骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制

張曉軍

摘要：由于骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石基層混合料易離析，石屑質(zhì)量敏感，因此施工時(shí)要嚴(yán)格控制原材料，選擇良好的級(jí)配，經(jīng)過(guò)振動(dòng)壓路機(jī)合理壓實(shí)，提高了水泥穩(wěn)定碎石混合料的密實(shí)度，增強(qiáng)了基層的抗沖刷性能。施工過(guò)程中的拌和、運(yùn)輸、攤鋪及碾壓工藝要求也應(yīng)有所提高。

關(guān)鍵詞：骨架密實(shí)；半剛性基層；水泥穩(wěn)定碎石；振動(dòng)成型

中圖分類號(hào)：U416.214文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

Abstract： Given that the mixture with skeleton dense gradation for cement stabilized macadam base is prone to segregate and is sensitive to the quality of gravels， strict control of raw materials and favorable gradation are required. The density of cement stabilized macadam base is achieved by vibratory rollers， and reasonable compaction enhances the erosion resistance property. Meanwhile， the requirements for the mixing， transporting， paving and compacting procedures should be tougher.

Key words： skeletondense； semirigid base； cement stabilized macadam； vibratory compaction

0引言

現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范提出的各類無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料類基層材料，其級(jí)配是連續(xù)的，是根據(jù)最大密實(shí)原理，得出最大干密度及其對(duì)應(yīng)的含水量、水泥用量等設(shè)計(jì)而成。級(jí)配結(jié)構(gòu)類型的劃分是借鑒瀝青瑪蹄脂穩(wěn)定碎石級(jí)配設(shè)計(jì)原理，以粗骨料的間隙體積和細(xì)料的毛體積作比較。如果粗骨料之間的間隙體積小于細(xì)料的毛體積，那么這種結(jié)構(gòu)類型稱為懸浮密實(shí)型；反之，稱為骨架空隙結(jié)構(gòu)；如果二者體積相差不大，就稱為骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)。

《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 034—2000）中推薦的水泥穩(wěn)定碎石混合料的級(jí)配范圍如表1所示。

半剛性基層的結(jié)構(gòu)類型決定適用的工程環(huán)境和路用性能，要根據(jù)公路等級(jí)和工程對(duì)強(qiáng)度、抗裂性、抗沖刷能力及抗凍性的要求進(jìn)行選擇[12]。通過(guò)大量的試驗(yàn)和工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，符合《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》中懸浮密實(shí)型混合料級(jí)配的水穩(wěn)基層不僅強(qiáng)度能夠滿足設(shè)計(jì)要求，便于施工，而且能夠有效避免混合料離析。若這種混合料細(xì)料太多，水泥穩(wěn)定碎石基層容易開(kāi)裂，且抗沖刷性能不好。為解決這個(gè)問(wèn)題，很多有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員開(kāi)始研究骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石基層。由于骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石基層結(jié)構(gòu)中粗集料比較多，故石子與石子之間產(chǎn)生了嵌擠作用，使得混合料強(qiáng)度提高；粗集料之間的空隙又由適當(dāng)體積的細(xì)料填充，經(jīng)過(guò)振動(dòng)壓路機(jī)合理壓實(shí)，提高了水泥穩(wěn)定碎石混合料的密實(shí)度，增強(qiáng)了基層的抗沖刷性能[3]。

1原材料質(zhì)量控制

石料的優(yōu)劣是水泥穩(wěn)定碎石基層的抗裂功能能否充分發(fā)揮的最關(guān)鍵因素之一。但中國(guó)石料質(zhì)量控制不嚴(yán)，骨架懸浮結(jié)構(gòu)對(duì)石料的配比、細(xì)集料的砂當(dāng)量要求相對(duì)較低；而骨架密實(shí)基層對(duì)石料的級(jí)配、細(xì)集料的砂當(dāng)量要求較高，且粗集料的單粒石料最大粒徑不得超過(guò)315 mm，壓碎值控制在30%以內(nèi)，有機(jī)質(zhì)的含量不宜超過(guò)2%，硫酸鹽含量不超過(guò)

