料結(jié)構(gòu)的整體性比較良好，具有非常高的強(qiáng)度，在防滲抗凍性方面表現(xiàn)也非常好。將其直接鋪設(shè)在道路基層中，具有非常明顯的強(qiáng)度優(yōu)勢。特別是在道路正式投入運(yùn)營后，隨著時間的推移，道路基層自身強(qiáng)度會有明顯上升趨勢，促使基層與路面之間實現(xiàn)有效結(jié)合，從而保證道路自身抗壓性得到強(qiáng)化。

1.3 施工工藝簡單

水泥穩(wěn)定碎石施工技術(shù)在道路基層施工中科學(xué)合理的利用，主要是針對各種不同類型材料進(jìn)行集中性攪拌，同時科學(xué)合理的對道路基層進(jìn)行鋪設(shè)。整個施工工藝流程相對比較簡單，施工難度也比較低。但是，需要保證嚴(yán)格按照現(xiàn)有的一系列規(guī)范化操作流程和標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行操作，從而保證基層施工質(zhì)量的有效提升，盡可能避免由于人為操作失誤而引起各類問題，否則勢必會對道路工程工期以及成本等產(chǎn)生影響。

1.4 施工要求

城市道路是市政重要的配套設(shè)施。根據(jù)以往的施工管理經(jīng)驗，城市道路施工應(yīng)遵循兩點(diǎn)基本要求：一是降低其對環(huán)境的影響。在進(jìn)行道路工程施工時，必須要考慮對周邊環(huán)境的影響。這些指標(biāo)包括工程對沿線植被、景觀的影響，施工期間噪聲、揚(yáng)塵、廢水、建筑垃圾等是否管理得當(dāng)?shù)?。二是達(dá)到道路基層的質(zhì)量要求。道路基層的質(zhì)量從幾個維度來確定：①剛度與強(qiáng)度的要求。道路在施工完成后需要承受大量的車輛及行人的荷載。因而基層必須要滿足該道路的最大荷載要求，且能夠承受車輛及行人反復(fù)作用對其的影響，避免基層因為剛度及強(qiáng)度不足而產(chǎn)生殘余變形、疲勞彎拉的現(xiàn)象。②水穩(wěn)定性和冰凍穩(wěn)定性的要求。在城市道路的使用過程中，其表面會存在大量的路表水，它會通過毛細(xì)作用進(jìn)入土基或者路面結(jié)構(gòu)層，使得這些層面長期處于潮濕的狀態(tài)，若基層的水穩(wěn)定性和冰凍穩(wěn)定性差，則會造成基層的整體剛度及強(qiáng)度下降，影響該道路的使用。③抗沖刷能力和抗裂性能的要求。根據(jù)氣候條件的不同，道路需要承受不同強(qiáng)度的水流沖刷。在沖刷作用的影響下，若基層的穩(wěn)定性不足，則會產(chǎn)生脫空，進(jìn)而產(chǎn)生路面坍塌等情況。另外，水泥穩(wěn)定碎石基層材料受溫度和濕度變化的影響會產(chǎn)生一定拉應(yīng)變，若拉應(yīng)變超出了材料能夠承受的范圍，則會導(dǎo)致基層開裂。所以，必須嚴(yán)格控制水泥穩(wěn)定碎石基層的水分散失，有效消除干縮裂縫。

2 水泥穩(wěn)定碎石基層施工的主要威脅因素

2.1 選擇回填用料不合理

在工程中回填作業(yè)必不可缺，在施工時需要嚴(yán)格選擇材料，否則會出現(xiàn)不均勻而導(dǎo)致的沉降情況。如果工程初期沒有對施工地點(diǎn)附近各方面條件進(jìn)行科學(xué)分析，盲目選擇了帶有黏性的土壤，再加上回填的材料選擇不合理，水泥碎石基層將無法承受其負(fù)荷，部分結(jié)構(gòu)難免會因為不均勻而導(dǎo)致沉降，甚至出現(xiàn)安全事故。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計不科學(xué)

結(jié)構(gòu)設(shè)計達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化能將水泥穩(wěn)定碎石的基層建設(shè)達(dá)到預(yù)期效果。導(dǎo)致沉降不均勻產(chǎn)生的主要原因是在設(shè)計的時候沒有科學(xué)規(guī)劃。因此，技術(shù)人員在對現(xiàn)場勘查時需要將深度和鉆孔的數(shù)量等都控制在合理范圍內(nèi)，這樣就能有效處理軟土層，確保不出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象。

