水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層施工技術(shù)

（山東華邦建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 濰坊 262500）

1 水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層材料概述

1.1 組成

在公路工程中已經(jīng)廣泛地應(yīng)用水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層材料，半剛性基層的剛性會(huì)從很大程度上受到材料級(jí)配組成比例的影響，如果配比不當(dāng)那么會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞半剛性基層的性能，難以充分發(fā)揮其價(jià)值。在設(shè)計(jì)水泥穩(wěn)定碎石的配合比時(shí)可以用最小空隙率法，該方法能夠?qū)⒉牧吓浔炔缓侠淼娘L(fēng)險(xiǎn)大大降低，能夠?qū)雱傂曰鶎拥牧己眯阅艹浞职l(fā)揮出來(lái)。最小空隙率法是在材料粗集料形成骨架時(shí)用水泥石填充集料顆粒間的空隙，使半剛性基層形成密實(shí)的結(jié)構(gòu)。在配置材料過(guò)程中需要合理選用水泥石，如果水泥石含量過(guò)高那么會(huì)導(dǎo)致半剛性基層的穩(wěn)定性降低，增加了公路裂縫產(chǎn)生的概率[1]。如果含量過(guò)少導(dǎo)致無(wú)法充分填充空隙，進(jìn)而將半剛性基層的強(qiáng)度和整體性能降低。

1.2 優(yōu)點(diǎn)

第一，在初期有著較大的強(qiáng)度，養(yǎng)護(hù)7 天后無(wú)線側(cè)壓強(qiáng)度能夠達(dá)到5.0 MPa；

第二，有著良好的穩(wěn)定性并且不容易受到水的印象，抗?jié)B性、抗凍性都表現(xiàn)良好；

第三，施工中有著較高的機(jī)械化程度，工作效率高且有助于控制工期。

1.3 缺點(diǎn)

第一，形成強(qiáng)度后容易出現(xiàn)干縮裂縫導(dǎo)致路面質(zhì)量降低，對(duì)養(yǎng)護(hù)的要求較高；

第二，材料離析問(wèn)題較為常見(jiàn)；

第三，表面容易受到行車荷載而發(fā)生剝落的不良問(wèn)題。

2 影響水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層施工技術(shù)的因素

2.1 水泥摻量

水穩(wěn)碎石抗壓性和抗彎拉強(qiáng)度會(huì)隨著水泥產(chǎn)量的增加而提高，當(dāng)水泥摻量控制在7.5%～11.5%范圍內(nèi)時(shí)可以達(dá)到最佳狀態(tài)。

2.2 壓實(shí)度

隨著壓實(shí)度的提高基層強(qiáng)度也會(huì)隨之提高，而含水量會(huì)影響壓實(shí)度。壓實(shí)度低會(huì)導(dǎo)致裂縫問(wèn)題出現(xiàn)的概率增加，所以在施工中需要注意按照規(guī)定的范圍控制配合比、含水率和壓實(shí)時(shí)間。

2.3 外加劑

聚酯纖維、聚丙烯纖維、SBR 膠乳、膨脹劑等都是水穩(wěn)碎石施工技術(shù)中常用的外加劑，這些外加劑會(huì)影響水穩(wěn)碎石材料的強(qiáng)度。比如聚酯纖維能夠?qū)⑺€(wěn)碎石的剛度提高；聚丙烯纖維能夠?qū)⑺€(wěn)碎石材料的抗變形能力提高；膨脹劑能夠?qū)⑺€(wěn)碎石材料的密實(shí)度提高。

2.4 含水量

水穩(wěn)碎石基層的壓實(shí)度、干縮應(yīng)變等都會(huì)受到路基含水量的影響，如果含水量過(guò)高那么會(huì)加大應(yīng)變，含水量過(guò)低會(huì)對(duì)水泥的水化作用產(chǎn)生影響，可能造成水化水解作用不足而發(fā)生變形等問(wèn)題[2]。

3 水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層施工技術(shù)應(yīng)用

某公路工程共計(jì)30.23km，基層設(shè)計(jì)為40cm 后的的水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層，面層為三層瀝青混合料。

3.1 合理選擇施工材料

水穩(wěn)碎石基層整體效果會(huì)受到原材料質(zhì)量的影響，所以在準(zhǔn)備階段要注意加強(qiáng)細(xì)集料、水泥等物質(zhì)的選擇，做好如下四點(diǎn)內(nèi)容的控制：

第一，粗集料。按照≤26.5 mm 的標(biāo)準(zhǔn)控制粗集料最大粒徑，同時(shí)要按照≤26%的標(biāo)準(zhǔn)控制最大壓碎值。

第二，細(xì)集料。在細(xì)集料選擇時(shí)要做好其純凈度的控制，按照級(jí)配具體數(shù)值控制細(xì)集料的顆粒度，通常按照塑性指數(shù)≤12 的標(biāo)準(zhǔn)控制細(xì)集料質(zhì)量。

