路面水穩(wěn)基層施工存在的問題和質(zhì)量控制措施分析

徐鑫

（煙臺市海陽公路建設(shè)養(yǎng)護中心，山東煙臺 265100）

0 引言

水穩(wěn)基層施工技術(shù)由于其強度高、設(shè)備要求少、施工工藝簡單等優(yōu)點，在我國公路工程中得到廣泛應(yīng)用。在實際應(yīng)用中，常存在水穩(wěn)基層的質(zhì)量問題。水穩(wěn)基層因表面強度高、抗壓和抗凍性好，是公路普遍使用的基層。實踐表明，水穩(wěn)基層具有較高的收縮率，其抗壓變形能力和滲透性較差，很容易在路面上形成積水，一旦發(fā)生裂縫將無法修復(fù)，嚴重影響路面的整體機械性能。在道路工程中，水穩(wěn)基層的施工質(zhì)量發(fā)揮著舉足輕重的作用。因此，必須加強對公路建設(shè)問題的持續(xù)研究，以提升公路水穩(wěn)基層工作的質(zhì)量。

1 水穩(wěn)基層概念

道路基層是以特殊的施工技術(shù)方法，在路基墊層表面鋪設(shè)的層狀結(jié)構(gòu)。瀝青混合料的用量和施工質(zhì)量是影響瀝青混凝土路面性能的重要因素。路面水穩(wěn)基層又稱水泥穩(wěn)定碎石層，是將水泥穩(wěn)定碎石（簡稱水穩(wěn)）以級配碎石作為集料，并與水泥砂漿按一定的配比進行填筑，其用量一般為3%～6%，采用嵌擠原理，用攤鋪、振搗、壓實等施工方法獲得混合料，形成水泥穩(wěn)定碎石層，達到公路工程養(yǎng)護的目的。其早期強度高，隨著時間的增長強度迅速增大而形成板形，7d 時無側(cè)限壓縮強度可達到1.5～4MPa，較其他路基材料都要高。該施工技術(shù)工藝簡單、施工效率高、抗?jié)B性和抗凍性好，耐凍融交變荷載大，是一種理想的施工方法。

2 路面水穩(wěn)基層施工質(zhì)量存在的問題

2.1 原材料問題

從工程實踐來看，原材料直接影響工程建設(shè)質(zhì)量，應(yīng)加強對原材料的控制，確保混凝土施工的整體質(zhì)量。只有確保了混凝土原材料質(zhì)量，才能真正提升整體水穩(wěn)基層建設(shè)質(zhì)量。要想確保工程質(zhì)量，就必須從原材料抓起?；炷敛牧嫌泻芏喾N，其中，水泥材料、砂礫材料等作為原料，與混凝土質(zhì)量息息相關(guān)。要想使工程質(zhì)量得到保障，就必須重視對原材料的質(zhì)量控制。就公路工程而言，強化原材料質(zhì)量管理等，能夠有效保障項目順利實施。

其一，水泥混凝土作為一種重要的建筑材料，具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能，能夠滿足多種使用要求，且價格低廉、易于運輸、便于儲存，被廣泛應(yīng)用于道路工程建設(shè)中。就公路建設(shè)而言，公路基礎(chǔ)是用具體施工技術(shù)方法，將其布設(shè)于路基墊層上，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而基層作為整條道路的承載層，其主要組成是單一或混合的物質(zhì)，按照一定比例做好鋪墊，材料的選擇和施工質(zhì)量，直接影響路面的品質(zhì)和性能。因此，必須做好基層的養(yǎng)護工作，以保障整體道路的使用性能，延長使用壽命。

其二，路面作為水穩(wěn)基層，又稱為水泥穩(wěn)定碎石層，主要是采用水泥穩(wěn)定碎石作集料，用淤泥按一定的配比混合，并以此作為填料填入土中壓實，經(jīng)攤鋪而成的一種半剛性瀝青路面面層。水泥的摻入量一般是混合料的3%～6%。該混凝土具有良好的穩(wěn)定性能、耐久性能，同時又有較好的抗裂能力，被廣泛應(yīng)用于公路工程中。通過碾壓等手段得到混合物料，由此形成相對穩(wěn)定的水泥碎石層，從而達到公路養(yǎng)護的目的。

