水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制

何星華

江門市政企業(yè)集團有限公司 廣東江門 529000

摘要：實踐證明，無論是對于瀝青路面還是水泥混凝土路面，影響其使用性能和使用壽命的最關(guān)鍵因素是基層的材料和質(zhì)量。新建高速公路和其他公路產(chǎn)生的一些早期破壞常與基層質(zhì)量不好有關(guān)。為建成質(zhì)量符合要求的公路路面基層，避免因基層質(zhì)量不好而產(chǎn)生的面層過早破壞現(xiàn)象，加強對水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制研究十分必要。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石；基層施工；質(zhì)量控制

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，高等級公路建設(shè)越來越多，交通荷載日益增大，重載車輛經(jīng)常嚴重超載，這對路面面層的承重層施工質(zhì)量及施工材料提出了更高的要求。

1 原材料的控制

粗集料、細集料、水泥等原材料是水泥穩(wěn)定碎石基層的質(zhì)量根本。為確保選購材料的質(zhì)量合格，應(yīng)加強過程控制，把好材料進場關(guān)。在開工前，應(yīng)充分做好集料料源及水泥供應(yīng)商的考察、招標及選購工作，并在進場時嚴格檢驗。

1.1 水泥

用于水泥穩(wěn)定碎石基層施工的水泥應(yīng)選用初凝時間3h以上、終凝時間不小于6h的水泥。不應(yīng)使用快硬水泥、早強水泥以及已受潮變質(zhì)的水泥。宜采用標號325或425的水泥。水泥進場時，卸料裝罐前應(yīng)見證取樣，并將代表性樣品送具備公路工程檢測資質(zhì)的試驗檢測中心檢測，要求各項指標符合規(guī)范和施工要求后，方可使用。

1.2 集料

集料質(zhì)量差是目前公路建設(shè)中比較嚴重的問題，突出的表現(xiàn)是：材料臟、粉塵多、針片狀顆粒含量高、級配不規(guī)格等。

集料顆粒的最大粒徑必須有限制。粒徑愈大，拌和機、攤鋪機等施工機械愈容易損壞，混合料愈容易產(chǎn)生粗細集料離析現(xiàn)象，鋪筑層的平整度也愈難達到高的要求。在實際工作中，應(yīng)創(chuàng)造條件采用最大粒徑較小的集料。對于高速公路和一級公路，由于投資大，對其使用性能的要求高，必須按設(shè)計要求采用最大粒徑較小的集料，以適宜于用機械施工。

碎石用于高速公路和一級公路的基層時，應(yīng)事先篩分成4個大小不同的粒級，分別為1#料（31.5～19mm）、2#料（19～9.5mm）、3#料（9.5～4.75mm）和4#料（4.75～0mm），然后再與水泥一起用集中廠拌機械拌和。只有這樣才能保證碎石具有應(yīng)有的級配，并保證水泥粒料的強度不產(chǎn)生大的變化。

粒料中含有塑性指數(shù)的土時，其收縮性大，反之，則收縮性小。為減少基層材料的收縮性和減輕基層裂縫，集料中不宜含有塑性指數(shù)的土。

1.3 拌和場設(shè)置要求

場地布置合理，有完整有效的排水系統(tǒng)；場內(nèi)道路硬化、暢通，利于車輛調(diào)頭行駛；不同規(guī)格的集料堆放時用隔墻隔離，隔墻高度能有效防止不同規(guī)格集料混堆；集料不得露天堆放，需搭設(shè)棚架防雨；按試驗規(guī)程要求配備相應(yīng)的試驗檢測設(shè)備。

2 配合比設(shè)計

在水泥穩(wěn)定碎石基層施工前，取所定料場中有代表性的集料送工地試驗室做如下原材試驗：1）顆粒分析；2）液限和塑性指數(shù)；3）相對密度；4）擊實試驗；5）碎石的壓實值。若碎石的級配不良，達不到規(guī)范要求，則應(yīng)改善其級配。應(yīng)檢驗所選用水泥的標號、初凝時間和終凝時間。

