水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制措施

李 玉 樓

(山西省靈石公路管理段，山西 靈石 031300)

半剛性基層瀝青路面剛度大，具有較高的強(qiáng)度和承載能力，不透水，抗行車(chē)疲勞破壞能力較強(qiáng)。在我國(guó)，80%以上的高等級(jí)瀝青路面施工中采用了半剛性基層結(jié)構(gòu)。但隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，半剛性基層瀝青路面出現(xiàn)越來(lái)越多的裂縫，早期破壞比較嚴(yán)重，嚴(yán)重的甚至出現(xiàn)強(qiáng)度剛度降低、整塊斷裂或疲勞破壞的情況。

路面基層應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和水穩(wěn)定性。就各種基層材料的水穩(wěn)定性而言，最好的是水泥穩(wěn)定粒料，效果次之的是二灰穩(wěn)定粒料，穩(wěn)定性最差的是細(xì)土含量多且塑性指數(shù)較大的級(jí)配碎石和級(jí)配礫石。半剛性基層作為瀝青路面的下承層及功能層，其性能好壞是直接決定瀝青路面質(zhì)量的關(guān)鍵。

1 基層破壞成因

基層結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以確?；鶎幽艹惺苘?chē)輪荷載的反復(fù)作用，避免面層由于過(guò)大拉應(yīng)力或拉應(yīng)變而過(guò)早開(kāi)裂破壞。對(duì)于半剛性瀝青路面出現(xiàn)的病害分析，基層破壞的原因主要有：

1)材料特性。由于半剛性基層存在的固有缺陷，表現(xiàn)為收縮性大、表面容易形成積水及與瀝青面層的接觸條件差等問(wèn)題，投入使用后較多的形成裂縫、水損壞等問(wèn)題。半剛性基層的剛度大，在行車(chē)載荷作用下，當(dāng)急劇增加的面層剪應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度極限時(shí)，在路表面就要不可避免的出現(xiàn)車(chē)轍、壅包等病害?；鶎优c面層間屬于“硬聯(lián)結(jié)”， 粘結(jié)性不好，相互嵌入不足，層間粘結(jié)的薄弱使得易出現(xiàn)層間滑移隱患。

2)施工原因。通過(guò)對(duì)大量瀝青路面病害分析，施工質(zhì)量控制不嚴(yán)，如集料級(jí)配范圍大或是規(guī)格不嚴(yán)、料堆無(wú)隔墻、料斗間隔板太低導(dǎo)致料互有交錯(cuò)、拌和時(shí)間不夠、壓實(shí)度偏低等因素影響，鋪攤后的路面容易出現(xiàn)早期病害。

可以看出，半剛性基層路面出現(xiàn)的早期破壞原因分析，半剛性基層的固有缺陷易受交通荷載、氣候因素的影響而導(dǎo)致路面早期破壞。因此，重視和加強(qiáng)基層施工中的質(zhì)量控制，采取有效措施保證施工質(zhì)量是確?；鶎幽途眯缘年P(guān)鍵。

2 原材料質(zhì)量控制

在半剛性基層材料中，使用石料的硬度或強(qiáng)度是實(shí)現(xiàn)基層強(qiáng)度的來(lái)源之一。采用的石料硬度或強(qiáng)度通過(guò)壓碎值或抗壓強(qiáng)度來(lái)體現(xiàn)。混合料整體強(qiáng)度是實(shí)現(xiàn)基層強(qiáng)度的另一來(lái)源，通過(guò)混合料的抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗彎拉或劈裂強(qiáng)度等來(lái)體現(xiàn)。原材料質(zhì)量，特別是集料質(zhì)量是確保半剛性基層質(zhì)量的關(guān)鍵之一。

對(duì)選擇采用的集料，進(jìn)行含水量檢測(cè)，確定天然含水量；通過(guò)開(kāi)展顆粒分析，確定級(jí)配是否符合要求，確定材料配合比。進(jìn)行的視密度，利于評(píng)定粒料質(zhì)量。壓碎值試驗(yàn)，能用于評(píng)定石料的抗壓碎能力是否符合要求。

進(jìn)行原材料質(zhì)量控制，特別是水泥質(zhì)量。在半剛性基層中，使用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、道路硅酸鹽水泥均可，強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)為32.5或42.5。

采用的水泥初凝和終凝時(shí)間分別按4 h和6 h進(jìn)行控制，嚴(yán)格禁止快硬水泥、早強(qiáng)水泥及受潮變質(zhì)水泥的使用。可對(duì)擬采用的幾種水泥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，分別測(cè)定其標(biāo)號(hào)、凝結(jié)時(shí)間、安定性等指標(biāo)后進(jìn)行優(yōu)選，合理確定采用的水泥品種。