目前，我國大多數(shù)高速公路都設(shè)置了水穩(wěn)拌和廠。由于水穩(wěn)拌和場在建設(shè)時未對原材料進行檢測試驗，會導(dǎo)致出現(xiàn)很多質(zhì)量隱患。為避免水穩(wěn)拌和站生產(chǎn)品質(zhì)不過關(guān)、配比達不到標準或配比控制不當(dāng)?shù)痊F(xiàn)象，各級政府、公路相關(guān)部門對水穩(wěn)拌和站進行了較為嚴格的監(jiān)督和管理。

2.2 水穩(wěn)基層與下承層之間整體結(jié)合性差

由于施工期間經(jīng)常會遇到時間緊迫的問題，因此，施工方如忽視對路面表面的清潔滲透及滲油的施工，就會造成下臥層較為松散、有浮土或噴淋不夠厚等問題，從而影響水穩(wěn)層與下承層的結(jié)合。同時，由于路面應(yīng)力的存在，會對各層的結(jié)合產(chǎn)生一定影響，使基礎(chǔ)層與下承層的整體性能變差，影響各層的黏附力和密封性。路面的穩(wěn)定性與下承層的黏結(jié)度不佳，將會降低路面的使用壽命。

2.3 水穩(wěn)層混合料的水泥劑量控制較差

在工程建設(shè)中，為滿足強度的要求，水穩(wěn)性拌和料的用量經(jīng)常偏高，從而導(dǎo)致后期路面出現(xiàn)收縮開裂。水泥用量過多，不僅會提高工程造價，在施工中還會導(dǎo)致碾壓后的水穩(wěn)層開裂問題，嚴重影響了整個工程的質(zhì)量。若水泥用量太低，水穩(wěn)層的強度也會隨之下降，因此，在進行攪拌時需注意材料的選擇，使用的水泥用量應(yīng)與標準用量相適應(yīng)。公路裂縫主要分為兩種：

一種是因強度不夠而產(chǎn)生的裂縫，與結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工質(zhì)量有關(guān)，在工程建設(shè)中應(yīng)加強對工程質(zhì)量的控制，避免此類開裂問題[1]。

另一種是由于加入了太多的水泥或其他黏膠物質(zhì)，也會產(chǎn)生收縮。主要分為干縮和冷縮，當(dāng)收縮時底層會產(chǎn)生收縮開裂。要解決混凝土開裂問題，必須控制好水泥用量，水泥用量太大，混凝土中的水分流失很快，這種失水狀態(tài)也會導(dǎo)致混凝土的干燥收縮。

2.4 水穩(wěn)層含水量問題

水穩(wěn)層的水分控制，必須保證在適當(dāng)?shù)暮氏逻M行碾壓，以達到最大的水穩(wěn)層密度，水分含量過高或過低，將會對最終的壓實效果產(chǎn)生不利影響。通常水分含量在0.5%～1%之間是最適宜的。在實際的水穩(wěn)層含水率控制中，溫度和輸送距離的長度應(yīng)加以考慮。若水分太多時，碾壓過程中會出現(xiàn)波浪、黏輪等現(xiàn)象，會對混凝土的密度、穩(wěn)定性造成一定的影響，并使混凝土的干燥收縮結(jié)構(gòu)層增大，從而導(dǎo)致開裂。若水分含量低、混合料疏松、碾壓較為困難且不容易成型、同時會影響混合料的密度和強度[2]。

因此，在施工中應(yīng)根據(jù)實際氣候條件和運輸距離，適時調(diào)整原料的含水率，以確保拌和料的最佳鋪展和碾壓效果。

2.5 組織施工不及時的問題

在水穩(wěn)層混合料中，混凝土的摻水?dāng)嚢璐嬖趦蓚€時限，即初凝和終凝。在冬天和夏天，如果未及時進行施工或未采取相應(yīng)的措施，會導(dǎo)致混凝土的整體強度和整體性能下降。在工程建設(shè)中應(yīng)嚴格控制工期，防止因施工組織不當(dāng)造成公路質(zhì)量降低。