水穩(wěn)碎石配比試驗應(yīng)確定指導現(xiàn)場施工的各種材料摻配比例，確定所定水泥劑量混合料最佳含水量及最大干密度。工地采用集中廠拌法施工時，實際采用的水泥劑量應(yīng)比室內(nèi)試驗確定的劑量多0.5%；含水量則視天氣炎熱情況、運至現(xiàn)場的混合料干濕情況，及時對含水率作適當調(diào)整。

從加水拌和到碾壓終了的延遲時間對水泥穩(wěn)定碎石的強度和所能達到的干密度有明顯的影響。延遲時間愈長，混合料的強度和干密度的損失愈大。因此，在施工前必須做延遲時間對混合料強度影響的試驗，并通過試驗確定應(yīng)該控制的延遲時間。工地采用集中廠拌法施工時，延遲時間不應(yīng)超過2h。

水泥級配碎石的水泥劑量在5%～6%時，其收縮系數(shù)最小，超過6%后，混合料的收縮系數(shù)增大。為減少混合料的收縮性，應(yīng)控制水泥劑量不超過6%。改善集料的級配，在不提高水泥劑量的情況下，可以明顯增加混合料的強度和耐久性。

養(yǎng)生溫度對水泥穩(wěn)定碎石的強度有明顯的影響。原本不合格的材料，可能因為養(yǎng)生溫度過高而變得合格；原本合格的材料，也可能因為養(yǎng)生溫度過低而被認為不合格。因此，室內(nèi)無側(cè)限強度試件必須在規(guī)定的溫度下進行養(yǎng)生。在熱天可用空調(diào)機調(diào)節(jié)封閉養(yǎng)生室的溫度；在冷天可用電爐加溫度控制器調(diào)節(jié)溫度。

3 試驗段

為保證工程質(zhì)量及指導后續(xù)施工，應(yīng)根據(jù)水穩(wěn)碎石試驗室配合比，試拌混合料，鋪筑一定長度的試驗段。通過鋪筑試驗路段，驗證試驗室配合比的合理性，檢驗施工組織方案，優(yōu)化施工工藝和施工組織管理（含質(zhì)量控制）方式，并在施工過程中搜集各項技術(shù)參數(shù)，作為后續(xù)施工的指導依據(jù)。

技術(shù)參數(shù)包括以下方面：

1）驗證水穩(wěn)碎石試驗室配合比，并根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果及施工效果確定指導后續(xù)施工的施工配合比；

2）檢驗攤鋪機械及運輸機械與水穩(wěn)拌合機生產(chǎn)能力匹配情況；

3）檢驗現(xiàn)場配置的壓實機械與攤鋪機械匹配情況；確定壓實機具的種類、組合方式，確定碾壓方式、順序、速度及遍數(shù)；

4）拌合、運輸、攤鋪、碾壓等工序連續(xù)施工的合理銜接與配合方式；

5）確定混合料松鋪系數(shù)。

試驗段的選址應(yīng)具有代表性，應(yīng)是后續(xù)大面積施工的樣板及縮小版，否則試驗段就失去了意義。通過試驗段取得的技術(shù)參數(shù)，應(yīng)能指導后續(xù)大面積開工所需。若后續(xù)施工段路幅較寬，施工時擬安排兩臺攤鋪機前后錯開20m全寬同時推進，則試驗段施工理應(yīng)安排兩臺攤鋪機，輔之以相應(yīng)數(shù)量的鋼輪壓路機、膠輪壓路機及混合料運輸車。拌和站、攤鋪機、壓路機及運輸車彼此制約，相互影響，安排機械時應(yīng)綜合考慮，兼顧質(zhì)量、進度、成本的平衡。若水穩(wěn)拌和站生產(chǎn)能力與兩臺攤鋪機實際施工能力間存在較大缺口，則不應(yīng)安排兩臺攤鋪機，安排一臺足矣。若拌和站生產(chǎn)能力與兩臺攤鋪機施工能力大致匹配，但運輸車輛數(shù)量遠遠跟不上，導致攤鋪機常常需要停機待料，則應(yīng)削減一臺攤鋪機。實踐證明，在拌和站生產(chǎn)能力與兩臺攤鋪機施工能力匹配的前提下，運距在10km以內(nèi)，兩臺攤鋪機共配備20輛大噸位自卸車，兩臺20噸重振動鋼輪壓路機，一臺25噸重膠輪壓路機，就能在進度、質(zhì)量、成本中取得較好的平衡。同時，膠輪壓路機的最后碾壓收面，能使水穩(wěn)碎石基層表觀質(zhì)量取得令人滿意的效果。