在混合料設(shè)計(jì)中，確定合理的作業(yè)段長(zhǎng)度和延遲時(shí)間控制十分重要。在進(jìn)行作業(yè)段長(zhǎng)度確定時(shí)，采用的水泥初終凝時(shí)間是重要的影響因素，延遲時(shí)間對(duì)鋪攤后的混合料壓實(shí)度和強(qiáng)度形成有著一定的影響。

3 混合料質(zhì)量控制

混合料試件成型宜采用振動(dòng)成型方法，缺乏試驗(yàn)條件的，可采用靜壓法成型方法?；旌狭险w強(qiáng)度是確?；鶎觿偠鹊年P(guān)鍵指標(biāo)之一。通過(guò)開(kāi)展一系列質(zhì)量檢測(cè)，確保混合料質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

1)重型擊實(shí)試驗(yàn)，確定最佳含水量和最大干密度。在進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)和耐久性試驗(yàn)所使用試件的制備時(shí)，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行碾壓作業(yè)時(shí)的含水量和應(yīng)達(dá)到的最小干密度，確定試件使用的含水量和干密度。制備試件所使用材料的含水量也應(yīng)確定。

2)水泥劑量含水量級(jí)配。為檢驗(yàn)新拌混合料是否符合配合比設(shè)計(jì)的要求，除在檢測(cè)水泥劑量要求時(shí)采用滴定法外，還須總量控制使用的水泥總量。在施工中，除了進(jìn)行每日的使用水泥、集料總量和工程量記錄，用于進(jìn)行計(jì)算對(duì)比水泥劑量的一致性外，還須進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)每日實(shí)際使用水泥劑量總量按不超過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)確定劑量0.5%進(jìn)行控制。

3)抗壓強(qiáng)度。在進(jìn)行混合料設(shè)計(jì)時(shí)，須合理確定采用的水泥及在混合料中的添加量，提供可行的質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

4)延遲時(shí)間。在混合料中的水泥劑量確定后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定混合料密度和抗壓強(qiáng)度受延遲時(shí)間影響的大小，進(jìn)行優(yōu)選后確定施工中采用的允許延遲時(shí)間控制指標(biāo)。

在混合料配比中，要控制礦料9.5 mm，4.75 mm，0.075 mm的通過(guò)量。在滿(mǎn)足強(qiáng)度基礎(chǔ)上，為有效減少基層開(kāi)裂，須采取嚴(yán)格限制水泥的用量、限制細(xì)集料粉料量和含水量。當(dāng)基層強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，在不超過(guò)允許的水泥劑量范圍內(nèi)，可采用級(jí)配調(diào)整和料源更換等措施，對(duì)于使用單純提高水泥劑量方式應(yīng)予以禁止。

在水泥穩(wěn)定碎石混合料設(shè)計(jì)時(shí)，為實(shí)現(xiàn)抗裂性能及基層強(qiáng)度同時(shí)增加的效果，建議室內(nèi)試驗(yàn)采用振動(dòng)成型法進(jìn)行。采用室內(nèi)振動(dòng)壓實(shí)法，確保室內(nèi)成型方法與現(xiàn)場(chǎng)碾壓方式盡可能匹配，最大限度的模擬施工現(xiàn)場(chǎng)碾壓情況，獲得不同壓實(shí)時(shí)間下的最大干密度和實(shí)際干密度，確?；旌狭线_(dá)到抗裂能力佳、水泥劑量少、強(qiáng)度合格的最佳效果。

4 施工質(zhì)量控制措施

在半剛性基層瀝青路面施工中，采取針對(duì)性的技術(shù)措施，以降低瀝青路面早期病害發(fā)生率。半剛性基層材料采用骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，使得粗集料含量增加、粉塵含量減少，提高了抗沖刷性和抗裂性。

1)拌和。為實(shí)現(xiàn)連續(xù)不間斷鋪攤，應(yīng)在生產(chǎn)前進(jìn)行拌和場(chǎng)設(shè)備調(diào)試，避免因設(shè)備故障導(dǎo)致的停工。在每天開(kāi)始混合料生產(chǎn)前，對(duì)集料含水量進(jìn)行檢查。在生產(chǎn)過(guò)程中，須定時(shí)進(jìn)行混合料配合比檢測(cè)，確保符合設(shè)計(jì)要求。在高溫天氣下，須分別進(jìn)行測(cè)定早中晚集料的含水量，依據(jù)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行配合比微調(diào)?；旌狭嫌蓭Щ铋T(mén)的漏斗料倉(cāng)中直接出料裝車(chē)，應(yīng)避免自由跌落成堆裝料。為避免出現(xiàn)離析，在運(yùn)料車(chē)接料時(shí)，應(yīng)前后移動(dòng)三次裝料。

