市政道路水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)探討

韓明達(dá)

（太原市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030002）

0 引言

城鎮(zhèn)市政道路水泥穩(wěn)定碎石基層用水泥、碎石等材料建設(shè)成型，依托水泥的強(qiáng)度、密度優(yōu)勢，建設(shè)穩(wěn)定可靠的基層結(jié)構(gòu)。經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，水泥與土結(jié)合，借助壓實措施促進(jìn)結(jié)構(gòu)的成型，但水泥硬化效果與配比、施工與養(yǎng)護(hù)、化學(xué)反應(yīng)等多種因素有關(guān)，這些因素都有可能導(dǎo)致水泥土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生收縮裂縫，影響基層的完整性乃至承載性能。因此，施工單位需注重施工技術(shù)的優(yōu)化，提高水泥穩(wěn)定碎石基層的施工水平，保證基層的質(zhì)量。本文結(jié)合某城鎮(zhèn)市政道路項目，對水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)進(jìn)行闡述。

1 工程概況

某城鎮(zhèn)市政道路項目，施工路段長度2.5km，包含主干道0.4km 和次干道2.1km?；鶎邮┕げ捎盟喾€(wěn)定碎石材料，依托優(yōu)質(zhì)的原材料和科學(xué)的工藝建設(shè)壓實度、平整度均良好的基層結(jié)構(gòu)，具體包含水泥混凝土面層（25cm）+6%水泥穩(wěn)定碎石基層（20cm）+4%水泥穩(wěn)定碎石基層（20cm）+壓實石渣（40cm）。

2 水泥穩(wěn)定碎石基層施工前的準(zhǔn)備工作

2.1 原料選取和配合比設(shè)計

2.1.1 水泥

以P·II42.5硅酸鹽水泥為宜，也可選擇其他通用硅酸鹽水泥，具體類型根據(jù)工程要求和現(xiàn)場施工條件而定，水泥的各齡期強(qiáng)度、安定性均要達(dá)到規(guī)定的要求。為避免水泥由于外部因素的影響而變形，不宜采用快硬水泥和早強(qiáng)水泥，且任何受潮結(jié)塊的水泥均不可投入使用。

2.1.2 碎石

考慮37.5~19mm、19~9.5mm、9.5~4.75mm 和＜4.75mm 四種粒徑的級配碎石，針片狀含量不超過20%，壓碎值不超過30%，對于粒徑在6mm 以內(nèi)的顆粒，要求塑性指數(shù)＜9，液限＜28%。

2.1.3 配合比設(shè)計

（1）按表1的配合比計算確定各組分的占比。

表1 水泥碎石混合料不同粒徑顆粒的比重

（2）檢驗水泥用量的可行性，根據(jù)4%、4.5%、5%和5.5%的用量分別取用水泥，制備混合料，檢驗不同水泥含量對應(yīng)混合料的質(zhì)量。以含水量和最大干密度為重點檢驗對象，檢測方法采用重型擊實法。

（3）在混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)的前提下，適當(dāng)減少水泥的用量，削弱水泥的水化熱作用，控制溫度的上升，避免基層由于內(nèi)部溫度過高而開裂。水泥用量不超過5.5%，集料中粒徑＜7.5mm的部分占比不超過5%。

2.2 基層的準(zhǔn)備

按設(shè)計要求確定道路中樁，對地面進(jìn)行勘探，掌握基礎(chǔ)施工狀況。為保證邊緣部分的壓實有效性，于兩旁支立枕木[2]。測量放樣的時間安排在攤鋪的前一天，傳感器和攤鋪機(jī)寬度的距離為10m，用于導(dǎo)向控制的鋼絲至少達(dá)到800N 的拉力，以維持鋼絲的穩(wěn)定性。鋼絲的合理設(shè)置能為基層施工提供準(zhǔn)確的參照基準(zhǔn)。