此外，試驗段中的水泥劑量、無側(cè)限抗壓強度值等試驗數(shù)據(jù)應(yīng)具有代表性。在有些工程項目里，比如試驗段中的下基層，設(shè)計要求無側(cè)限抗壓強度值為3.5MPa，水泥劑量為3.5%，可實際檢測時無側(cè)限抗壓強度值竟有6Mpa～7MPa，水泥劑量高達5.5%～6.0%。這么高的強度值及水泥劑量，不能不讓人對試驗段的代表性存疑。因為，高強度值及高水泥劑量，就意味著高成本。這種情況是不可能大范圍推廣到其他施工路段的。另外，抗壓強度并不是越高越好，過高的強度，其反射裂縫在不鋪設(shè)土工格柵的情況下，容易導致瀝青砼面層開裂。

關(guān)于原材料穩(wěn)定性問題，也是一個值得探討的問題。我們知道，基層壓實度的控制是以配比試驗所選定的水泥劑量的最大干密度為參照依據(jù)的。若施工時原材料出現(xiàn)大幅波動或者說配比試驗所取原材料與施工時所用原材料不一致，則配比試驗確定的室內(nèi)最大干密度就失去了存在的意義。因為兩者之間沒有共同基礎(chǔ)，不具備可比性。這種情況其實也很容易發(fā)覺，當你檢測基層壓實度時發(fā)覺試驗結(jié)果在不利的情況下，比如適度提高含水量數(shù)值，使之比最佳含水量偏大1個或2個百分點，實測干密度依然大于最大干密度，則毫無疑問原材料出現(xiàn)了較大幅度波動。

4 施工過程中的質(zhì)量控制

4.1 水穩(wěn)碎石混合料的拌制

拌制水穩(wěn)碎石混合料，拌和樓必須配有準確計量的加水裝置和水泥添加裝置，并需配備與生產(chǎn)能力相匹配的水泥罐。在施工前，施工方須委托質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所對拌和站各皮帶秤、加水裝置和水泥裝置進行標定，標定合格后對拌和站進行調(diào)試。

混合料拌制前，應(yīng)檢測場內(nèi)各種集料的含水量，計算施工配合比，并提供給拌和站操作員，作為當天生產(chǎn)的依據(jù)，此項工作在每天拌料前必須做，并要使數(shù)據(jù)盡可能符合實際。每天開始拌料后，在混合料出口處輸送帶上取混合料作級配篩分、含水量及灰劑量的測定，檢查其是否符合設(shè)計配合比。

由于水穩(wěn)碎石混合料對含水量敏感性很大，若未能準確掌握集料尤其是細集料含水量，往往導致混合料實際含水量與最佳含水量相差很大，從而導致混合料在攤鋪現(xiàn)場碾壓時產(chǎn)生“泛白”、“松散”或“彈簧”現(xiàn)象。

實踐證明，拌和時使用的4#料（0～4.75mm）必須含水量均勻、無團塊現(xiàn)象，否則同一車的混合料到現(xiàn)場碾壓時極易造成在有些部位含水量過大，產(chǎn)生“彈簧”，有些部位含水量過小，又產(chǎn)生松散、泛白，使得壓實度及表觀質(zhì)量難以控制。因此，拌和站應(yīng)視4#料質(zhì)量情況，一方面用挖掘機翻拌，另一方面對翻拌后的4#料采取防雨措施，防止料堆淋雨后重新結(jié)塊。對翻拌過程中出現(xiàn)的4#料團塊，安排人工撿除。

拌和時在拌缸進口將水泥直接噴到集料上，從而保證水泥劑量的均勻性。拌和樓應(yīng)安裝獨立的加水裝置，配備流量表和轉(zhuǎn)速表，以嚴格控制混合料的含水量。

