水泥稳定碎石路面基层施工技术及质量控制

2014-04-15史毅杰

交通运输研究 2014年9期

史毅杰

（邢台市路桥建设总公司，河北邢台 054000）

随着我国交通荷载量的日益增大，对公路路面也就有了更高的质量要求，大量工程实践表明，路面基层施工质量成为影响公路使用寿命和性能的重要因素之一。本文结合水泥稳定碎石施工技术，对路面施工质量和施工工艺加以探讨，希望对延长公路使用寿命和提高性能有所帮助。

1 水泥稳定碎石路面基层简介

水泥稳定碎石路面基层由于具有良好的水稳定性、温度稳定性、整体性、抗冻性、力学性能、面层结合优良以及耐久等技术优点，并且工程材料来源广泛，能够就地取材，同时工程原材料和混合料拌和之后便于机械摊铺施工，因而已广泛应用于公路基层施工中。为了确保水泥稳定碎石基层质量能够满足公路使用性能的要求，除了工程本身设计合理之外，还需要加强水泥稳定碎石的原材料选择、材料配合比以及施工质量的控制。另外，从很多公路病害和损害统计情况可以看出，公路遭到破坏基本上都是首先从基层开始，可见公路路面基层对公路使用寿命和使用性能起到十分重要的作用。基于此，本文主要结合公路基层施工经验，来讨论提升水泥稳定碎石路面基层施工质量的措施。

2 施工材料的质量控制措施

公路施工材料是工程建设的基础，对施工材料进行严格的质量控制是确保工程质量的基础，同时也是施工的重要环节。水泥稳定碎石路面基层的材料主要有粗集料、水泥、矿粉和细集料等。要做好施工材料的质量控制，必须做好以下几点。

（1）水泥应该选用初凝时间和终凝时间分别在3h以上和6h以上的低标号水泥，例如矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等，但是不得使用早强水泥、快硬水泥和变质受潮的水泥。

（2）施工工程的各项技术指标必须符合相关技术规范要求，水泥稳定碎石施工控制时间是由水泥的初凝和终凝时间来确定的。

（3）粗集料要根据工程结构层性能来选择合适的颗粒和碎石压碎值，进而确定出碎石的级配和强度，而细集料需要控制好石屑颗粒和优质天然砂的配比以及掺和量，进而确保级配的连续性。

总之，必须在工程现场严格控制施工材料的质量，对所有的施工材料进行试验，在使用过程中结合工程的实际情况并按照规定的频率予以抽样检验，对于不合格的工程材料不得用于工程施工且要及时清理出场，避免混淆使用和污染合格材料。

3 拌和料配合比试验和设计

水泥稳定碎石施工技术需要对原材料之一的矿粉测定相对密度和筛分试验，然后对各种矿粉的计算用量比和颗粒级配绘制级配曲线。水泥稳定碎石结构的干缩性还会受水泥剂量的影响。通常干缩性随着集料粒径的增大而减小，细粒土的收缩性也要比粗粒土的收缩性大。对于水泥稳定碎石结构来说，随着水泥剂量的增加，收缩性将会逐步减小，当水泥剂量达到一定值时，收缩性达到最小，若再增加水泥剂量，收缩性将会逐步增大，很容易产生收缩裂缝。如果拌和料中的塑性细土含量过大，也很容易产生干缩裂缝，且随细土含量的增加，裂缝也明显增加，从而影响基层结构的整体强度，因此为了确保水泥稳定碎石基层结构的抗冲刷能力和减少收缩性，拌和料的级配曲线必须是平滑的S形曲线，且能够将通过4.75mm筛孔的拌和料控制在35%～39%，能够将通过0.075mm筛孔的拌和料控制在2%以内。在满足工程设计要求的前提下，水泥剂量不宜超过6%，同时还要考虑不同基层结构的设计强度要求，确定水泥剂量、各种材料的最佳含水量和最大干密度，进而根据矿料级配来初步确定各种原料的用料比例。此外，还应该根据不同工程材料的差异，使拌和料的强度满足7～10d的钻芯取样检测完整的要求。