3 路面水穩(wěn)基層質(zhì)量控制措施

3.1 原材料的質(zhì)量控制

對原料質(zhì)量的控制主要有兩類：水泥和級配碎石。水泥的初凝時間應(yīng)大于3h，終凝時間也比較長，應(yīng)選用6h 以上的低等級水泥。水泥固化的持續(xù)時間是決定水泥穩(wěn)定碎石的最佳施工時機[3]。級配碎石是指根據(jù)結(jié)構(gòu)特性選擇碎石的粒徑和成分，由此決定其配合程度和強度的具體調(diào)整，從而確保級配的持續(xù)進行。原料的級配是質(zhì)量的核心，應(yīng)著重對堆放區(qū)進行合理布局，對堆場進行硬化處理，修建排水設(shè)施，防止對物料造成不必要的污染。堆料時應(yīng)用小堆，避免堆得太高，防止大顆粒滾落下來影響集料的級配。同時，水泥穩(wěn)定混凝土的質(zhì)量與混凝土的強度、密實度有密切關(guān)系，水泥、粗骨料、細骨料、外加劑等均需嚴格控制質(zhì)量，水泥作為水泥的黏結(jié)劑，其質(zhì)量對水穩(wěn)層的強度有著很大的影響。

3.2 混合料配合比質(zhì)量控制

為了保證路面結(jié)構(gòu)的強度，保證路面的整體使用壽命和使用品質(zhì)，在進行水穩(wěn)層施工時，應(yīng)先對原材料進行配比測試，確定其強度指標，由工程師批準后進行示范和鋪筑，并對試驗路段的抗壓強度進行測試，最后確定生產(chǎn)配合比和施工配合比[4]。水泥用量對混凝土的強度、硬度有很大的影響。水泥含量偏低，會導(dǎo)致水穩(wěn)層強度下降；水泥用量大，不僅會提高工程造價，還會造成水穩(wěn)層裂縫，從而對路面的施工造成不利的影響。

因此，在攪拌過程中應(yīng)充分考慮混凝土的損失，并盡可能地將混凝土的實際用量與試驗結(jié)果進行適當(dāng)調(diào)整，以確保水穩(wěn)層的質(zhì)量。瀝青混合料中水含量對瀝青路面的緊密性、強度影響較大，通常以0.5%～1%為宜。如在溫度高或運輸距離遠的情況下，應(yīng)將其調(diào)節(jié)到1%～2%，以補償在運輸、鋪裝和碾壓時的失含水量。在水分控制中，應(yīng)比理想含水率稍低于0.5%，否則會造成水波等問題，從而影響混凝土的密度和平整度，提高干縮率會造成干燥開裂，若水分太少混凝土的密度和強度都會受到影響。在工程施工中，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和運輸距離，適時調(diào)整原料的含水率，使之與實際情況相一致，以取得最佳的碾壓效果[5]。

3.3 水穩(wěn)層混合料的攤鋪

在鋪設(shè)瀝青路面前，應(yīng)對路基的高、低、寬、斜坡的壓實度進行全面檢查，確保路基符合要求，不合格的應(yīng)及時采取補救措施，并清除基層表面的浮土、雜物等，避免后期施工中出現(xiàn)松動、脫皮等問題。在鋪展前，先向下承層噴灑水分，然后再進行下一階段的施工。在施工之前，還需考慮到對施工的控制，應(yīng)重新測量線路的導(dǎo)線點和水準點，水準點應(yīng)建在鄰近的橋梁岸邊，便于施工。在水穩(wěn)層施工之前，先用石灰標出道路及邊界線，既能確保攤鋪機鋪面上的水穩(wěn)層作業(yè)，又能有效控制鋪面的規(guī)整。垂直方向的間隔需特別注意，直線距離為20m，曲線為10m，鋼絲繩可以防止施工人員的干擾，避免引起平鋪起伏，在200m 處進行分段，在鋪展之前應(yīng)對高處進行指數(shù)檢測。同時，因為水拌和的時間有限，在鋪墊的過程中須檢查鋪墊設(shè)備的情況，以免機器出現(xiàn)故障而導(dǎo)致半路停車，對后期的施工帶來很大影響，應(yīng)準備好攪拌設(shè)備和材料。攤鋪機的設(shè)備類型也會影響最終品質(zhì)，在選擇攤鋪機時應(yīng)選用全自動攤鋪機，并盡量一次完成攤鋪，以保證鋪面的厚度和平整度，攤鋪效果需達到不離析、級配良好、均勻度和水平坡度達到規(guī)范要求。攪拌好的拌和料運輸至工地時，應(yīng)按規(guī)定的松鋪厚度均勻地攤鋪，在攤鋪時盡量減小拌和料的數(shù)量，并保證攤鋪機器的方向精度在基層上畫上線控制，規(guī)范攤鋪機行走方向。