4.2 水泥劑量的控制和檢測

在試拌過程中根據(jù)控制室內(nèi)添加水泥裝置的不同轉(zhuǎn)速，在皮帶上取混合料到試驗室用EDTA滴定法測出混合料中實際的水泥劑量，然后畫出轉(zhuǎn)速水泥劑量曲線，找出設(shè)計水泥劑量所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，在以后施工中，以此轉(zhuǎn)速為基準，作微調(diào)?；旌狭显诎韬瓦^程中水泥劑量的測定采用EDTA滴定法。拌和站應(yīng)按試驗規(guī)程要求配備相應(yīng)的試驗檢測設(shè)備。

4.3 混合料裝車、運輸

拌和站出料采用配備帶活門漏斗的料倉，由漏斗出料直接裝車運輸，料車按中、前、后順序分3次成品字型裝料，避免混合料離析?；旌狭涎b車后，應(yīng)采用氈布覆蓋，一則防止混合料在運輸途中飄灑遺落，二則防止混合料表面受風吹日曬失水過干。

運料車數(shù)量必須保證，否則攤鋪機將不時停機待料，同時攤鋪長度過短也不利于壓路機碾壓操作。若因供料不及時需停機待料，則已攤鋪段應(yīng)及時碾壓以保證現(xiàn)場壓實度滿足設(shè)計要求。

4.4 混合料攤鋪

下承層在基層施工前必須經(jīng)檢驗合格。若下承層存在局部質(zhì)量薄弱帶，實測彎沉值與設(shè)計要求差值較大，則該薄弱帶的基層彎沉也很難達到設(shè)計要求。下承層的質(zhì)量缺陷必然會反應(yīng)到基層結(jié)構(gòu)中，故在基層結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)加強對下承層的質(zhì)量檢測，對不合格點應(yīng)及時返工。

基層施工前應(yīng)將下承層的浮土、積水、碎石等清除，并對作業(yè)面表面適當灑水濕潤，以保證層間的良好接合和底部的混合料不因失水而松散，保證基層的整體強度

基層每側(cè)攤鋪寬度比設(shè)計寬15cm，以保證設(shè)計寬范圍穩(wěn)定層碾壓密實，攤鋪厚度均勻一致。攤鋪時，嚴禁拋撒，攤鋪成型后，設(shè)一個三人小組跟在壓路機后面，及時消除粗集料帶或蜂窩，并及時補充細混合料，攤鋪平整。攤鋪時應(yīng)掌握“寧高勿低，寧鏟勿補”的原則，嚴禁用齒耙拉平或拋撒。

混合料的運輸，運輸車輛數(shù)量要滿足拌和出料與攤鋪需要并略有富余。混合料運輸采用帆布覆蓋，防止表層混合料水分損失，從而保證混合料含水量的均勻性。

攤鋪時，攤鋪機兩側(cè)操作員應(yīng)經(jīng)常性地用鋁合金板檢驗混合料松鋪面與鋼絲繩的高度是否吻合。偏厚或偏薄均應(yīng)及時調(diào)整，以免攤鋪面出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象。遇有障礙物阻礙無法用攤鋪機施工時，可用挖掘機配合人工作業(yè)。

水穩(wěn)碎石混合料中由于碎石多，占整個混合料的50%左右，不可避免地會發(fā)生離析。表面離析，出現(xiàn)粗集料帶或集料窩，可安排工人將粗集料挖除，補以級配符合要求的混合料；另外，若發(fā)現(xiàn)螺旋布料器中的混合料離析，可利用螺旋布料器快速左右翻拌，以使混合料粗細料均勻；同時，要求攤鋪機操作人員在料車換車時，減少收斗，以減少離析現(xiàn)象。

4.5 碾壓

碾壓設(shè)備的配備應(yīng)立足于實際。實際證明，水泥穩(wěn)定碎石混合料碾壓采用2臺20噸重振動鋼輪壓路機+1臺25噸重膠輪壓路機組合能取得很好的碾壓效果。

攤鋪后的混合料必須在1.5h內(nèi)碾壓完畢。碾壓時遵循先輕后重、先慢后快、先平后振的原則施工?；旌狭媳M量在最佳含水量下碾壓密實，碾壓從低到高，從邊到中，為防止漏壓，前后兩次碾壓時，碾輪主輪適當重疊，重疊量一般為20～30cm。