3 水泥穩(wěn)定碎石基層施工前的試驗

試驗段應(yīng)具有代表性，長度為50~100m，根據(jù)試驗結(jié)果檢驗水泥穩(wěn)定碎石質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，針對不足之處加以調(diào)整，從而達(dá)到如下效果：確定材料的用量、機(jī)械設(shè)備的組合方式、松鋪系數(shù)、作業(yè)段的長度及其它關(guān)鍵參數(shù)；根據(jù)試驗段施工情況制定一套可行的水泥穩(wěn)定碎石基層施工方案，用于基層的大面積施工。

4 水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝及控制要點

水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝流程如圖1 所示。施工控制涉及水泥穩(wěn)定碎石混合料的生產(chǎn)、運輸、攤鋪、碾壓、橫縫處置和養(yǎng)生等要點，須嚴(yán)格把控質(zhì)量。

圖1 水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝流程

4.1 水泥穩(wěn)定碎石混合料的生產(chǎn)

拌和設(shè)備為WDB500 攪拌機(jī)，混合料生產(chǎn)能力為500t/h，出料速度350~400t/h。為避免超粒徑集料進(jìn)入料斗，根據(jù)粒徑控制要求在料斗口設(shè)置合適尺寸的鋼筋網(wǎng)蓋，用于阻隔超粒徑材料的進(jìn)入。

水泥穩(wěn)定碎石混合料的拌和場地寬闊，便于原材料的進(jìn)場和混合料的出廠，利用廠拌法拌和，各類碎石分類存放。正式拌和前，先調(diào)試拌和所需的各類設(shè)備，檢驗水泥、集料等各類原材料的質(zhì)量，確認(rèn)無誤后開始拌和。集料的顆粒組成有所改變時，根據(jù)集料的最新特性重新調(diào)試設(shè)備，優(yōu)化拌和方法。考慮到施工期間存在水分蒸發(fā)的情況，實際拌和用水量比最佳含水量略多0.5%~1.0%。相較于室內(nèi)試驗確定的水泥用量，拌和時略增加0.5%，并結(jié)合混合料的質(zhì)量對水泥的用量做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，確保拌和后的混合料滿足質(zhì)量要求?；旌狭想S拌隨用，加水拌和至完成壓實的時間不超過2h，否則將由于中途耽擱過久而導(dǎo)致混合料初凝。裝料時混合料有離析的可能，為避免此問題，要求堆料高度在4~6m以下，且分層有序堆放。

4.2 水泥穩(wěn)定碎石混合料的運輸

（1）提前規(guī)劃混合料運輸方案，要求運輸路線短、道路通達(dá)條件良好、運輸設(shè)備的性能穩(wěn)定可靠?；旌狭习韬屯瓿珊螅魺o質(zhì)量問題則以前、中、后的順序依次裝料，防止離析。裝料后及時運送至現(xiàn)場，車輛運輸全程盡可能勻速行駛，禁止急剎車。

（2）為減小混合料的水分散失量并避免混合料遭到污染，裝料后用油布遮蓋。

（3）運料車到達(dá)現(xiàn)場后，在距離攤鋪機(jī)0.3m的位置停穩(wěn)，掛空擋，不可與攤鋪機(jī)發(fā)生碰撞。按照要求在各區(qū)域卸料，及時用于攤鋪。

4.3 水泥穩(wěn)定碎石混合料的攤鋪

攤鋪設(shè)備采用ABC 系列攤鋪機(jī)，根據(jù)試驗路段的施工情況，按照1.25~1.35 的松鋪系數(shù)攤鋪，具體要點如下：

（1）攤鋪前，按10m 的間距依次布設(shè)斷面，各斷面設(shè)4 個控制點，分別測定底基層的標(biāo)高，若有不滿足要求之處，需適當(dāng)調(diào)整；檢驗攤鋪機(jī)的運行性能，保證各項動作可精準(zhǔn)實現(xiàn)；安排攤鋪機(jī)就位，檢查鋼絲繩的標(biāo)高；灑水潤濕底基層。

