浅谈水泥稳定碎石基层施工的质量控制

2016-07-08郑水木龙岩交通建设集团有限公司龙岩364000

福建交通科技 2016年2期

■　郑水木（龙岩交通建设集团有限公司，龙岩　364000）

浅谈水泥稳定碎石基层施工的质量控制

■郑水木
（龙岩交通建设集团有限公司，龙岩364000）

摘要水泥稳定碎石基层在高等级道路中广泛应用，同时也暴露出施工过程中容易出现离析、局部松散破碎、干缩裂缝等问题。文章结合龙岩市赤水至龙门集镇道路工程水泥稳定碎石基层的施工，从原材料选择、配合比设计、施工工艺及施工过程控制等方面分析高等级公路路面基层的质量控制要点，同时提出施工过程注意事项及质量控制措施。

关键词水泥稳定碎石基层质量控制

1　工程概况

龙岩市赤水至龙门集镇道路工程，道路等级为公路一级、城市快速路，道路宽度60m（5m人行道、非机动车道+7.5m辅道+4.5m侧分隔带+12m主路机动车道+ 2m中央绿化分隔带+12m主路机动车道+4.5m侧分隔带+7.5m辅道+5m人行道、非机动车道），路线全长4273.3米，主路路面结构层为20cm厚级配碎石垫层+ 20cm厚3％水泥稳定碎石底基层+20cm厚5％水泥稳定碎石基层+8cm厚粗粒式沥青砼面层+6cm厚中粒式改性沥青砼面层+4cm厚细粒式改性沥青砼面层，5％水泥稳定碎石基层顶面交工验收弯沉值LS=30.7（0.01mm）。

2　原材料选择

（1）水泥作为稳定剂，其质量至关重要，应选用初凝时间4h以上和终凝时间较长（宜在6h以上）的低标号水泥，如普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥均可采用，不得采用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥。水泥各项技术指标应满足技术规范的要求，初终凝时间是确定水泥稳定碎石的施工控制时间的重要依据。本工程选用十大牌P.C.32.5普通硅酸盐水泥。

（2）集料在混合料中起骨架和填充作用，其质量控制指标主要是压碎值和级配，为了把好质量关，应加强对料源检查，在使用过程中应按规定频率抽样检验，不合格的材料不能用于工程中，并应及时清除出场。本工程采用当地赤水石料场生产的碎石和石屑，规格为：10～25（mm）、5～15（mm）和0～5（mm），碎石集料压碎值为20.7％。对三种规格石料进行筛分试验，根据筛分结果通过试算法组配混合石料，经计算混合石料级配满足设计要求。

3　配合比设计

（1）根据公路建设项目办及设计图纸要求，结合当地材料和施工环境等实际情况，按照7天无侧限抗压强度4.0MPa进行混合料配合比设计。

（2）通过几种石料级配试验，确定掺配比例为：10～25mm碎石占40％，5～15mm碎石占35％，0～5mm石屑占25％，可满足规范级配要求。石料筛分和混合石料级配计算结果（通过量）见表1。

表1　石料筛分和混合石料级配计算结果（通过量）表

（3）采用5％水泥剂量为标准，分别增加减少1％水泥剂量各做一组试验，对三种不同水泥剂量的混合料做标准击实试验，确定出不同水泥剂量混合料的最大干密度和最佳含水量。混合料标准击实试验结果见表2。

表2　混合料标准击实试验结果表

（4）按规范规定制备试件测定7d无侧限抗压强度（工地压实度按98％控制），从试验结果来看4％剂量水稳碎石强度略低，安全系数小，5％剂量基本能够满足要求；6％剂量则强度过高不经济，因此选用5％水泥剂量作为施工标准。7d无侧限抗压强度试验结果见表3。

表3　7d无侧限抗压强度试验结果表

4　试验段施工

通过试验段的铺筑，获取最优的施工配合比、精确的拌和时间、摊铺速度、压实机具的最佳组合及碾压工艺、摊铺系数及合适的作业长度等一系列控制参数，进行标准化施工。试验段长度宜为100～150m，除强度及几何尺寸满足要求外，压实度也是控制的关键环节，宜选用两种或多种不同的碾压组合，必要时可调整水泥及水的用量。具体实施步骤如下：

（1）施工前检查底基层的高程、横坡、平整度、宽度等指标并做详细记录。

（2）清除工作面上的松散粒料、灰尘、泥土和其他杂物。

（3）进行施工测量放样：由测量人员准确量出路面中线、宽度线、高程，确定引导摊铺机行走的标高基准控制线，要求将用钢筋焊接的支杆按直线段10m间隔锭入地面，并用钢丝绳拉紧，起到控制摊铺机行走方向和高程的作用。