3.4 水穩(wěn)層混合料壓實

在混合料攤鋪后，在混合料含水率最優(yōu)的條件下，按試驗階段所確定的碾壓工藝，采用20t 或更大的壓路機，在結(jié)構(gòu)寬度范圍內(nèi)進行全路段的碾壓，并根據(jù)時間的長短和當(dāng)?shù)販囟鹊淖兓?，適時調(diào)整碾壓段的長度。溫度越高，水分蒸發(fā)越快，碾壓長度也就越短；在天氣寒冷時，可以適當(dāng)加長碾壓長度，如果壓實區(qū)太短，則會產(chǎn)生不均勻的現(xiàn)象，通常采用橡膠壓路機或鋼輪壓路機進行1～2 次碾壓。復(fù)壓方法是用振動壓路機加壓2～4 次，最后使用鋼輪式壓路機或橡膠輪式壓路機加壓1～2 次。在碾壓工序中不允許有任何多余的平彎段，應(yīng)從兩邊的道路上碾壓，如超高則要從內(nèi)部的道路向外碾壓。碾壓時相鄰的兩個路肩要形成45°的臺階，從攪拌到粉碎時間應(yīng)控制在2h以內(nèi)。

3.5 水穩(wěn)層的養(yǎng)護

后期妥善維護水穩(wěn)層，以保證水泥層穩(wěn)定碎石的強度，有效減少和預(yù)防干縮開裂的發(fā)生。應(yīng)加強對原材料的控制，確?；炷潦┕さ恼w質(zhì)量。每段基底層須經(jīng)過壓實度的檢驗，再加以維護、保濕養(yǎng)生，待基層施工結(jié)束后及時移交給路面施工單位用瀝青乳液保養(yǎng)，以免基層長時間曝曬于空氣中。對于瀝青路面，其表面必須保持干燥清潔，同時，還應(yīng)加強對行車荷載以及自然因素的控制。養(yǎng)護期一般超過7d，在一條徹底閉塞的路上，除灑水車外，不得有車輛通行。若溫度較低，須對公路面層進行加熱處理。冬季養(yǎng)護中，應(yīng)采取覆蓋、保溫等措施。為了避免基層產(chǎn)生裂縫或表層的破壞，可使用先鋪設(shè)塑料膜的方法，然后用黏土膜保養(yǎng)，減少或避免溫差過大造成溫縮裂縫。

4 結(jié)語

由于水穩(wěn)定基層施工技術(shù)的特性，施工中被廣泛應(yīng)用。因其強度高、施工工藝簡單、施工效率高，水穩(wěn)基層技術(shù)受到了廣泛重視。在實踐中，通過對路面質(zhì)量的控制，采取更加科學(xué)合理的控制方法，可以有效改善道路的施工質(zhì)量。目前，我國的公路工程建設(shè)已取得了長足的發(fā)展，其優(yōu)良的力學(xué)性能、水穩(wěn)性、抗裂性等優(yōu)勢在工程實踐中得到充分體現(xiàn)。結(jié)合工程實際，從多個方面對工程質(zhì)量進行全面控制，全面提高工程建設(shè)的質(zhì)量。在施工中需嚴格按施工程序進行，避免人為因素的影響，不斷提高技術(shù)水平和路面的質(zhì)量，為通行安全打下良好基礎(chǔ)。