市政道路水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制

朱錦輝

0 引言

水泥穩(wěn)定碎石基層的主要骨料為級(jí)配碎石，采用石屑和水泥漿來(lái)填充骨料縫隙，混合料攪拌后形成穩(wěn)定性較好的板體結(jié)構(gòu)，屬于半剛性基層，具有承載力高、穩(wěn)定性良好和抗?jié)B性良好等優(yōu)點(diǎn)。再加上取材方便，施工工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)相對(duì)較低，因此，水泥穩(wěn)定碎石基層在市政道路工程中得到廣泛應(yīng)用。但是水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量受最佳含水量影響較大，含水量過(guò)大容易出現(xiàn)波浪現(xiàn)象，不僅影響混合料的強(qiáng)度，還會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)干縮裂縫。含水量過(guò)小則不容易碾壓成型，影響水泥穩(wěn)定碎石基層的強(qiáng)度與密度。水泥穩(wěn)定碎石基層如果施工質(zhì)量控制不到位的話，基層容易出現(xiàn)干縮裂縫，為后續(xù)面層施工埋下質(zhì)量隱患，因此加強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量管理顯得十分重要。

1 工程概況

某項(xiàng)目位于漳州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)的圓山新城林前工業(yè)園區(qū)內(nèi)，縱一路全長(zhǎng)771.544m，起于134 鄉(xiāng)道，終至橫二路，起止樁號(hào)為A0+000～A0+771.544，道路紅線寬度為16m。橫二路全長(zhǎng)796.887m，起于國(guó)道324線，終于規(guī)劃縱三路，起止樁號(hào)為B0+000～B0+796.887，道路紅線寬度為24m。兩條道路均為雙向兩車(chē)道，設(shè)計(jì)時(shí)速為30km/h，道路等級(jí)為城市支路，橫坡度為1.5%。道路面層結(jié)構(gòu)形式為22cm 厚水泥混凝土路面，底基層為級(jí)配碎石，厚度為15cm，上基層為5%水泥穩(wěn)定碎石，厚度為18cm。路面結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示。

圖1 市政道路路面結(jié)構(gòu)圖

2 水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量管理

2.1 組建質(zhì)量管理小組

本工程建立以工程部經(jīng)理為組長(zhǎng)，以市政工程師為組員的水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量管理小組。堅(jiān)持崗位責(zé)任制，將質(zhì)量目標(biāo)細(xì)分后逐級(jí)落實(shí)到個(gè)人，并制定質(zhì)量獎(jiǎng)罰制度。根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)和設(shè)計(jì)圖紙要求編制可行性較強(qiáng)的質(zhì)量管理手冊(cè)，分析和預(yù)判水泥穩(wěn)定碎石基層可能出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷，制定相應(yīng)的質(zhì)量管理措施。采取全面質(zhì)量管理方法，要求監(jiān)理工程師全過(guò)程對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量進(jìn)行巡視和旁站，按照規(guī)定抽查水泥穩(wěn)定碎石基層原材料質(zhì)量，原材料檢測(cè)合格方可投入使用[1]。對(duì)基層配合比進(jìn)行優(yōu)化，確定水泥摻量和最佳含水量。水泥穩(wěn)定碎石基層大面積施工前，應(yīng)做試驗(yàn)段施工，以此驗(yàn)證相關(guān)施工參數(shù)的合理性。加強(qiáng)關(guān)鍵工序的質(zhì)量管理，要求監(jiān)理工程師控制好水泥穩(wěn)定碎石基層的攤鋪和碾壓施工質(zhì)量，加強(qiáng)基層管理，使水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

2.2 水泥穩(wěn)定碎石基層原材料質(zhì)量管理

（1）水泥

在水泥穩(wěn)定碎石基層中，水泥所充當(dāng)?shù)慕巧珵榉€(wěn)定劑，其凝結(jié)時(shí)間對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量影響較大。本工程選用P·O 32.5 煉石牌水泥，水泥檢測(cè)報(bào)告顯示，初凝時(shí)間為176min，安定性合格，終凝時(shí)間250min，水泥其他性能指標(biāo)均符合規(guī)范要求。

（2）集料

集料主要起骨架作用，集料的壓碎值和級(jí)配等性能指標(biāo)對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層影響較大[2]。本工程選用的集料為花崗巖碎石和石屑，級(jí)配連續(xù)，粒徑為0～25mm，其中粒徑10～25mm 的集料標(biāo)記為A 號(hào)料，粒徑5～15mm的集料標(biāo)記為B 號(hào)料，粒徑0～5mm 的集料標(biāo)記為C 號(hào)料，集料的含泥量為0.4%，磨光值為43%，壓碎值為19.5%，抗壓強(qiáng)度為95MPa，針片狀顆粒含量為3%。石屑的塑性指數(shù)為5，液限為18%，砂當(dāng)量為65%，相關(guān)性能指標(biāo)符合規(guī)范要求。