（2）在攤鋪寬度的基礎(chǔ)上減小50cm，作為攤鋪機(jī)螺旋布料器的寬度，采取此方法的目的在于避免由于過寬而引發(fā)混合料浪費問題，同時螺旋布料器的寬度不宜過小，否則布料范圍有限，兩側(cè)邊緣部位的質(zhì)量難以得到保證。兩臺窄幅攤鋪機(jī)聯(lián)合作業(yè)時，呈梯級形攤鋪的方式，施工速度相對穩(wěn)定，前后距離適宜。對兩次攤鋪的結(jié)合部位采取保濕措施，加強(qiáng)處理，確保結(jié)合部位結(jié)構(gòu)完整、受力穩(wěn)定可靠。

（3）由于機(jī)械設(shè)備故障、材料供應(yīng)不及時等原因而導(dǎo)致施工中斷時，設(shè)置施工縫，作為攤鋪階段的薄弱部位，施工縫的質(zhì)量控制具有必要性。恢復(fù)攤鋪前，用切割機(jī)處理基層端部2~3m，清理切割產(chǎn)生的粉塵，形成順直的切割斷面，于接縫部位灑水泥漿，借助漿液的固結(jié)作用促進(jìn)新舊兩部分混合料的穩(wěn)定粘結(jié)，形成完整的結(jié)構(gòu)。

4.4 水泥穩(wěn)定碎石混合料的碾壓

以試驗段的施工情況為準(zhǔn)，確定合適的基層碾壓方法。首先，用DD110雙鋼輪式壓路機(jī)按照1.5~1.7km/h 的速度做1 次靜壓處理；而后進(jìn)入復(fù)壓環(huán)節(jié)，設(shè)備選用振動219DH3 型，運行速度增加至1.8~2.2km/h，以高頻低幅的方式做2 次碾壓，繼而用同類型的25t 級壓路機(jī)以相同的速度碾壓2 次；終壓環(huán)節(jié)，先用219DH3 振動式壓路機(jī)碾壓，再用YL20T 壓路機(jī)碾壓1~2 次，此階段的碾壓速度穩(wěn)定在1.5~1.7km/h。碾壓必須全面，全過程中壓實設(shè)備勻速運行[3]。經(jīng)過碾壓后，要求基層表面平整、內(nèi)部密實、無輪跡。

4.5 接縫的處理

攤鋪遵循連續(xù)性原則，但若因故中斷攤鋪且時間超2h，需設(shè)置橫縫；由于路線規(guī)劃需經(jīng)過明涵時，于兩側(cè)設(shè)橫縫。橫縫沿著與車道中心線垂直的方向設(shè)置，碾壓到下承層，待攤鋪的水泥碎石混合料具備一定強(qiáng)度后，將經(jīng)過碾壓的末尾段開挖成斷面，于次日進(jìn)行攤鋪。恢復(fù)攤鋪時，取厚度與松鋪系數(shù)的乘積作為新鋪部分的厚度，進(jìn)而根據(jù)攤鋪厚度要求調(diào)整熨平板的高度。如攤鋪中斷超過2h，而又未按上述方法處理橫向接縫，則將攤鋪機(jī)附近及其下面未壓實的混合料鏟除，并將已碾壓密實且高程和平整度符合要求的末端挖成與路中心線垂直的斷面，然后再攤鋪新的混合料。

4.6 養(yǎng)生

水泥穩(wěn)定碎石基層碾壓后進(jìn)行養(yǎng)生，全面保證基層的施工質(zhì)量。取沾水的土工布，覆蓋至待養(yǎng)生的基層上，養(yǎng)生過程中根據(jù)天氣適時灑水，確保水泥穩(wěn)定碎石基層7d 呈濕潤的狀態(tài)。28d 內(nèi)正常養(yǎng)護(hù)，不得用濕黏土、塑料薄膜或塑料編織物覆蓋，上一層路面結(jié)構(gòu)施工時方可移走覆蓋物，養(yǎng)生結(jié)束后，必須將覆蓋物清除干凈。養(yǎng)生期間加強(qiáng)現(xiàn)場交通管制，減小外部因素對基層成型的干擾，7d后鉆孔取芯，根據(jù)芯樣的檢驗結(jié)果判斷基層施工效果。

