公路工程水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)的應(yīng)用研究

公路工程水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)的應(yīng)用研究胡宇龍

（山西協(xié)力公路工程監(jiān)理有限公司，山西晉中030600）

0引言

水泥穩(wěn)定碎石混合料屬于半剛性材料，整體結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，所以常作為公路基層材料使用。水泥穩(wěn)定碎石混合料的抗凍性能、抗?jié)B水性能與耐用性能尤為突出，水泥實際用量控制在混合料的3%～6%，7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度明顯高于其他材料。骨料主要采用級配碎石，具備良好的強(qiáng)度，同時對骨料空隙之間填充膠凝材料，可以進(jìn)一步提升材料的整體性，能夠顯著增強(qiáng)道路的抗壓性能[1-2]。此外，水泥穩(wěn)定碎石基層施工完成之后，可以快速達(dá)到凝結(jié)狀態(tài)，初期階段就具備明顯的強(qiáng)度優(yōu)勢，而且隨著時間的推移，其強(qiáng)度還會得到提升。

雖然水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，但施工過程要求極為嚴(yán)格，要求在混合料凝結(jié)之前必須完成所有施工任務(wù)；另外，在高強(qiáng)度壓力作用下，表面材料容易產(chǎn)生磨損或是破裂問題。針對這些問題，有必要繼續(xù)進(jìn)行公路工程水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)的應(yīng)用研究，以提升該項技術(shù)在公路工程建設(shè)中的應(yīng)用效果。

1工程概況

某公路全長為24.042.km，起訖樁號為K0+000～K24+24.042，設(shè)計為雙向四車道，采用瀝青混凝土路面，基層結(jié)構(gòu)選擇的是水泥穩(wěn)定碎石（其厚度是40cm）。為了能夠提升水泥穩(wěn)定碎石基層的整體施工質(zhì)量，必須嚴(yán)格按照技術(shù)流程及施工要點(diǎn)進(jìn)行施工。

2施工流程與技術(shù)要點(diǎn)

2.1前期準(zhǔn)備工作

2.1.1材料準(zhǔn)備

此項目中水泥穩(wěn)定碎石混合料主要使用的材料包含水泥、碎石以及水，詳細(xì)要求如下：

（1）水泥。選擇的是普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，但是必須保證水泥終凝時間達(dá)到6h以上，考慮到標(biāo)號相對較高的水泥具備較強(qiáng)的干縮性能，往往會造成路面結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)斷裂問題，因此水泥標(biāo)號通?！?2.5MPa。與此同時，水泥的質(zhì)量要達(dá)到國標(biāo)要求，若是水泥存在受潮等現(xiàn)象則禁止使用。

（2）碎石。嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)規(guī)范選擇級配碎石，此項目確定的級配碎石粒徑分別是5～10mm、10～20mm、16～31.5mm，同時碎石壓碎值必須≤30%，磨耗值≤35%。

（3）水。選擇的是飲用水，首先結(jié)合項目實際情況合理確定水源地，然后由施工單位安排專業(yè)技術(shù)人員檢測水質(zhì)，重點(diǎn)檢測水中是否含有不良物質(zhì)，以免影響混合料性能[3]。此外，從水源處取水制作水泥砂漿，然后對其抗壓強(qiáng)度進(jìn)行有效檢測，同時與蒸餾水制作的水泥砂漿進(jìn)行強(qiáng)度對比，當(dāng)前者強(qiáng)度超過后者的90%，則表明合格。

2.1.2機(jī)械準(zhǔn)備

機(jī)械設(shè)備的類型和性能直接關(guān)系到水泥穩(wěn)定碎石基層的整體施工質(zhì)量。此項目中需要配置的機(jī)械設(shè)備包含攤鋪機(jī)、壓路機(jī)、運(yùn)料車與拌和設(shè)備等。正式使用之前，需要組織專業(yè)人員對設(shè)備的技術(shù)性能與參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)核查，確保機(jī)械設(shè)備能夠處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。

