市政道路水穩(wěn)層施工質(zhì)量控制與對策

馬勇

(太原市市政建設集團有限公司，山西 太原 030000)

水穩(wěn)層即水泥穩(wěn)定碎石層，施工中通過壓實水泥固結(jié)級配碎石形成半剛性結(jié)構(gòu)層，屬于市政道路結(jié)構(gòu)的一部分，具有良好抗?jié)B性能、抗凍性能、表面堅實的路面基層。在市政道路施工中，水穩(wěn)層的施工質(zhì)量既影響市政道路性能，也影響市政道路工程使用壽命，因此，為發(fā)揮水穩(wěn)層的應用價值，實現(xiàn)市政道路工程效益，展開市政道路水穩(wěn)層施工質(zhì)量控制與對策的探究具有重要實踐意義。

1 工程概況

某地建設市政道路，受環(huán)境與地質(zhì)條件因素的影響，需要進行大厚度水穩(wěn)層施工，且要求采用一次攤鋪工藝，以期有效改善因降水量大導致的道路整體穩(wěn)定性差問題。

2 水穩(wěn)層的作用

在道路結(jié)構(gòu)當中水穩(wěn)層屬于過渡層，因此，其最基礎的一項作用則是過渡，通過水穩(wěn)層將硬質(zhì)路面與土質(zhì)路基連接起來，進而才能夠形成完整的結(jié)構(gòu)。而從道路結(jié)構(gòu)整體來看，水穩(wěn)層的質(zhì)量要求水平比路基高、比路面低，但要求剛度、韌度、強度三項技術指標必須達到要求，因此，水穩(wěn)層也發(fā)揮著分擔、均勻道路結(jié)構(gòu)分散荷載的作用。除此之外，從技術原理來看，水穩(wěn)層施工中運用級配碎石作為骨料，利用灰漿以及膠凝材料填充骨料空隙，在基于嵌擠原理將混合料攤平，通過碎石之間的摩擦以及嵌擠互鎖產(chǎn)生壓實強度，且碎石本身具有良好的濾水性能，從而也使水穩(wěn)層具有控制基層積水、增強道路結(jié)構(gòu)強度、延長道路使用壽命的重要作用[1]。

3 水穩(wěn)層施工質(zhì)量控制與對策

水穩(wěn)層施工流程為：清理現(xiàn)場-混合料拌和-混合料運輸-混合料攤鋪-混合料碾壓-養(yǎng)生，基于該流程總結(jié)出以下六個質(zhì)量控制關鍵環(huán)節(jié)，其中具體控制對策如下。

3.1 混合料質(zhì)量控制

根據(jù)工程設計圖紙以及行業(yè)準則的要求在試驗室內(nèi)配制水泥穩(wěn)定性目標配合比，明確原材料各項技術指標，作為質(zhì)量控制依據(jù)；并通過試驗分析判斷混合料性能是否與設計要求相符，確定混合料生產(chǎn)中的關鍵技術參數(shù)，確?；旌狭腺|(zhì)量達標，為后續(xù)高質(zhì)量施工提供可靠的物質(zhì)基礎。

水泥。本項目中所用水泥材料為P.O42.5，經(jīng)過檢測水泥質(zhì)量指標應滿足以下標準：比表面積≥300m2/kg，初凝時間≥180min，終凝時間≤600min，安定性合格，水泥膠3d與28d抗折強度分別為≥2.1MPa、≥6.5MPa，砂3d與28d抗壓強度分別為≥17.0MPa、≥42.5MPa[2]。

礦料。經(jīng)篩分處理，檢測篩孔通過率是否符合要求；并按照市政道路等級進行碎石級配設計，其中18.9～25.9mm粒徑碎石占比22%、10～18.9mm粒徑碎石占比20%、4.75～9.5mm粒徑碎石占比18%、2.36～4.75粒徑碎石占比4%、0～4.75mm粒徑碎石占比36%?；谝陨霞壟浜显O計內(nèi)容展開振動壓實試驗，調(diào)整水泥添加劑量，測試最大干密度以及最佳含水量，根據(jù)本項目施工方案要求的水穩(wěn)層壓實強度，水泥劑量應控制在3.98～4.00%范圍內(nèi)[3]。

根據(jù)篩分結(jié)果以及行業(yè)技術規(guī)范對混合料拌和機參數(shù)進行調(diào)整，再經(jīng)過振動壓實試驗、無側(cè)限抗壓強度試驗對拌合機精度進行校驗，生產(chǎn)成品料與目標配合比檢測結(jié)果接近則可以進行批量混合料生產(chǎn)，并計算出混合料施工允許延遲時間為≤3.29h。