2.3 優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)組成水泥穩(wěn)定碎石基層的原材料性能、施工圖紙以及多年的配合比設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)集料的級(jí)配，經(jīng)過(guò)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)后確定集料的級(jí)配為A 號(hào)料∶B 號(hào)料∶C 號(hào)料＝40∶35∶25，對(duì)集料進(jìn)行篩分，篩分結(jié)果滿足規(guī)范要求。根據(jù)規(guī)范要求選取水泥摻量為4%、5%和6%分別制作水泥穩(wěn)定碎石試件，按照規(guī)定做7d 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度和標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)。水泥摻量為4%的試件標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果如下：最大干密度為2.345g/cm3，最佳含水量為5.2%。水泥摻量為5%的試件標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果如下：最大干密度為2.351g/cm3，最佳含水量為5.4%。水泥摻量為6%的試件標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果如下：最大干密度為2.353g/cm3，最佳含水量為5.5%。水泥摻量為4%的試件7d 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如下：強(qiáng)度平均值為4.29MPa，強(qiáng)度偏差系數(shù)為6%，評(píng)定強(qiáng)度值為3.87MPa，強(qiáng)度不滿足≥4.0MPa 設(shè)計(jì)要求。水泥摻量為5%的試件7d 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如下：強(qiáng)度平均值為4.57MPa，強(qiáng)度偏差系數(shù)為5.6%，評(píng)定強(qiáng)度值為4.15MPa，強(qiáng)度滿足≥4.0MPa 設(shè)計(jì)要求。水泥摻量為6%的試件7d 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如下：強(qiáng)度平均值為5.02MPa，強(qiáng)度偏差系數(shù)為4.9%，評(píng)定強(qiáng)度值為4.62MPa，強(qiáng)度滿足≥4.0MPa 設(shè)計(jì)要求，但是強(qiáng)度較高，造價(jià)相對(duì)較高。由試件試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析后，確定本工程水泥穩(wěn)定碎石基層的水泥摻量為5%。

2.4 試驗(yàn)段施工質(zhì)量管理

本工程水泥穩(wěn)定碎石基層試驗(yàn)段長(zhǎng)度為100m，按照規(guī)范要求組織試驗(yàn)段上基層的施工，從而對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層的施工工藝及相關(guān)施工參數(shù)進(jìn)行收集與驗(yàn)證，為基層大面積施工提供參考[3]。上基層施工之前應(yīng)對(duì)底基層級(jí)配碎石的壓實(shí)度、平整度以及高程等情況進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格方可進(jìn)行上基層施工。道路中線采用全站儀進(jìn)行測(cè)放，由基層寬度計(jì)算出邊線位置，在邊線處插入支桿，間距為10m，將場(chǎng)地內(nèi)的高程基準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)到支桿，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)基層高程的有效控制。試驗(yàn)段基層施工嚴(yán)格按照審批通過(guò)的施工方案進(jìn)行控制，對(duì)松鋪系數(shù)、松鋪厚度、碾壓設(shè)備、碾壓方式、碾壓速度以及遍數(shù)等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行記錄與收集，施工后按照設(shè)計(jì)要求對(duì)上基層的壓實(shí)度、厚度、平整度、橫坡以及高程等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求。

2.5 拌和質(zhì)量管理

本工程采用強(qiáng)制式拌和機(jī)對(duì)水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行拌和，采用集中廠拌法，按照優(yōu)化后配合比設(shè)計(jì)和最佳含水量對(duì)原材料及拌合水進(jìn)行自動(dòng)稱量下料攪拌，根據(jù)拌合廠與施工場(chǎng)地的距離以及施工時(shí)氣溫等情況來(lái)調(diào)整水泥穩(wěn)定碎石的含水量，通常高出最佳含水量0.5%～1%，因此，本工程水泥穩(wěn)定碎石含水量為5.9%～6.4%，混合料攪拌均勻，顏色一致。

2.6 運(yùn)輸質(zhì)量管理

本工程采用自卸汽車(chē)運(yùn)輸水泥穩(wěn)定碎石，在自卸汽車(chē)的頂部和側(cè)面設(shè)置篷布來(lái)避免混合料水分的蒸發(fā)?；旌狭涎b車(chē)時(shí)應(yīng)分三次，該措施能夠有效避免混合料出現(xiàn)離析現(xiàn)象[4]。根據(jù)每日工程量及攤鋪速度安排6輛自卸汽車(chē)運(yùn)輸混合料，確保工程進(jìn)度符合施工要求。