為保證碾壓的均勻性，碾壓速度不能快，一般控制在2km/h以內(nèi)。碾壓時先用20t壓路機不開振動來回預壓1遍，以提高壓實層上部的壓實度，然后人工用5m鋁合金平衡梁找平，局部低洼處用齒耙將表面耙松約10cm，重新拌和補料找平。整平后，立即用20t壓路機開振來回碾壓3遍，接著再不開振動來回靜壓1遍?；鶎踊旌狭蟻砘啬雺?遍后，對局部表面水分不足部分要適當灑水，如有彈簧現(xiàn)象，要翻挖并重新拌和，然后再碾壓，使之壓實度達到設(shè)計要求。

當鋼輪壓路機來回碾壓5遍后，并具備較長范圍碾壓作業(yè)面時，可安排膠輪壓路機來回碾壓2～3遍。鋼輪壓路機+膠輪壓路機碾壓次數(shù)，一般碾壓7～8遍至基層表面無起伏、彈簧現(xiàn)象、顏色一致并達到設(shè)計要求的密實度為止。

雨期施工，應(yīng)特別注意天氣變化，防止水泥和混合料遭雨淋，下雨時應(yīng)停止施工，已攤鋪的水泥碎石結(jié)構(gòu)層應(yīng)盡快碾壓密實。凡機械難以碾壓到的邊角地段要用人工夯打密實。

為保證水穩(wěn)層施工質(zhì)量，嚴禁在剛壓實或正在碾壓的路段上進行壓路機或送料車的轉(zhuǎn)彎、調(diào)頭、急剎車等。水穩(wěn)層未鋪下面層時，禁止開放交通并保護表層不受污染和破壞。施工車輛應(yīng)緩慢行駛，行駛速度不大于30km/h。

4.6 碾壓效果檢測

水穩(wěn)碎石混合料壓實后因水泥硬化作用，一般情況下從拌和到碾壓結(jié)束6h后，水泥就完成了終凝，因此灌砂法檢測壓實度必須緊跟碾壓?，F(xiàn)場試驗員計算出濕密度，混合料含水量按最佳含水量±1%考慮，如該點按上限含水量計算壓實度都大于98%，則不檢測其含水量，如該點按下限含水量計算壓實度在98%附近，則現(xiàn)場立即酒精燒檢測其實際含水量，如某點壓實度明顯不合格，則采用補壓的方式，補壓一般用20噸單鋼輪在局部地方開振碾壓1-2遍，直至壓實度合格為止。

4.7 養(yǎng)生

碾壓檢驗合格后，表面及時覆蓋土工布并灑水養(yǎng)生，灑水次數(shù)以表面濕潤為準，養(yǎng)生期不少于7天。水泥穩(wěn)定碎石基層養(yǎng)生7d后即可進行彎沉值檢測。養(yǎng)生期間采取封鎖交通的處理措施，除灑水車外其他車輛禁止通行，特別嚴禁重型車輛通行。養(yǎng)生結(jié)束后，必須將覆蓋物清除干凈。不少工程項目，橫過路雨水支管由于覆土厚度小，施工往往采用反開挖形式，即基層完工后再挖溝埋管，若在水穩(wěn)碎石基層養(yǎng)生期間反開挖埋管，由于水泥罐車、砂石自卸車及挖掘機反復行走，在基層強度未充分形成時很容易破壞基層結(jié)構(gòu)，會造成彎沉值不達標、鉆芯機無法完整取出芯樣等不良后果。

5 結(jié)語

綜上所述，水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制關(guān)系到公路施工的整體質(zhì)量，影響著公路路面的使用性能及使用壽命，因此，做好水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制工作十分重要。在水泥穩(wěn)定碎石基層施工時，要從原材料、配合比設(shè)計及各個施工流程對施工的質(zhì)量進行嚴格的控制，把好原材料質(zhì)量的關(guān)卡，合理設(shè)計配合比，并控制好每個施工環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，從而保證水泥穩(wěn)定碎石基層施工的質(zhì)量，保障公路的正常使用性能及壽命。

參考文獻：

[1] 張華.水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量影響因素及控制措施[D].重慶交通大學.2013

[2] 賀雋.水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制[J].交通標準化.2013（16）