3.2 混合料生產(chǎn)加工質(zhì)量控制

3.2.1 混合料拌和控制

在正式開展混合料拌和生產(chǎn)前，根據(jù)技術規(guī)范要求測算含水量，根據(jù)原材料含水量再次對配合比進行優(yōu)化，并確定最終文件，要求拌和人員嚴格執(zhí)行。拌和采用600型拌和機完成，根據(jù)施工規(guī)模搭配5臺裝載運輸機，由專人指揮協(xié)調(diào)儀器與運輸機的使用；且即使確定集料符合級配要求，但在料倉前也應設置篩子，將超粒徑的石料剔除，開機初與停頓后再次開機時均需要高頻率檢測拌和站情況，減少影響拌和質(zhì)量的因素；技術與管理人員應密切監(jiān)督施工現(xiàn)場的水泥、碎石用量及性狀變化情況，禁止使用質(zhì)量不達標的原材料，并且當拌和時發(fā)現(xiàn)混合料性能與要求不符應立即停止拌和；物料取料斗均應有技術人員監(jiān)管，以保證拌和穩(wěn)定進行為前提，對不合理的取料方式、取料頻率不當情況進行調(diào)整，并預防拌和中出現(xiàn)突發(fā)情況。

裝料過程中，車輛應前后移動，要求按照先前、再后、最后中間的順序完成裝料，預防運輸途中發(fā)生混合料離析問題；裝料應在試驗人員與技術人員共同監(jiān)督下進行，嚴禁隨意打亂裝料順序行為，且嚴格控制環(huán)境條件，在裝料期間區(qū)域內(nèi)禁止駛?cè)肫渌囕v；并準確計算所用車輛，保障混合料生產(chǎn)能力、運輸能力與現(xiàn)場施工需求平衡，采用公式。

N=M/Q(t1+t2+t3+2S/V)+C

(1)

式(1)中N表示載重汽車數(shù)量，M表示拌和機拌和能力控制用量，Q表示載重汽車額定方量，t1表示車輛裝料時間，t2表示倒車卸料時間、t3表示車輛沖洗時間，S表示運輸距離，V表示行車平均速度，C表示車輛富余量。

3.2.2 混合料運輸與含水率控制

本項目中采用24m3雙橋自卸車輛完成混合料運輸工作，經(jīng)過前期分析發(fā)現(xiàn)運輸途中環(huán)境條件會對混合料質(zhì)量造成影響，主要因拌和站距離施工現(xiàn)場較遠，運輸前期與后期溫差過大，容易導致水分流失，因此，應采用苫布以全封閉形式覆蓋混合料，預防水分蒸發(fā)以及外界污染；且技術人員要結(jié)合混合料含水率情況考慮運輸路線，確定合適線路后再分析運輸距離以及環(huán)境條件可能產(chǎn)生的影響，如果氣溫高、風大，需要保證混合料出廠前含水率較高；運輸過程中必須按照既定路線行駛，車速不宜過快，應實現(xiàn)安全運輸，盡快送至攤鋪現(xiàn)場，避免攤鋪中斷[4]。運輸至施工現(xiàn)場后，運輸車輛應行駛到攤鋪機前方，兩者之間保持20～30cm的距離，并由專人負責現(xiàn)場倒車指揮，避免機械間距過遠或過近。

3.3 混合料攤鋪與碾壓質(zhì)量控制

3.3.1 攤鋪施工質(zhì)量控制

施工采用自動找平且?guī)д駬v夯實功能的攤鋪機，根據(jù)施工需要應選擇功率相對較大的機械，由于本項目水穩(wěn)層厚度達到36cm，施工中采用一次攤鋪技術；在起步階段于路基兩側(cè)位置架設鋼絲網(wǎng)，并用鋼絲拉線確定標高，需要由專人看護鋼絲，避免其被損壞，影響攤鋪機傳感器性能，造成施工質(zhì)量問題；且攤鋪過程中為了加強質(zhì)量控制，技術人員必須跟機，以便在發(fā)生突發(fā)狀況時，能夠得到有效處理，也可以更高效的指揮物料供應、停機作業(yè)等；此外，攤鋪前還需要適當?shù)膶鶎舆M行灑水，保持濕潤狀態(tài)，且當施工現(xiàn)場機械設備準備就緒、存料量達到5車后方可進行正式攤鋪施工。