2.7 攤鋪質(zhì)量管理

混合料攤鋪之前采用全站儀將上基層的邊線與中線測(cè)量放線出來(lái)，控制樁按照間距10m 進(jìn)行設(shè)置，指示樁設(shè)置在基層邊線外0.5m 位置。在兩根控制樁之間安裝直徑為3mm 的不銹鋼絲，在控制樁上刻槽，槽深為3mm，將不銹鋼絲安裝在槽內(nèi)進(jìn)行固定，采用張緊器（張緊力≥800N）張緊鋼絲，采用扎絲將不銹鋼絲固定牢固，以此作為攤鋪機(jī)高程控制導(dǎo)線[5]。施工管理人員應(yīng)復(fù)核鋼絲的高程，確認(rèn)高程無(wú)誤后即可進(jìn)行混合料的攤鋪。試驗(yàn)段收集到的水泥穩(wěn)定碎石基層的松鋪系數(shù)為1.28～1.32，正式攤鋪時(shí)松鋪系數(shù)取值為1.3。在上基層邊線上灑上白灰，標(biāo)識(shí)著攤鋪機(jī)的行走方向。攤鋪機(jī)型號(hào)為徐工RP953E，2 臺(tái)攤鋪機(jī)應(yīng)呈梯隊(duì)行進(jìn)，攤鋪應(yīng)勻速、連續(xù)，攤鋪厚度控制應(yīng)一致，開(kāi)始攤鋪時(shí)應(yīng)緩慢。施工單位應(yīng)安排專(zhuān)人對(duì)混合料質(zhì)量進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)混合料存在離析現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)反饋給拌合廠，及時(shí)采取措施消除集料離析現(xiàn)象。粗集料出現(xiàn)成窩現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即鏟除，并采用新料重新攤鋪，嚴(yán)禁薄層貼補(bǔ)。

2.8 碾壓質(zhì)量管理

由于水泥穩(wěn)定碎石受水泥凝固時(shí)間影響較大，為了防止出現(xiàn)水泥穩(wěn)定碎石提前凝固現(xiàn)象，水泥穩(wěn)定碎石從拌和完成到碾壓結(jié)束的施工時(shí)間應(yīng)≤2h。混合料攤鋪后及時(shí)組織碾壓施工。從路肩向路中央的順序進(jìn)行碾壓，碾壓設(shè)備為16t 的鋼輪壓路機(jī)。施工單位應(yīng)安排專(zhuān)人檢測(cè)上基層的含水量，含水量低于最佳含水量應(yīng)采用簡(jiǎn)易噴霧器進(jìn)行補(bǔ)水，使得上基層含水量達(dá)到5.4%。初壓和終壓的碾壓速度為1.5～1.7km/h，采用靜壓方式，碾壓2 遍；復(fù)壓的碾壓速度為2.0～2.5km/h，采用低頻高振和高頻低振結(jié)合的碾壓方式，分別碾壓2 遍。相鄰碾壓段輪跡重疊寬度為1/2的鋼輪寬度，碾壓應(yīng)勻速有序施工。根據(jù)施工時(shí)氣候確定碾壓路段長(zhǎng)度為50m，如果碾壓段長(zhǎng)度過(guò)短，則基層的平整度較難控制。鋼輪壓路機(jī)不得在上基層上出現(xiàn)調(diào)頭和緊急剎車(chē)等動(dòng)作，避免基層出現(xiàn)隆起和分層現(xiàn)象。由于施工間歇出現(xiàn)的接頭處理方法采用橫向錯(cuò)開(kāi)45°的階梯狀碾壓方法，使得接縫位置混合料碾壓充分與密實(shí)。上基層水泥穩(wěn)定碎石碾壓后的壓實(shí)度設(shè)計(jì)要求≥98%，施工管理人員應(yīng)對(duì)上基層的橫坡、壓實(shí)度和平整度進(jìn)行檢查，檢查結(jié)果應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

2.9 養(yǎng)生質(zhì)量管理

混合料碾壓后采用麻袋進(jìn)行覆蓋養(yǎng)生，根據(jù)氣候情況控制澆水次數(shù)，通常情況下每日澆水3～5 次，確保水泥穩(wěn)定碎石基層處于濕潤(rùn)狀態(tài)，養(yǎng)生時(shí)間≥7d。在道路兩端設(shè)置障礙和警示牌，在水泥穩(wěn)定碎石基層養(yǎng)生期間禁止車(chē)輛進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，避免對(duì)上基層造成破壞。

3 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)工程特點(diǎn)組建水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量管理小組，明確質(zhì)量目標(biāo)，編制質(zhì)量管理手冊(cè)，采取全面質(zhì)量管理方法，根據(jù)水泥穩(wěn)定碎石基層特性來(lái)檢查原材料質(zhì)量，根據(jù)規(guī)范要求對(duì)混合料的水泥摻量與集料的級(jí)配進(jìn)行多次試驗(yàn)與驗(yàn)證，從而確定混合料的配合比設(shè)計(jì)和最佳含水量。水泥穩(wěn)定碎石采用集中廠拌法進(jìn)行拌和，做好水泥穩(wěn)定碎石的攤鋪和碾壓的施工質(zhì)量管理工作，碾壓結(jié)束后采用麻袋澆水養(yǎng)生，養(yǎng)生期間應(yīng)封閉交通。按照相關(guān)規(guī)定對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，上基層的壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果為99.5%～100%，符合≥98%設(shè)計(jì)要求；平整度檢查結(jié)果為3～5mm，符合≤8mm 的規(guī)范要求；7d 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果為4.35～4.42MPa，符合≥4.0MPa 設(shè)計(jì)要求?；鶎游窗l(fā)現(xiàn)明顯干縮裂縫，施工質(zhì)量管理效果良好。