5 水泥穩(wěn)定碎石基層施工控制及質(zhì)量驗收

5.1 壓實度的控制

壓實度是反映基層質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，相應(yīng)的控制措施有：控制水泥的用量，在滿足混合料強(qiáng)度要求的同時減少水泥用量，避免劇烈的水化熱作用；加強(qiáng)對水泥土含水量的檢測與控制，含水量超標(biāo)時對水泥土進(jìn)行風(fēng)干處理，降低至許可范圍內(nèi)方可安排壓實；施工人員根據(jù)天氣預(yù)報信息評估氣候條件對水泥穩(wěn)定碎石基層施工造成的影響，避免在惡劣天氣施工；基層填土厚度不超過30cm，過厚易影響壓實的有效性，即便表層填土密實，但深層的填土仍相對松散；分層填土?xí)r，各層的厚度相對均勻。

5.2 基層平整度的控制

城鎮(zhèn)市政道路除了具備較強(qiáng)的承載性能外，平整度也需得到有效控制。施工階段，施工單位根據(jù)實際狀況預(yù)測可能出現(xiàn)的病害，在源頭上采取預(yù)防措施，針對已經(jīng)存在的平整度不足的問題，需加強(qiáng)處治。由于碎石硬度較高的特殊性，壓實難度偏大，易出現(xiàn)局部平整度不足的問題，車輛行駛至該路段時顛簸感增強(qiáng)，甚至有傾覆的可能。針對水泥穩(wěn)定碎石基層的平整度控制難點，需從水泥材質(zhì)特性的角度著手，在混合料拌和階段摻入適量的緩凝減水劑，借助外加劑延長水泥的凝固時間，為現(xiàn)場基層的施工爭取更充足的時間，以便做精細(xì)化的處理，確保經(jīng)過處理后的基層滿足工程對其提出的平整度要求。施工人員不僅要規(guī)范施工，保證建設(shè)成型的基層具有良好的平整性，還要加強(qiáng)質(zhì)量檢驗，發(fā)現(xiàn)局部平整度欠佳時及時指出，分析原因，妥善處理，不將問題遺留至后期。

5.3 質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)

壓實度：最佳密實度的98%；平整度：3m 直尺檢查不超過10mm，每40m一個斷面；終斷高程(mm):+5,-10；每20m 一個斷面；寬度:不小于設(shè)計值，每20m 一個斷面；厚度:0,-10；橫坡（%）:±0.3；強(qiáng)度（MPA）:3.0~4.0；水泥穩(wěn)定碎石基層表面平整密實、無坑洼，施工接茬平整、穩(wěn)定。

6 結(jié)束語

綜上所述，水泥穩(wěn)定碎石基層的施工涉及到原材料的選取、混合料的拌和、運輸、現(xiàn)場攤鋪、碾壓、養(yǎng)生多個階段，各施工階段含復(fù)雜的作業(yè)細(xì)節(jié)，施工單位需從現(xiàn)場環(huán)境出發(fā)，優(yōu)化施工技術(shù)，做好施工前的試驗，按照試驗確定的施工方案有序?qū)⒏黜椆ぷ髀鋵嵉轿弧Ｊ┕み^程中采取質(zhì)量控制措施，不遺漏任何一處質(zhì)量細(xì)節(jié)。唯有如此，才可保證水泥穩(wěn)定碎石基層的施工質(zhì)量，為公路建設(shè)后續(xù)工序的順利施工打下堅實的基礎(chǔ)。