攤鋪時先卸載1/3的混合料，再隨著攤鋪喂料進行起斗，將車內(nèi)剩余混合料全部卸載；應監(jiān)測螺旋送料器的狀態(tài)，混合料在螺旋送料器中的高度必須保證在機器直徑2/3以上；攤鋪前再次確定攤鋪機械性能是否正常，并根據(jù)攤鋪寬度、厚度對熨平板的仰角與寬窄做出調(diào)整；且攤鋪過程中機械運行速度應控制在1.5～2m/min范圍內(nèi)，禁止出現(xiàn)時快、時慢現(xiàn)象，待攤鋪長度達到3～5m后需要檢測各項幾何參數(shù)是否正確。同時，攤鋪過程中也要控制混合料質(zhì)量，保持最佳含水量在1%左右，及時對攤鋪中產(chǎn)生的水分損失進行補充，并組織3～5人攜帶裝有新混合料小車跟在攤鋪機后，及時將混合料離析現(xiàn)象消除；攤鋪過程中發(fā)現(xiàn)局部出現(xiàn)粗料集中情況，應立即組織施工人員將其鏟平，并利用新混合料補平。此外，攤鋪施工過程中要觀察前方設置橡膠擋板情況，保持其始終與底部相距10cm以內(nèi)的距離，并調(diào)整好夯錘運動頻率。

3.3.2 碾壓施工質(zhì)量控制

碾壓期間應保證壓路機緊跟攤鋪機后作業(yè)，預防水分流失過快造成的質(zhì)量問題；并要求碾壓過程中認真執(zhí)行施工方案要求：一次碾壓長度控制在30～50m范圍內(nèi)，碾壓按照穩(wěn)壓-振壓-靜壓的順序進行，基本原則為先輕后重、先慢后快、先兩邊后中間、先低后高。結(jié)合以往施工經(jīng)驗，碾壓作業(yè)中碾壓遍數(shù)、碾壓速度、碾壓順序等均為控制重點，本項目穩(wěn)壓環(huán)節(jié)采用雙鋼輪壓路機、碾壓1遍，振壓環(huán)節(jié)先用單鋼輪碾壓4遍、再采用膠輪壓路機碾壓1遍，靜壓環(huán)節(jié)采用雙鋼輪壓路機碾壓1遍收面，碾壓過程中僅有振壓的1～2遍期間將速度控制在1.5～1.7km/h，其余每遍碾壓速度均為2.0～2.5km/h；碾壓直線段時應按照由外向內(nèi)的順序，在超高段位置碾壓時應按照彎道內(nèi)向彎道外的順序且壓路機后輪寬應重疊1/3[5]。此外，采用小型壓路機處理邊角位置，且在碾壓作業(yè)全過程嚴禁出現(xiàn)壓路機在正在碾壓路段內(nèi)緊急剎車、調(diào)頭情況。

除對碾壓施工操作進行質(zhì)量控制以外，還需要采取以下控制措施預防質(zhì)量問題：通過少量灑水始終保持結(jié)構(gòu)層表面處于潮濕狀態(tài)，避免水分蒸發(fā)過快，但禁止過度灑水，預防松散、彈簧現(xiàn)象；碾壓結(jié)束后盡量避免在碾壓好路段上停車；并在碾壓好路段上根據(jù)施工規(guī)范要求進行表層平整，將碾壓輪跡消除，處理表層出現(xiàn)的隆起、凸起等現(xiàn)象。

3.4 接縫處理質(zhì)量控制

接縫位置處理前應選擇合適方法，本項目中考慮到水穩(wěn)層厚度大，且采用一次攤鋪工藝，為了減少質(zhì)量問題、提高道路美觀性采用平接縫進行處理，其間需要通過對壓實度以及平整度的控制，使接縫前后搭接緊致、平滑。作業(yè)中，每段碾壓結(jié)束后，在攤鋪機駛離的混合料末端，設置一個斜坡，檢查此處平整度是否符合要求，并且沿著垂直路中心線方向?qū)⑵秸炔缓细癫糠执怪鼻腥ィ瓿珊笾匦聰備伝旌狭?、碾壓，此時為了提高碾壓效果，應以跨縫“八”字形式進行橫向碾壓，逐漸將新混合料攤鋪至接縫部分，待碾壓密實后調(diào)整為縱向碾壓。同時，施工中兩次攤鋪作業(yè)間隔時間過長位置的接縫，先將已成型部分的接頭處理成垂直斷面，經(jīng)過灑水濕潤處理后連接，先進行橫向碾壓，平整密實后再進行縱向碾壓，但要控制上下兩側(cè)橫接縫處于錯開狀態(tài)，錯開距離不得短于1m。