025%。石料的顆粒組成滿足設(shè)計(jì)要求，即單檔石料的級(jí)配和合成級(jí)配均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。石屑往往是原材料質(zhì)量控制中的薄弱環(huán)節(jié)，石屑粉塵含量過(guò)多，易使半剛性基層溫縮、干縮開(kāi)裂，路面運(yùn)營(yíng)中產(chǎn)生反射裂縫，造成路面早期損壞。建議工程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)石屑質(zhì)量的控制：0075 mm篩孔通過(guò)率不大于15%（水洗法）；小于06 mm的顆粒液限小于28%，塑性指數(shù)小于9；砂當(dāng)量不小于50%。

2配合比控制

骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石由粗集料、細(xì)集料、水泥組成，優(yōu)質(zhì)的混合料具有良好的力學(xué)性能、抗沖刷能力、較小的溫縮、干縮系數(shù)，并配有良好的施工。高品質(zhì)的半剛性基層需要混合料合理的級(jí)配及良好的壓實(shí)[4]。為提高路用性能，須采用現(xiàn)場(chǎng)有代表性的樣品進(jìn)行室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)（采用振動(dòng)成型方法）。

配合比設(shè)計(jì)完成后，拌和站應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)級(jí)配控制原材料用量。水泥用量可以比設(shè)計(jì)用量高05%。用水量要根據(jù)天氣、原材料含水量和現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整，保證混合料表面濕潤(rùn)，碾壓過(guò)程中混合料不粘輪，路面不產(chǎn)生彈簧現(xiàn)象。

施工季節(jié)對(duì)骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)基層的影響也很大，冬季施工溫度最好不低于5 ℃，否則強(qiáng)度增長(zhǎng)不均勻會(huì)導(dǎo)致取芯不完整，配合比不宜太粗。高溫施工時(shí)，由于強(qiáng)度增長(zhǎng)快，在同等水泥劑量下，如果施工能力跟得上，級(jí)配可適當(dāng)粗一點(diǎn)。

3施工控制

結(jié)合商登高速商丘段土建各標(biāo)水泥穩(wěn)定碎石基層具體實(shí)施情況，總結(jié)出骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石基層施工控制的要點(diǎn)[56]。

本項(xiàng)目水泥穩(wěn)定碎石基層設(shè)計(jì)厚度為52 cm，其中底基層18 cm，水泥劑量3.5%；基層34 cm，分2層攤鋪，每層17 cm，水泥劑量4.5%。

3.1施工準(zhǔn)備階段控制要點(diǎn)

（1） 原材料應(yīng)檢驗(yàn)合格，堆放合理。

（2） 原材料含水量應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證配比。

（3） 裝載機(jī)取料、上料應(yīng)均勻，防止串料。

（4） 拌和機(jī)流量控制應(yīng)準(zhǔn)確，定時(shí)進(jìn)行配比檢查。

（5） 拌和站生產(chǎn)能力應(yīng)有富余。

3.2施工階段的注意事項(xiàng)

（1） 控制水泥劑量、含水量、配比石屑用量等。

（2） 混合料應(yīng)拌和均勻。

（3） 運(yùn)輸車數(shù)量應(yīng)滿足不間斷攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，注意加蓋蓬布。

（4） 攤鋪機(jī)加橡膠擋板，避免收斗。

（5） 攤鋪一定距離后應(yīng)盡快完成碾壓，機(jī)械組合合理，碾壓遍數(shù)根據(jù)壓實(shí)度調(diào)整。

（6） 碾壓檢測(cè)合格后立即進(jìn)行灑水覆蓋保濕養(yǎng)生。

3.3養(yǎng)生及取芯時(shí)的注意事項(xiàng)

（1） 剛剛碾壓完成的結(jié)構(gòu)層嚴(yán)禁大量灑水。

（2） 養(yǎng)生期間加強(qiáng)交通管制。

（3） 取芯時(shí)操作合理，防止污染，注意填補(bǔ)。

4施工過(guò)程

施工準(zhǔn)備階段應(yīng)加強(qiáng)對(duì)石料的管理，石料的質(zhì)量控制是基層施工的關(guān)鍵，也是最難控制的一個(gè)環(huán)節(jié)，要下大力氣，否則無(wú)法發(fā)揮骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)?？刂坪?，石屑要搭大棚保護(hù)，以免受淋結(jié)塊，含水量過(guò)大，影響混合料質(zhì)量，如圖1所示。要對(duì)石料的含水量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證配比準(zhǔn)確。拌和機(jī)流量控制檢查：對(duì)混合料進(jìn)行篩分檢查，如發(fā)現(xiàn)配比偏差，應(yīng)立即進(jìn)行調(diào)整；拌和站生產(chǎn)能力應(yīng)能保證現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)施工，施工時(shí)運(yùn)輸車數(shù)量足夠，避免攤鋪機(jī)收斗。