2.3 土層松散和隱患問題

土層松散在市政工程中是經(jīng)常出現(xiàn)的問題，一旦發(fā)生便會因為土壤較軟而導(dǎo)致地基下降。如果施工技術(shù)人員操作失誤，很容易讓水泥穩(wěn)定碎石基層承載力急劇下降，結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)變形，外力將對工程土體造成破壞。在水泥穩(wěn)定碎石基層建設(shè)時，要是沒有做好排水措施，道路會出現(xiàn)變形和塌陷等情況。如果路面上出現(xiàn)兩邊高和中間低的話，很明顯是質(zhì)量上不達(dá)標(biāo)，遇到這一情況就需要采取措施，主要是為了防止安全事故發(fā)生。最后是材料和技術(shù)上存在不足，在水泥碎石基層工程中，需要注意對臺背材料的選擇。根據(jù)調(diào)查表示，很多施工單位都習(xí)慣于使用大顆粒和透水性的材料，這會出現(xiàn)大孔隙的問題，如果車輛和行人在此路過，就會導(dǎo)致因為碾壓而出現(xiàn)空隙縮小，再加上壓力，從而出現(xiàn)不均勻的沉降情況。

3 公路工程抗裂型水穩(wěn)碎石施工質(zhì)量控制要點(diǎn)研究

3.1 材料選擇要求

①水泥：本工程水泥穩(wěn)定碎石基層施工宜采用普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，水泥的終凝時間應(yīng)不小于6h，由于高標(biāo)號水泥的干縮性強(qiáng)，容易導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)層的斷裂，所以水泥的標(biāo)號應(yīng)不大于32.5MPa，此外，水泥的質(zhì)量須符合國家標(biāo)準(zhǔn)，受潮變質(zhì)水泥、早強(qiáng)水泥不得用于本次施工中[1]。②碎石：碎石的級配結(jié)合路基基層集料規(guī)格規(guī)范進(jìn)行選取，本次施工選擇的級配共分為兩種，一種碎石級配控制在10～20mm，另一種碎石級配控制在16～31.5mm，碎石的壓碎值應(yīng)不大于30%，磨耗值應(yīng)不大于35%。③水：水選用適合的飲用水即可，水源選定后，施工單位宜對水質(zhì)進(jìn)行試驗檢測，檢查水中是否存在影響基層材料強(qiáng)度的物質(zhì)，同時要從水源中取水并配置成水泥砂漿，然后檢測其抗壓強(qiáng)度，并與采用蒸餾水配置成的水泥砂漿進(jìn)行對比，強(qiáng)度≥90%的水泥砂漿，即視為合格，可用于施工中[2]。

3.2 水穩(wěn)碎石拌和

①綜合考慮交通運(yùn)輸條件與施工要求，然后確定水穩(wěn)碎石拌合站的最佳位置。而在拌和站進(jìn)場之前，應(yīng)采取有效措施對場地實施硬化處理，同時進(jìn)行合理化布局。②選用的水穩(wěn)碎石拌合站必須具備良好的性能。拌和階段使用的集料、水泥以及水需要通過電子計量，并實施嚴(yán)格、有效的檢測，確保合格后才能夠投入使用。③按照配合比要求與材料檢測實際含水量確定拌合水的具體用量，同時需要結(jié)合水穩(wěn)碎石混合料攤鋪實際效果實施合理調(diào)整。此外，晴天與陰天、中午與早晚必須區(qū)別用水量，高溫季節(jié)也要及時地進(jìn)行調(diào)整。④水穩(wěn)拌和階段禁止裝載機(jī)由底部進(jìn)行鏟料，以防止混入含水量相對偏高的集料，從而影響水穩(wěn)碎石混合料的性能與質(zhì)量。⑤在確保強(qiáng)度級別符合設(shè)計規(guī)定基本要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合施工實際狀況合理地調(diào)整水泥劑量。一般需要提高拌和均勻性，嚴(yán)格控制水泥劑量。⑥為了能夠提升水穩(wěn)級配精準(zhǔn)度，應(yīng)從料斗上進(jìn)行鋼板焊接，以分隔不同級別的集料，以免碎石集料出現(xiàn)串倉現(xiàn)象。同時需要從進(jìn)料口位置建立一層方格網(wǎng)（具體規(guī)格是3cm×3cm），避免粒徑＞3cm的碎石進(jìn)入到拌和站中，從而影響拌和效果。⑦出料應(yīng)配置具有活門漏斗料倉，通過漏斗出料然后直接裝車運(yùn)輸，其中料倉容量和拌和站生產(chǎn)制作能力必須協(xié)調(diào)，同時通過裝載機(jī)實現(xiàn)裝料運(yùn)輸。