3.5 養(yǎng)生質(zhì)量控制

科學的養(yǎng)生為混合料硬化創(chuàng)造理想條件，使水穩(wěn)層強度達到最佳效果。因此，養(yǎng)生質(zhì)量也為控制重點，根據(jù)養(yǎng)生需要本項目采用養(yǎng)生布保濕法，水穩(wěn)層硬化后立即將成型面層采用養(yǎng)生布覆蓋上，并通過灑水降溫，即使拆模后也要保證結(jié)構(gòu)水分適中。養(yǎng)生期間發(fā)現(xiàn)水穩(wěn)層成型且壓實度與平整度均達到要求后，采用專用灑水車灑水，以噴灑的形式進行，不得沖刷面層；兩段連接位置養(yǎng)生布搭接長度不得在0.3m以下，且四邊應采用重物壓住，避免風吹導致養(yǎng)生布脫離路面；養(yǎng)生至少持續(xù)7d，在養(yǎng)生期間內(nèi)路面不得有車輛經(jīng)過，施工車輛也不得在養(yǎng)生路面上通行。

4 市政道路水穩(wěn)層施工常見質(zhì)量問題及處理對策

4.1 常見質(zhì)量問題

經(jīng)過對案例工程施工實踐的總結(jié)發(fā)現(xiàn)，市政道路水穩(wěn)層施工中影響質(zhì)量的因素較多，從而導致平整度不足、壓實度不足、混合料離析現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，成為危害工程質(zhì)量的主要問題。

4.2 針對性處理對策

4.2.1 平整度不足處理

水穩(wěn)層攤鋪厚度過大時平整度難以控制，主要因所用碾壓機械重量過大，導致路面壓實前后的高度發(fā)生較大變化，尤其是在碾壓段前后位置上經(jīng)常出現(xiàn)擁包。結(jié)合施工實際需要可以將碾壓機械調(diào)整為小噸位壓路機，在后期復壓過程中再替換成大噸位機械，且應將前后兩側(cè)碾壓距離差控制在1m以上，以期減少碾壓中形成的高度差。

4.2.2 壓實度不足處理

在水穩(wěn)層施工質(zhì)量控制中，壓實度的大小以及均勻程度均為控制難點，壓實度理想路面后期病害也易控制，但壓實度不足則容易導致路面早期出現(xiàn)坑槽、車轍、翻漿現(xiàn)象。結(jié)合壓實作業(yè)流程，控制壓實度還需從機械組合、混合料級配控制、現(xiàn)場質(zhì)量管控著手，合理的搭配碾壓機械，避免過振問題；并且始終控制混合料含水量、石料級配與配合比要求相符。

4.2.3 混合料離析現(xiàn)象處理

水穩(wěn)層攤鋪施工期間發(fā)生混合料離析也是常見質(zhì)量問題，需要組織專門隊伍處理離析造成的問題，如發(fā)現(xiàn)離析區(qū)域及時鏟除，重新攤鋪，避免混合料凝固增加處理難度；且嚴格按照攤鋪施工方案要求進行施工，攤鋪機均勻、緩慢、連續(xù)作業(yè)，禁止隨意調(diào)整速度或作業(yè)中途停頓；控制攤鋪速度在規(guī)定要求內(nèi)；此外，3～5人攜帶新混合料在攤鋪機后，發(fā)現(xiàn)因離析問題導致的粗集料帶、粗集料窩，應及時補充新混合料，保證攤鋪平整。

5 結(jié)語

綜上所述，市政道路是城市基礎設施建設中的重要工程，其綜合效益突出，不同等級市政道路對工程質(zhì)量也有著對應要求，而水穩(wěn)層是市政道路工程的重要結(jié)構(gòu)層，其關乎道路的性能，通常出現(xiàn)在高等級市政道路中，因此，質(zhì)量要求更高。為通過水穩(wěn)層質(zhì)量控制提高市政道路品質(zhì)，應嚴格控制每道工序施工作業(yè)，根據(jù)質(zhì)量要求與技術規(guī)范控制施工標準化進行，加強質(zhì)量問題預防；并針對已出現(xiàn)質(zhì)量問題采取有效處理措施，控制負面影響與損失，從而為市政道路的安全、穩(wěn)定運營奠定堅實基礎。