2.1.3技術(shù)準(zhǔn)備

應(yīng)提前對底基層實施清理工作，將底基層表面上的積水、雜物等清理干凈，以免產(chǎn)生翻漿等問題，底基層的表面平整度與壓實度應(yīng)符合質(zhì)量要求。底基層清理作業(yè)結(jié)束之后，需要結(jié)合實際情況合理布設(shè)路中線、邊線與標(biāo)高等。若是路線發(fā)生了新的變化，必須及時進(jìn)行調(diào)整以保證實際指標(biāo)與設(shè)計要求達(dá)到一致。對于基層的寬度，通常應(yīng)略大于施工設(shè)計寬度，而且必須保證有效寬度內(nèi)的壓實度合格。

2.2混合料拌和

待各項準(zhǔn)備工作完成之后，緊接著就要實施水泥穩(wěn)定碎石混合料的拌和。此項目選擇的拌和方式為拌和機(jī)（其型號為WBZ300），保證混合料拌和質(zhì)量達(dá)標(biāo)之后，需要自卸運(yùn)料車將拌合好的混合料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。而在水泥穩(wěn)定碎石混合料拌和之前，應(yīng)安排專業(yè)人員重點(diǎn)檢測各項材料的含水量，換算施工配合比，要求實際含水量略高于最佳含水量，同時嚴(yán)格按照施工配合比要求完成各項材料的精準(zhǔn)稱重，最后將原材料加入拌和機(jī)內(nèi)，保證混合料的拌和時間達(dá)到60s，此階段拌和機(jī)的攪拌應(yīng)確保勻速，以免混合料出現(xiàn)離析等質(zhì)量問題。

進(jìn)行混合料拌和時，禁止一切無關(guān)人員隨意對拌和機(jī)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，也不能隨意增加或是減少各項材料用量[4]。水泥穩(wěn)定碎石混合料拌和結(jié)束之后，應(yīng)隨機(jī)選取成品開展性能檢測，只有檢測合格的混合料才能夠通過拌和機(jī)內(nèi)部漏斗料倉傳送至運(yùn)料車。但是必須注意混合料的裝車需要分成3次進(jìn)行，能夠防止混合料出現(xiàn)離析等質(zhì)量問題。運(yùn)料車裝料完成后應(yīng)及時運(yùn)輸?shù)巾椖孔鳂I(yè)現(xiàn)場，然后按照規(guī)定要求進(jìn)行混合料攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。

2.3混合料攤鋪

通過綜合分析公路工程項目實際施工情況，確定水泥穩(wěn)定碎石混合料攤鋪施工選擇2臺攤鋪機(jī)，呈梯隊式進(jìn)行攤鋪施工，必須保證能夠一次攤鋪成型。為了提升攤鋪施工質(zhì)量，需要提前在基層兩側(cè)位置立模，從而實現(xiàn)攤鋪寬度的合理控制，并根據(jù)設(shè)計標(biāo)高要求設(shè)置墊木。攤鋪機(jī)作業(yè)之前，應(yīng)安排工作人員認(rèn)真、全面檢查設(shè)備的性能參數(shù)，使攤鋪機(jī)等設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。

進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石混合料攤鋪時，要求攤鋪機(jī)按照放樣中線前行，通?？梢圆荚O(shè)鋼絲繩控制前行方向，鋼絲繩的長度大約為150m，直徑2mm，待鋼絲繩設(shè)置結(jié)束之后，必須保證鋼絲繩達(dá)到緊固狀態(tài)[5]。除此之外，攤鋪施工完成后的各段基層，應(yīng)由專業(yè)人員負(fù)責(zé)進(jìn)行質(zhì)量檢測，確定具體的攤鋪厚度和橫坡，待檢測結(jié)果符合相關(guān)要求之后，才能夠開始后續(xù)路段的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。2臺攤鋪機(jī)同步施工時，攤鋪機(jī)的行駛速度應(yīng)保持一致，2臺攤鋪機(jī)的間隔距離不低于10m。