2)攤鋪。在進(jìn)行攤鋪前，可適當(dāng)灑水進(jìn)行下承層濕潤(rùn)后，再進(jìn)行水泥噴灑。兩層水穩(wěn)間應(yīng)用專(zhuān)用噴灑設(shè)備噴灑水泥凈漿，按水泥質(zhì)量不少于0.8 kg/m2～1.2 kg/m2，灑布長(zhǎng)度以不大于攤鋪機(jī)前30 m～40 m為宜。采用雙機(jī)聯(lián)合攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，前后相距5 m～8 m，做好鋪攤厚度和高程控制，確保符合基層設(shè)計(jì)要求。路面高程采用設(shè)置在路側(cè)的鋼絲和路中的導(dǎo)梁進(jìn)行控制。使用兩臺(tái)攤鋪機(jī)一前一后組成梯隊(duì)進(jìn)行鋪攤作業(yè)，兩臺(tái)鋪攤機(jī)應(yīng)具有相同的前進(jìn)速度、振動(dòng)頻率等鋪攤參數(shù)。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)應(yīng)均勻連續(xù)，鋪攤機(jī)前進(jìn)速度控制在1.5 m/min～2 m/min，振動(dòng)頻率不低于4.0級(jí)，施工接縫平整密實(shí)。設(shè)置專(zhuān)人緊隨攤鋪機(jī)，對(duì)出現(xiàn)的離析等用新料采用人工進(jìn)行填補(bǔ)壓實(shí)。

3)碾壓。壓路機(jī)緊隨攤鋪機(jī)進(jìn)行作業(yè)，在水泥初凝前須完成碾壓。碾壓時(shí)的混合料含水量控制在超過(guò)最佳含水量0.5%左右。碾壓作業(yè)分為初壓、復(fù)壓和終壓三個(gè)階段，要求緊密銜接，密切配合，一氣呵成。在初壓階段，使用膠輪或振動(dòng)壓路機(jī)緊隨攤鋪機(jī)后面靜壓2遍～3遍，壓路機(jī)前進(jìn)速度控制在1.5 km/h，初壓結(jié)束后的基層壓實(shí)度應(yīng)不小于90%。在復(fù)壓階段，使用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行弱振—強(qiáng)振方式組合碾壓7遍，壓路機(jī)前進(jìn)速度控制在2.0 km/h。 在終壓階段，使用鋼輪壓路機(jī)收光，要求達(dá)到壓實(shí)度要求，終壓結(jié)束時(shí)基層表面無(wú)明顯輪跡印。

4)養(yǎng)生。碾壓結(jié)束后，進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，檢測(cè)合格后進(jìn)入養(yǎng)生期。在養(yǎng)生期，應(yīng)封閉交通，嚴(yán)禁一切車(chē)輛通行。在基層養(yǎng)生期間，應(yīng)在基層表面覆蓋塑料薄膜、透水無(wú)紡?fù)凉げ蓟虿荽?，噴霧灑水進(jìn)行養(yǎng)生，保證基層表面在養(yǎng)生期一直處于濕潤(rùn)狀態(tài)。進(jìn)行基層施工質(zhì)量檢測(cè)，采用壓實(shí)度檢查與鉆芯取樣核查的雙控方式。要求每幅每200 m進(jìn)行一次鉆芯取樣，7 d能取出直徑150 mm的完整芯樣為合格。施工完畢的基層表面應(yīng)該結(jié)構(gòu)均勻，無(wú)松散顆粒?；鶎由系木植克缮⑼ǔＪ菫r青面層碎裂破壞的禍根。在進(jìn)行透層油和下封層油噴灑作業(yè)前，須清掃掉基層表面的浮土及松散料。

5 結(jié)語(yǔ)

半剛性基層具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、承載力高等優(yōu)勢(shì)，也普遍存在不同程度的裂縫，且損壞后維修困難的問(wèn)題，這并不能說(shuō)明半剛性基層路用性能差，不適宜作高等級(jí)路面的基層使用。可以說(shuō)，在今后一段時(shí)間內(nèi)，半剛性基層仍是高速公路瀝青路面基層結(jié)構(gòu)的主要形式。水泥穩(wěn)定碎石作為底基層，其施工質(zhì)量是確保路面性能的基礎(chǔ)。在施工中，確保進(jìn)場(chǎng)原材料質(zhì)量，重視配合比設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量控制，采取重視路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的排水，采取加強(qiáng)結(jié)構(gòu)層間的粘層施工，確保層間形成良好的整體等措施，以有效確保施工質(zhì)量，延緩路面病害發(fā)生時(shí)間。

[1] 鄭 兵.公路路面基層水泥穩(wěn)定碎石施工的質(zhì)量控制研究[J].工程技術(shù)(文摘版)，2015(10):66-67.

[2] 宋麗霞.水泥穩(wěn)定碎石施工及質(zhì)量控制[J].工程技術(shù)(引文版)，2015(11):31-32.