公路水泥穩(wěn)定碎石基層試驗檢測技術(shù)應(yīng)用

摘 要：針對某公路工程試驗段實際情況，在介紹其水泥穩(wěn)定碎石材料要求、材料用量、施工的基礎(chǔ)上，對其試驗檢測進行深入分析，最后得出基層抗壓強度、抗彎拉強度、排水性能均達到要求的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石基層；基層試驗檢測

中圖分類號：U416.03 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）17-0147-02

水泥穩(wěn)定碎石在目前的公路工程中得到廣泛應(yīng)用，不僅性能良好，而且施工方便，質(zhì)量易于控制，尤其是能提高路面結(jié)構(gòu)排水性能，但在正式施工前，需要通過試驗檢測確定各項條件能否達到要求。

1 試驗段概況

某公路工程試驗段采用瀝青混凝土路面，基層為水泥穩(wěn)定碎石，總長為100m?；鶎訉放潘兄匾饔?，如果基層排水良好，則從路面向下滲透的水可以進入基層，由于基層為多孔隙結(jié)構(gòu)，所以水能橫向匯集至集水管，最后由排水管進入窨井，防止水對公路基礎(chǔ)造成損害。

試驗段的基本結(jié)構(gòu)為：

（1）公路中央分隔帶以東設(shè)置長度為100m的基層，采用水泥穩(wěn)定碎石，路基在原設(shè)計基礎(chǔ)上抬高8cm，將原設(shè)計厚度為15cm的砂層直接取消，將原設(shè)計厚度為40cm的三渣層減薄至32cm，于三渣層的頂部鋪筑厚度為15cm的基層，作為排水層；該基層和路基與三渣層的側(cè)面交界部位，增鋪土工布，用于防止細粒土對透水層造成堵塞；

（2）所用集水管與出水管，其管徑按10cm控制，接口處均使用彎管進行相接。其中，出水管根據(jù)集水井具體位置進行布置，橫坡取2%；在對集水管進行布置時，需要向南側(cè)傾斜0.25%，上段增設(shè)通風(fēng)管，和窨井直接相連，向上側(cè)傾斜5%。出水口處集水井的井壁上段布置一定數(shù)量的掛鉤，用于安放集水桶，為滲水水量的實時量測提供便利。路面與側(cè)平臺以外設(shè)置排水設(shè)施。進入到路面結(jié)構(gòu)以內(nèi)的水，流入基層后，橫向匯集至集水管，再由出水管進入集水井，最后進入窨井[1]。

2 水泥穩(wěn)定碎石材料要求與用量

2.1 材料設(shè)計

該試驗段施工所用水泥穩(wěn)定碎石的配比為：水泥：粗集料：水=160：1440：70。施工中所用水泥、粗集料與水都應(yīng)達到設(shè)計與規(guī)范的要求，在進場前和使用前都要進行抽檢，確認合格后方可使用，不可使用質(zhì)量低劣的材料。

2.2 供料組配

由料廠直接供應(yīng)的碎石可分成二檔，其中，第一檔碎石的粒徑在15～25mm范圍內(nèi)，第二檔碎石的粒徑在5～15mm范圍內(nèi)。為保證使用廠供料通過組配得到的碎石滿足設(shè)計要求，將第一、二檔的碎石占比分別確定為40%和60%[2]。

3 試驗段施工

3.1 開挖集水溝

根據(jù)工程設(shè)計要求在公路兩側(cè)進行集水溝開挖施工，開挖完成后放置集水管，使用土工布包裹緊密，同時預(yù)留約70cm的土工布。包緊后填筑水泥穩(wěn)定碎石，填好后利用振搗器進行振搗，再覆蓋一層土工布，最后用側(cè)平石蓋壓。

3.2 攤鋪及碾壓

在三渣基面用水準儀準確放出控制樁，用于確定松鋪厚度，控制樁之間的距離按4m控制。對基層與接縫部位進行適當灑水之后，由翻斗車將混合料運輸?shù)浆F(xiàn)場，然后由人工使用鐵鏟對混合料進行攤鋪，同時在靠近模板的部位利用扣鏟法實施鏟鋪。完成攤鋪施工后，對其進行刮平，根據(jù)松鋪厚度對刮平處理后的混合料高度進行控制，在不足處進行補平，突出處鏟去。整平后用壓路機連續(xù)碾壓2遍，碾壓至密實為止[3]。

3.3 接縫處理

在接縫部位使用槽鋼進行支撐，同時灑水進行養(yǎng)護。到下次施工時，取下支撐槽鋼，對接縫進行修平，除去松散碎石并適當灑水，最后攤鋪成型。在進行碾壓的過程中，壓路機的后輪應(yīng)對接縫連接進行2遍碾壓，按粗平，再用振搗器精平[4]。

3.4 養(yǎng) 護

基層碾壓完成后立即覆蓋一層塑料膜，并在塑料膜表面覆蓋草袋，當氣溫較高時，按4h的頻率進行持續(xù)灑水。

4 試驗段檢測與結(jié)果分析

4.1 力學(xué)強度及孔隙率的試驗檢測

（1）試件灌注

在基層施工過程中，在攪拌機當中直接取出成品料進行灌模，以制得試件。在制得試件以后需要注意，應(yīng)對其外觀質(zhì)量進行檢查，不能有破碎，否則將影響最終的檢測結(jié)果，造成較大的誤差或破壞。