2.4混合料碾壓

水泥穩(wěn)定碎石基層攤鋪?zhàn)鳂I(yè)結(jié)束之后，按照要求進(jìn)行碾壓作業(yè)。如果攤鋪碾壓施工路段的長度相對較長，導(dǎo)致攤鋪的混合料表面溫度、水分出現(xiàn)大幅度變化，會嚴(yán)重影響壓實質(zhì)量；如果攤鋪碾壓施工路段的長度相對較短，則會導(dǎo)致路段接縫數(shù)量增多?；诖?，通過綜合分析之后確定攤鋪碾壓路段長度為30～50m。

選取試驗段進(jìn)行試鋪試壓，然后確定碾壓設(shè)備類型與碾壓施工方式，此項目使用的碾壓設(shè)備為鋼輪、膠輪壓路機(jī)，碾壓作業(yè)順序是從兩側(cè)至中間、從低處至高處，而且在具體碾壓施工階段必須嚴(yán)格落實先輕后重、低速碾壓的基本原則。此項目中水泥穩(wěn)定碎石混合料碾壓分為三個階段，具體為：（1）初壓，選擇靜壓方式，具體遍數(shù)為2～4遍；（2）復(fù)壓，選擇振壓方式，具體遍數(shù)為4～7遍；（3）終壓，選擇靜壓方式，具體遍數(shù)為2～3遍。碾壓施工任務(wù)結(jié)束之后，需要安排專業(yè)人員檢測混合料壓實度，保證達(dá)標(biāo)之后就要開始養(yǎng)護(hù)處理，若是檢測不達(dá)標(biāo)，則需要重新進(jìn)行碾壓[5]。

除此之外，碾壓過程中壓路機(jī)的后輪應(yīng)保證重疊1/2輪寬，而且壓路機(jī)的行駛速度調(diào)整為1.2～1.5km/h。碾壓施工過程中要求所有壓路機(jī)不可以隨意停車、加減速以及調(diào)頭等，盡可能保持勻速行駛的狀態(tài)，若是出現(xiàn)了特殊狀況，則可以緩慢停車，針對壓路機(jī)無法作業(yè)的部位，可以組織施工人員手持小型設(shè)備實施碾壓，確保無漏壓、過壓現(xiàn)象。

2.5接縫處理

考慮到攤鋪與碾壓作業(yè)周期比較長，此過程可能會出現(xiàn)天氣變化或其他因素影響，可能會需要預(yù)留施工縫，進(jìn)行接縫處理。施工階段應(yīng)盡可能保證連續(xù)性施工，攤鋪施工應(yīng)一次成型，并控制橫向接縫數(shù)量。若是出現(xiàn)了緊急狀況，且停工時間大于2h，則需要合理設(shè)置橫向接縫。當(dāng)天施工任務(wù)結(jié)束之后，第二天進(jìn)行施工時，也需要進(jìn)行橫向接縫設(shè)置。橫向接縫設(shè)置過程中，必須使基層末端部位的混合料進(jìn)行整齊切割處理，然后在混合料處安裝方木，要求其厚度和基層保持相同，而方木的另外一側(cè)以砂石為材料做好回填處理，保證回填高度高于方木2～3cm[6]。當(dāng)繼續(xù)進(jìn)行施工時，需要把接縫處方木與砂石處理干凈，同時在連接部位進(jìn)行灑水潤濕，最后鋪設(shè)一層水泥。除此之外，接縫部位碾壓施工過程中，應(yīng)高度重視橫向與縱向碾壓，增強(qiáng)基層結(jié)構(gòu)的整體性。