第三，水泥。初凝時(shí)間＞3h，終凝時(shí)間＞6h，常用的水泥材料為硅酸鹽水泥。

第四，水。選擇清潔用水同時(shí)注意避免污染攪拌用水。

第五，嚴(yán)格按照生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)水穩(wěn)碎石材料（圖圖1）。

圖1 水泥穩(wěn)定碎石生產(chǎn)工藝流程

3.2 施工準(zhǔn)備

除了準(zhǔn)備施工材料，還要做好機(jī)械設(shè)備、人員配置、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等方面的準(zhǔn)備工作。機(jī)械方面主要包括施工所用各種機(jī)械，比如壓路機(jī)、攤鋪機(jī)等。其中壓路機(jī)不同于傳統(tǒng)的公路成型方法，該工程采用的是振動(dòng)成型法碾壓。振動(dòng)壓路機(jī)的規(guī)格和數(shù)量應(yīng)當(dāng)根據(jù)拌和和攤鋪設(shè)備的生產(chǎn)能力確定。在正式開(kāi)展施工前需要嚴(yán)格按照下承層標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范處理下承層。工作人員清除干凈表面的浮土等雜物，用清水潤(rùn)濕表面，用水泥砂漿等封閉處理裂縫部位。挖除松散部位，重新攤鋪密實(shí)，確保下承層的穩(wěn)定牢固。如果將下承層作為水位隨時(shí)一部分需要在施工結(jié)束7d 后檢測(cè)其強(qiáng)度，當(dāng)強(qiáng)度合格后可以進(jìn)行水穩(wěn)碎石半剛性基層施工，應(yīng)當(dāng)在30d 內(nèi)完成兩個(gè)水穩(wěn)碎石基層施工，避免水分蒸發(fā)過(guò)快發(fā)生干縮裂縫進(jìn)而對(duì)整體工程質(zhì)量產(chǎn)生影響。

3.3 混合材料的生產(chǎn)運(yùn)輸

在生產(chǎn)運(yùn)輸混合料過(guò)程中應(yīng)當(dāng)根據(jù)水穩(wěn)碎石的特點(diǎn)控制生產(chǎn)配料和運(yùn)輸工具、路線等。為了將混合料的整體質(zhì)量提升，應(yīng)當(dāng)合理選擇施工隊(duì)伍，加強(qiáng)施工人員專業(yè)能力的提升，保證工作人員能夠?qū)こ滩牧腺|(zhì)量要求有深入的了解，能夠在采購(gòu)階段、配置階段、運(yùn)輸階段做好管控。由具有從業(yè)資格的人員配置混合料，做好攪拌機(jī)規(guī)格的選擇，同時(shí)根據(jù)特定要求控制好攪拌機(jī)的攪拌開(kāi)口、轉(zhuǎn)動(dòng)速度等，嚴(yán)格操作設(shè)備，控制好攪拌的時(shí)間[3]。在攪拌混合料過(guò)程中應(yīng)當(dāng)控制好攪拌設(shè)備的容量以及整個(gè)設(shè)備的承載力，根據(jù)實(shí)際情況做好攪拌機(jī)工作狀態(tài)的控制。在攪拌過(guò)程中，要保證攪拌設(shè)備勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，保證能夠均勻地?cái)嚢璨牧稀Ｔ摴こ踢x用的攪拌設(shè)備為300t＼h 的攪拌機(jī)。此外，工作人員要對(duì)攪拌過(guò)程中水和水泥的用量提高重視，注意各個(gè)材料的添加順序。在運(yùn)輸混合料階段需要合理選擇運(yùn)輸路線，盡量選擇運(yùn)輸路途近且平坦的交通路線，同時(shí)要妥善保管運(yùn)輸?shù)牟牧?，合理選用運(yùn)輸設(shè)備，避免在運(yùn)輸階段發(fā)生泌水、離析等不良問(wèn)題。在完成混合料的運(yùn)輸后，抵達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，準(zhǔn)備攤鋪。為了避免基層材料性能降低需要在2h 以內(nèi)完成水穩(wěn)碎石半剛性基層的攤鋪和壓實(shí)作業(yè)[4]。