3.3 水穩(wěn)碎石攤鋪

①水穩(wěn)碎石混合料攤鋪施工主要選擇2臺攤鋪機(jī)，必須保證2臺攤鋪機(jī)類型、品牌以及參數(shù)等保持一致，攤鋪厚度也要保證相同，從而提高水穩(wěn)碎石混合料攤鋪的平整度。②攤鋪施工之前，需要將施工表面清理干凈，并實施灑水處理，同時橫向接縫需要進(jìn)行整齊切割，然后噴灑適量的水泥漿。③2臺攤鋪機(jī)之間的攤鋪施工拼接寬度控制為20～30cm，采用前后梯隊式施工方法，前后距離應(yīng)在5m以上。④攤鋪施工階段禁止掀開水穩(wěn)碎石表面覆蓋料，一直到攤鋪施工完成之后才可掀開，以最大程度上控制水分流失，從而保證混合料性能符合規(guī)范要求。⑤攤鋪機(jī)施工需要勻速、慢速、連續(xù)行駛，禁止隨意停車、掉頭以及急轉(zhuǎn)彎，將攤鋪機(jī)的行駛速度控制為1.0～3.0m/min。⑥綜合分析攤鋪施工寬度、厚度等影響要素合理地控制攤鋪機(jī)夯錘頻度，以保證水穩(wěn)碎石混合料攤鋪施工壓實度≥最大密度85%。⑦水穩(wěn)碎石混合料攤鋪施工階段，需要安排專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)檢測是否發(fā)生了離析問題，若是局部出現(xiàn)了離析，則必須及時地鏟除，然后填補(bǔ)一層新料。

3.4 碾壓

①攤鋪完成后，應(yīng)立即進(jìn)行碾壓工作，由于攤鋪?zhàn)鳂I(yè)段過長，混合料表面的水分及溫度都會發(fā)生較大的變化，影響壓實效果，攤鋪?zhàn)鳂I(yè)段過短，則施工路段的接縫位置會增多，因此，本次施工碾壓作業(yè)長度宜控制在30～50m以內(nèi)。②碾壓施工的機(jī)械配置及碾壓方式均通過試驗段的方式進(jìn)行確定，本工程水泥穩(wěn)定碎石基層碾壓采用的碾壓機(jī)械為鋼輪壓路機(jī)和膠輪壓路機(jī)，碾壓方式為由兩側(cè)向中間碾壓、由低處向高處碾壓，碾壓過程中要遵循先輕后重、低速碾壓的原則對基層進(jìn)行初壓、復(fù)壓和終壓，其中初壓要充分，采用靜壓的方式碾壓2～4遍，復(fù)壓要采用振壓的方式碾壓4～7遍，終壓要采用靜壓的方式碾壓2～3遍，碾壓工作完成后，要對碾壓路段進(jìn)行壓實度檢測，檢測合格進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，檢測不合格，則繼續(xù)進(jìn)行碾壓。③在碾壓過程中，后輪要重疊1/2輪寬，壓路機(jī)的碾壓速度要控制在1.2～1.5km/h，碾壓時，壓路機(jī)不得出現(xiàn)掉頭、倒車、加速的現(xiàn)象，全程保持勻速行駛，如遇緊急情況，應(yīng)緩慢停車，對機(jī)械碾壓不到的位置，要采用人工及小型機(jī)具碾壓的方式進(jìn)行碾壓，保證施工路段無漏壓問題。

3.5 養(yǎng)護(hù)處理

為了保證施工面的整體穩(wěn)定性，必須做好養(yǎng)護(hù)處理，需要遵循以下幾個方面原則：①每一段基層壓實程度經(jīng)過檢測符合工程施工標(biāo)準(zhǔn)之后，在表面鋪蓋一層土工布材料，同時進(jìn)行灑水養(yǎng)生。②在基礎(chǔ)面養(yǎng)護(hù)處理工作中，除了必要的灑水車輛可以在封閉段內(nèi)通行，其他車輛不能在其中行駛，并且灑水車輛在灑水過程中的行駛速度不能超過20km/h，要保證整個灑水工作緩慢均勻，不能出現(xiàn)急剎車或者緊急掉頭等問題，避免對基礎(chǔ)面的平整度造成不良影響。③在養(yǎng)護(hù)工作中需要增配專業(yè)工作人員，對整個工作現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)管，對養(yǎng)護(hù)過程中的重要信息進(jìn)行記錄，其中主要包含路面的養(yǎng)護(hù)工作時間、路面灑水工作頻率等。路面養(yǎng)護(hù)時間需要超過7d，每天實際灑水次數(shù)要根據(jù)外部的環(huán)境條件來調(diào)整，要保證基礎(chǔ)施工面始終處于一種相對濕潤的狀態(tài)，避免產(chǎn)生干縮裂縫情況[3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，作為路面結(jié)構(gòu)的主要承重層，路面基層質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度、使用壽命。據(jù)相關(guān)資料顯示，路面病害與基層關(guān)系密切。若基層強(qiáng)度不足，在行車荷載和自然因素的長期作用下，很可能出現(xiàn)大量殘余變形及剪切破壞，從而產(chǎn)生龜裂、縱橫向裂縫等。此外，在瀝青路面通行服務(wù)期間，水也會滲透到路面基層，從而產(chǎn)生水損壞等嚴(yán)重病害，最終破壞路基路面結(jié)構(gòu)。因此，必須合理控制路面基層施工質(zhì)量。水泥穩(wěn)定碎石是路面基層的常用材料，其具有良好的耐久性和整體穩(wěn)定性，且承載力和強(qiáng)度較高。將其用于路面基層施工，可大幅提升路面基層施工質(zhì)量。