2.6養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)階段可在水泥穩(wěn)定碎石基層表面覆蓋一層塑料薄膜或是濕沙，以保證基層處于濕潤狀態(tài)。通常養(yǎng)護(hù)時間需要達(dá)到7d以上，而且要結(jié)合實際情況做好灑水養(yǎng)護(hù)措施，此項目工作必需由專業(yè)養(yǎng)護(hù)工作人員負(fù)責(zé)。養(yǎng)護(hù)作業(yè)階段應(yīng)加強(qiáng)交通管制，僅允許灑水車通行，灑水車行駛速度不能超過11km/h，其余車輛以及無關(guān)人員禁止入內(nèi)。若是在養(yǎng)護(hù)施工階段發(fā)生了特殊情況，必須立即上報處理。當(dāng)養(yǎng)護(hù)任務(wù)完成之后，由項目監(jiān)理工程師負(fù)責(zé)檢查與驗收，合格之后就可以解除交通管制，恢復(fù)車輛通行。

2.7質(zhì)量檢測

（1）壓實度檢測。針對水穩(wěn)碎石基層的壓實度檢測，根據(jù)相關(guān)檢測要求，該項目選擇大灌砂筒（其直徑200mm）實施挖孔灌砂試驗，得出的試驗結(jié)果為99.6%。而規(guī)定的水穩(wěn)碎石基層壓實度不低于98%，由此表明，該項目水泥穩(wěn)定碎石基層壓實度達(dá)標(biāo)。

（2）強(qiáng)度檢測。采用現(xiàn)場鉆芯取樣的方式，完成水穩(wěn)碎石基層結(jié)構(gòu)抗壓強(qiáng)度與劈裂強(qiáng)度試驗檢測，同時采用施工以后7d與28d的鉆心樣品實施抗壓強(qiáng)度與間接抗拉強(qiáng)度試驗檢測[7]。嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定的尺寸進(jìn)行試件分割處理，并認(rèn)真做好試驗，具體結(jié)果為：施工后7d的樣品抗壓強(qiáng)度數(shù)值為2.93MPa；施工后28d的樣品抗壓強(qiáng)度數(shù)值為5.07MPa；施工后28d的樣品劈裂抗拉強(qiáng)度數(shù)值為0.55MPa，均滿足相關(guān)要求。

3施工質(zhì)量管控措施

3.1建立技術(shù)應(yīng)用管理制度

結(jié)合公路實際情況及施工要求，提前制定水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)應(yīng)用管理制度，為現(xiàn)場施工與管理提供指導(dǎo)。建立技術(shù)應(yīng)用管理制度的過程中，必須落實施工質(zhì)量控制相關(guān)責(zé)任人，全面貫徹施工精細(xì)化管理，有效保證水泥穩(wěn)定碎石基層的整體施工質(zhì)量。同時，施工中持續(xù)完善管理制度，規(guī)范施工操作，依托于制度促使施工人員嚴(yán)格根據(jù)技術(shù)流程及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)。

3.2采用信息化管控手段

考慮水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制指標(biāo)較多，比如攤鋪寬度、壓實度等，往往需要投入較多的人力和物力。通過信息化技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以保證質(zhì)量指標(biāo)的有效控制，也能夠顯著緩解人力和物力緊張等問題。比如構(gòu)建碾壓施工質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)、安裝傳感器等，實現(xiàn)施工參數(shù)指標(biāo)的動態(tài)化采集，從而能夠為質(zhì)量控制提供精準(zhǔn)、有效的信息，幫助質(zhì)量管理人員及時調(diào)整工作方案，切實保證水泥穩(wěn)定碎石基層的整體施工質(zhì)量。

3.3加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)管

施工質(zhì)量監(jiān)管應(yīng)結(jié)合工作要求和具體任務(wù)，對質(zhì)量控制目標(biāo)進(jìn)行合理細(xì)化，然后安排專人進(jìn)行全過程的現(xiàn)場監(jiān)管，動態(tài)把控水泥穩(wěn)定碎石基層各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)施工中產(chǎn)生的問題，并制定合理、有效的解決措施，從而保證水穩(wěn)碎石基層的施工質(zhì)量。除此之外，認(rèn)真落實全方位、全過程、全員參與的監(jiān)管理念