3.4 混合料攤鋪

在攤鋪混合料過(guò)程中需要按照規(guī)定的厚度范圍做好半剛性基層攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。本次工程采用的廉恥分層澆筑攤鋪的方式，在基層厚度控制方面可以更加準(zhǔn)確。采用兩層澆筑能夠完全改善層間結(jié)構(gòu)狀態(tài)，還能夠?qū)崿F(xiàn)工期縮短和成本節(jié)約的沒(méi)庫(kù)底。在攤鋪路面過(guò)程中攤鋪操作選擇兩臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)工作（如圖2），保證連續(xù)攤鋪。在攤鋪過(guò)程中，為了避免水泥內(nèi)部穩(wěn)定性受到坑洼等現(xiàn)象的影響，需要控制好攤鋪速度，通常攤鋪速度要根據(jù)鋼絲高度和鋁梁寬度進(jìn)行確定。在攤鋪中有的邊角、死角難以密實(shí)地?cái)備仯藭r(shí)需要工作人員處理邊角部位。如果施工中發(fā)生了離析問(wèn)題那么需要專業(yè)的人員全部鏟除離析的部位，然后用其中的混合料填補(bǔ)充實(shí)。施工人員在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中對(duì)攤鋪的厚度要注意加強(qiáng)監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)攤鋪厚度不合格及時(shí)采取調(diào)整措施。同時(shí)，部分區(qū)域可能會(huì)容易散失水分，為了保證其濕度可以進(jìn)行噴水保濕，避免水分散失過(guò)快而發(fā)生干縮裂縫[5]。

圖2 碾壓施工現(xiàn)場(chǎng)圖

3.5 碾壓施工

碾壓施工對(duì)技術(shù)方面的要求相對(duì)較高，通常由專業(yè)的人員開(kāi)展碾壓施工作業(yè)。碾壓工作氛圍初壓、復(fù)壓和終壓。在初壓階段壓實(shí)操作需要兩臺(tái)壓路機(jī)同時(shí)勻速碾壓。在復(fù)壓階段碾壓工作換用雙輪振動(dòng)壓路機(jī)，對(duì)碾壓速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，同樣需要保證勻速碾壓。在碾壓過(guò)程中要注意避免中途停車，避免在碾壓途中掉頭。在完成復(fù)壓之后要保證路面平整不存在車痕，然后開(kāi)始終壓。在終壓階段，通常需要由檢測(cè)人員檢測(cè)基層的壓實(shí)度，如果發(fā)現(xiàn)和規(guī)范要求不符合那么需要采取補(bǔ)壓措施進(jìn)行處理，確保半剛性基層的碾壓質(zhì)量達(dá)標(biāo)。在碾壓階段，技術(shù)人員還要注意檢驗(yàn)公路路基壓強(qiáng)情況，從而提高碾壓的效果，提高水穩(wěn)碎石半剛性施工技術(shù)的應(yīng)用效果[6]。

3.6 養(yǎng)生

在水穩(wěn)碎石半剛性基層碾壓施工結(jié)束后需要立刻開(kāi)展養(yǎng)護(hù)作業(yè)從而將水穩(wěn)基層的整體強(qiáng)度強(qiáng)化。當(dāng)前養(yǎng)護(hù)工作內(nèi)容主要包括如下方面：

第一，用濕麻袋或者土工布覆蓋基層頂面達(dá)到保濕的效果。在碾壓2h后可以將其掀開(kāi)，為了保證其濕度在合理范圍內(nèi)可以采取灑水保濕的措施；

第二，按照至少7d 的標(biāo)準(zhǔn)控制基層養(yǎng)護(hù)時(shí)間，并且要做好外部氣候環(huán)境的關(guān)注，做好灑水次數(shù)和灑水量的控制，如果天氣較為炎熱可以適當(dāng)增加灑水次數(shù)和灑水量，保證基層濕度，避免發(fā)生干縮裂縫。

第三，在養(yǎng)護(hù)階段嚴(yán)禁通車，避免堆放重物，避免隨意踩踏。

3.7 壓實(shí)度檢測(cè)

通過(guò)檢測(cè)壓實(shí)度能夠明確水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層施工效果，本工程中采用灌砂法檢測(cè)了施工路段的壓實(shí)度和平整度，檢測(cè)了四個(gè)區(qū)域，得到如表1所示的結(jié)果。

表1 壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)表1可知，水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層施工中通過(guò)加強(qiáng)施工技術(shù)的應(yīng)用和管控能夠得到較為優(yōu)異的壓實(shí)度，所以在其他類似工程施工中應(yīng)當(dāng)合理控制每個(gè)環(huán)節(jié)的施工技術(shù)，發(fā)揮水穩(wěn)碎石半剛性基層技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，水泥穩(wěn)定碎石施工技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于我國(guó)公路交通建設(shè)當(dāng)中，并且應(yīng)用效果良好。所以在今后施工中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)該技術(shù)的應(yīng)用，明確該技術(shù)的特點(diǎn)，從材料配置、攤鋪、碾壓、養(yǎng)護(hù)等多個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)技術(shù)優(yōu)化，提升公路工程的整體性能。