施工階段拌和站配料必須準(zhǔn)確，調(diào)整好上料皮帶輪的轉(zhuǎn)速。水泥劑量控制在05%以內(nèi)，用水量控制在05%以內(nèi)，各檔集料用量偏差不大于2%；混合料拌和要均勻，如發(fā)現(xiàn)拌和不均，可適當(dāng)減少拌和量；運(yùn)輸車注意加蓋蓬布，排除“距離近、天氣陰就不用蓋”的做法；為了防止混合料在攤鋪過(guò)程中離析，應(yīng)在攤鋪機(jī)前擋板底部和卸荷口處增設(shè)橡膠檔板；碾壓機(jī)械合理組合，碾壓工藝恰當(dāng)，碾壓遍數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)壓實(shí)度進(jìn)行調(diào)整。壓路機(jī)噸位、數(shù)量應(yīng)合理，保證在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成碾壓。碾壓完成經(jīng)檢測(cè)合格后，應(yīng)立即進(jìn)行覆蓋灑水保濕養(yǎng)生。

剛剛碾壓完成的結(jié)構(gòu)層嚴(yán)禁大量灑水，保持表面濕潤(rùn)即可；養(yǎng)生期間加強(qiáng)交通管制，除灑水車外其余車輛一律不準(zhǔn)通行；取芯時(shí)應(yīng)操作合理，防止污染，注意填補(bǔ)，且選擇經(jīng)驗(yàn)豐富的操作手，鉆進(jìn)速度均勻，鉆入深度要達(dá)到前一層的表面，注意用海綿或抹布將取芯機(jī)的四周圍?。▓D2），以免污水污染基層（圖3），取芯后的芯洞應(yīng)立即用基層混合料填補(bǔ)完整并夯實(shí)；半剛性基層芯樣應(yīng)盡量少取，因?yàn)槿⌒竞罅粝碌男径慈菀仔纬杀∪醐h(huán)節(jié)，引起基層的破壞。

5裂縫控制

經(jīng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)水泥穩(wěn)定碎石基層的裂縫存在一定的規(guī)律性[7]。平原區(qū)高速公路骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石基層的裂縫有3種：第1種裂縫長(zhǎng)達(dá)6 m左右（單幅設(shè)計(jì)寬度11.9 m），這種裂縫集中出現(xiàn)在水泥劑量大、細(xì)集料多、含水量大的路段，是混合料自身引起的干縮裂縫，由于工程采用雙機(jī)聯(lián)鋪，如果某車混合料出現(xiàn)異常，只會(huì)影響到半幅的寬度；第2種裂縫出現(xiàn)在橫向排水管的位置，長(zhǎng)度為單幅寬度，深度貫穿3層基層；第3種是雙幅對(duì)應(yīng)樁號(hào)同時(shí)出現(xiàn)的裂縫，這種裂縫是由于土基處理不當(dāng)造成的。

因此，提高水泥穩(wěn)定碎石基層的整體質(zhì)量，不僅要從混合料入手，還要保證工程的每道工序都符合要求，這是環(huán)環(huán)相扣的。

6結(jié)語(yǔ)

骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石基層工程對(duì)施工單位要求很高，施工方必須要有足夠的經(jīng)驗(yàn)才能保證工程的順利完成。骨架密實(shí)型混合料對(duì)原材料、含水量、水泥劑量等都很敏感，施工中任何一個(gè)環(huán)節(jié)的疏忽都會(huì)導(dǎo)致混合料質(zhì)量不合格，包括混合料的運(yùn)輸和基層的養(yǎng)護(hù)工藝。這不僅對(duì)施工單位提出了更高的要求，也是對(duì)監(jiān)理和業(yè)主的考驗(yàn)。因此，優(yōu)秀的工程需要各方的共同努力，需要每個(gè)參與人員堅(jiān)守崗位，各盡其責(zé)。

參考文獻(xiàn)：

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[7]蔣應(yīng)軍.水泥穩(wěn)定碎石基層收縮裂縫防治研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2001.

[責(zé)任編輯：譚忠華]