4 施工现场的测试

我国公路路面基层施工技术规范要求高等级路面基层在施工之前必须有计划地使用施工机械设备，并进行试验拌和料配合比的铺筑试验，通过区域试验所得出的各种参数来确定最佳配合比、拌和时间、压实机械组合、摊铺速率、碾压施工以及最佳施工长度等一系列控制参数，进而得出相应的标准施工方法。试验区域除了几何尺寸和基层强度满足工程要求之外，现场钻芯取样的强度和完整性也是施工质量控制的关键环节，试验段的长度控制在100～150m范围最佳，必要时还可以调整含水量测试和水泥用量来获得更加完整的工程信息。

5 工程材料的拌和

根据路面基层技术规范要求，水泥稳定碎石采用厂拌混合料方式，且必须注意以下几个方面的问题。

（1）厂拌设备的选择

厂拌设备在一定程度上能决定拌和料的均匀性和配料精度，应选用生产能力超过400t/h的高性能拌和机，并且带有电子计算装置，才能够保证拌和料符合工程配比要求。

（2）严格控制水泥剂量

水泥剂量若太少则无法保证路面基层的质量，太大又很容易产生裂缝等病害，还会增加工程成本。水泥剂量的确定还应该考虑施工过程中的各种损耗，可以在试验剂量上增加0.5%，但是不得超过6%，确保路面基层收缩性最小。

（3）严格控制含水量

若含水量过大，将会增加拌和料的干缩性，进而产生干缩裂缝；若含水量过小，则拌和料比较松散，不便于碾压成型，还会影响基层的强度。根据工程环境条件，一般情况下要比最佳含水量略高0.5%～1%，气温较高和空气干燥的情况下可以增加到2%，同时要减少拌和料在运输和摊铺过程的水损失。

6 拌和料的运输

运输拌和料的车辆载重量不得小于15t，并且是自卸式运输车辆，在运输和卸料过程中要尽量避免颠簸和停车，以免拌和料产生离析，同时要迅速进行摊铺施工。拌和料运输还要充分考虑到天气和运输距离，以及是否采用遮盖措施来减少运输过程中水分的损失。卸料过程中，运输车辆和摊铺机保持30cm的距离，不得撞击摊铺机。

7 拌和料的摊铺施工

（1）摊铺前的准备工作

摊铺前，必须对底基层的横坡度、宽度、强度、压实度等进行全方位的检测，对发现的问题及时处理，同时将底基层的杂物和污物及时清理干净。同时，摊铺前对下承层的表面洒水，保持其湿润。

（2）摊铺时间的限定

要充分考虑水泥稳定碎石摊铺时间限制的因素，必须确保摊铺设备和碾压设备能够快速和正常使用，以免机械故障造成不必要的损失。

（3）拌和料的摊铺

运输到施工现场的拌和料在摊铺过程中要尽量少收料斗，不得在料斗中拌和料较少的时候收料斗。摊铺机行走方向的准确性可以通过支设钢模板来控制，摊铺过程中要匀速行驶，不得间断，避免路面基层出现“波浪”等病害。摊铺中断2h以上时必须设置横向接缝，摊铺过程中必须随时检查拌和料的配合比，防止出现离析现象。如果路面基层分两层摊铺，在摊铺上层的时候必须进行洒水泥净浆或者表面拉毛处理。

8 拌和料的压实施工

拌和料摊铺施工之后，根据拌和料的含水量和外部施工环境来确定碾压方式。气温较高时，水分损失比较快，应该尽量缩短碾压长度，反之相应增加碾压长度，一般以40～50m最佳。初压一般采用钢轮或者胶轮压路机静压1～2遍，复压采用振动压路机以弱振强度碾压2～4遍，终压采用钢轮或者胶轮压路机静压1～2遍，初压和终压速度约为1.5～1.7km/h最佳，复压速度以2.0～2.5km/h最佳。禁止压路机在碾压和已完成碾压的路段上掉头和急刹车，并且要将碾压时间控制在2h以内。

9 水泥稳定碎石基层养生措施

基层碾压施工结束且经过检验合格之后，必须立即进行养生。通常采用不透水薄膜、草袋、湿砂和土工布等覆盖洒水保湿的方式养生，养生不得少于7d，并且要封闭交通。合理的养生措施是确保水泥稳定碎石强度的重要举措，它可以避免和减少干缩裂缝。养生期结束后要及时铺筑路面封层，这是减少干缩裂缝的重要措施之一。外界温度比较低时，还应该采取覆盖保温措施，防止基层表面受损和开裂，具体可以先铺设塑料薄膜后进行覆盖养生，这样可以避免或减少因为温差过大而产生温度裂缝。