（2）基層取芯

基層施工養(yǎng)護28d以后進行取芯。由于孔隙率會影響到芯樣與試件，所以將試件及芯樣的實際孔隙率通過折算改變至20%后，試件實際抗壓強度將增大：芯樣孔隙率為20.34%，抗壓強度與20%孔隙率抗壓強度分別為8.91MPa、9.08MPa；1#試件孔隙率為19.73%，抗壓強度與20%孔隙率抗壓強度分別為9.96MPa、9.82MPa，誤差為+7.5%；2#試件孔隙率為12.66%，抗壓強度與20%孔隙率抗壓強度分別為15.55MPa、9.85MPa，誤差為+7.8%。

（3）抗壓強度對比

三渣層試件在養(yǎng)護28d后，其抗壓強度在3～4MPa范圍內(nèi)，即使半年后抗壓強度也只有8～9MPa?？梢?，將三渣層替換為水泥穩(wěn)定碎石，當厚度相同時，抗壓強度可以達到設(shè)計要求。

（4）檢驗

相關(guān)規(guī)范指出：

σ折=1.868σ■■（1）

根據(jù)式（1）進行檢驗與分析，將芯樣的劈裂強度變換為抗折強度以后，和試件大致相符；抗折強度受孔隙大小的影響較小：芯樣孔隙率為18.43%，抗折強度為2.74MPa，1#試件孔隙率為17.88%，抗折強度為2.80MPa，2#試件孔隙率為12.85%，抗折強度為2.87MPa。由此可見，將三渣層替換為水泥穩(wěn)定碎石，當厚度相同時，抗彎拉強度也可以達到設(shè)計要求。

4.2 排水性能的計算與分析

（1）基層設(shè)計

基層根據(jù)地表水滲入的設(shè)計量實施設(shè)計。根據(jù)達西定律對縱向上每延米基層具有的泄水能力進行計算：

Qi=KbiA=Kbibh（2）

式（2）中，Kb表示基層滲透系數(shù)，單位：m/d；i表示水力坡度；ih表示基層橫坡；A表示過水斷面總面積，單位：m2；h表示基層厚度，單位：m[5]。

對于基層泄水能力，它是基層混合料寬度、滲透系數(shù)與厚度的數(shù)學(xué)函數(shù)。路表水進入路面的總量，可采用以下公式計算：

Qi=IaBK（3）

式（3）中，Ia表示單位面積路面水滲入率，單位：m3/d/m2；B表示路面寬度，單位：m；K表示滲透安全系數(shù)。

（2）對路表水實際滲入量及滲透安全系數(shù)進行計算：試驗段單向車道1#段路面寬度為16m，基層上、下兩側(cè)的邊緣都超出路面0.15m，則總寬為16.15m，按照現(xiàn)有的文獻與規(guī)范，其路表水的滲入率取0.15m3/d/m2，據(jù)此可得該段路表水實際滲入量為0.15×16.15×K；該段基層的滲透系數(shù)取1.20cm/s，基層總厚15cm，將基層中被堵塞部分深度確定為2cm，則有效厚度實際上為13cm，橫坡取2%。據(jù)此可得出基層泄水量，為2.70×10-2m3/d/m，滲透安全系數(shù)為1.114。采用相同的方法，2#段基層厚度為17cm，路面寬度為28.8m，橫坡2%，滲透系數(shù)取2.618cm/s，據(jù)此可算出路表水滲入率、基層泄水量和滲透安全系數(shù)，分別為0.15m3/d/m2、6.787m3/d/m、1.563；3#段基層厚度為17cm，路面寬度為23.5m，橫坡2%，滲透系數(shù)取2.391cm/s，據(jù)此可算出路表水滲入率、基層泄水量和滲透安全系數(shù)，分別為0.15m3/d/m2、6.200m3/d/m、1.748?？梢?，三段滲透安全系數(shù)都在1以上，說明試驗段排水性能良好可滿足設(shè)計要求。

5 結(jié)束語

綜上所述，本工程試驗段水泥穩(wěn)定碎石抗壓強度、抗彎拉強度、排水性能都能達到設(shè)計要求，說明所用基層材料、結(jié)構(gòu)、施工方法均合理可行，具有良好的參考借鑒價值。

參考文獻

[1]黃 艷.淺析公路的水泥穩(wěn)定碎石層試驗檢測技術(shù)要點[J].低碳世界，2016（19）：226～227.

[2]丁 濤.公路水泥穩(wěn)定碎石層試驗檢測工作分析[J].四川水泥，2016（06）：30.

[3]武曉燕.高速公路水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制與檢測[J].山西建筑，2015，41（12）：167～168.

[4]劉維民，范海軍，唐偵湛，祝玉波.懷通高速公路骨架抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層材料性能試驗研究[J].公路工程，2013，38（06）：28～32.

[5]馬麗麗.淺談道路水泥穩(wěn)定碎石基層的試驗檢測與控制[J].科學(xué)之友，2014（03）：52～53.

收稿日期：2018-5-10

作者簡介：童宇萍（1983-），女，助理工程師，大專，主要從事公路工程道路施工，原材料與現(xiàn)場質(zhì)量檢測和資料編制與整理等方面工作。