（4）按拟定方案组织施工，详细记录，及时观测摊铺厚度、摊铺机行走速度、压路机碾压速度和碾压遍数。

（5）试验段施工结束后，立即检测高程、厚度、平整度、压实度、强度和路拱等。

（6）根据检测结果、施工过程中采用的施工方法、施工工艺，施工人员、机械设备以及解决离析、局部松散破碎、干缩裂缝等问题的措施，总结分析后，确定大面积施工的施工配合比和施工方案。

5　混合料拌和

（1）采用集中厂拌法，WCB-500强制式拌和机2台共2套，自动配料称量系统按试验段总结出的施工配合比进行配合。

（2）严格按配合比控制水泥剂量，水泥剂量太小，不能确保水泥稳定碎石的施工质量，而水泥剂量太大，既不经济、还会使基层的裂缝增多、增宽，从而引起沥青面层相对应的反射裂缝。

（3）搅拌过程要根据气温情况及运输距离适时调整含水量的大小，拌和含水量根据规范、经验及现场摊铺碾压的效果确定，一般情况下应比最佳含水量略高0.5％～1％，若气温较高或运输距离较长时应高1％～2％，以弥补混和料运输、摊铺和碾压过程中水分的损失，如果机械碾压性能较好且经验丰富时，应控制现场含水量比最佳含水量略低0.5％。

6　混合料运输

采用大吨位的自卸运输车运输，在卸料和运输过程中尽量避免中途停车和颠簸，以确保混合料不产生离析，此外，还要根据运输距离和天气情况，考虑混合料是否采用苫盖，以防水分过分损失及表层散失过大。运输车辆的数量按拌和站与施工现场的距离以及现场的摊铺数量确定，车辆过多，摊铺不及时就会造成现场混合料等待时间过长，水分散失或水泥已经开始初凝，车辆太少，现场机械等料时间过长，不利于施工进度的控制。

7　混合料摊铺

7.1准备工作

（1）摊铺前应对底基层进行验收，全面检查底基层的高程、宽度、横坡度、压实度、弯沉等，凡不合格的必须采取适当措施进行补救，同时要将其上的松散粒料、浮土、杂物清理干净，开始摊铺时，应洒水使其表面湿润。

（2）施工放样：首先是在已铺好的底基层上恢复中线、边线，直线段每20m设一桩，曲线段每10m设一桩，并在两侧外缘外0.3～0.5m设指示桩，然后进行水平测量。在各桩点上根据设计标高及试验段确定的松铺厚度设置摊铺机水平传感导线，导线采用直径2～3mm的不锈钢丝，用张紧器张紧并固定好，张紧力不小800N，每次架设长度不大于200m，钢丝绳与钢筋支杆间要固定好，一般在钢筋支杆端刻出3mm槽，让钢丝绳正好卡在槽内并用扎丝固定，以防钢丝绳上下滑动，应在摊铺前和摊铺过程中对导线进行复核测量，确保施工的准确性。

（3）松铺系数：在试验段施工中，通过定点、定桩位控制测量高程并记录，得出松铺系数为1.28～1.33，本工程取1.3的松铺系数指导全线施工。

7.2摊铺

（1）选用徐工RP953E型摊铺机进行施工。采用在底基层上洒白灰线的方法确保摊铺机行走方向的准确，混合料运至现场及时按确定的松铺厚度均匀、匀速的摊铺，摊铺过程中尽可能少收料斗，严禁料斗内混合料较少时收料斗，摊铺机要保持适当的速度均匀行驶，不宜间断，以避免基层出现“波浪”和减少施工缝，如因故中断2h时应设置横向接缝，摊铺机应驶离混合料末端。试验人员要随时检测混合料的配合比和水泥剂量，并及时反馈拌和站。必须配备专人消除粗细骨料离析现象，如果发现粗集料窝应予铲除，并用新拌混和料填补，此项工作必须在碾压之前进行，严禁薄层贴补。

（2）本工程受原县道交通组织影响，必须保持半幅通车，只能半幅施工。在前一幅放样时，向中线外侧放宽30cm，以便纵缝的处理，纵缝必须垂直相接，严禁斜接，上下层纵向结合部位置应错开距离不小于1m，尽可能避开行车道位置。

（3）对于摊铺机无法摊铺的路段或部位采用人工摊铺，并严格控制基层纵横坡和平整度。

8　碾压

（1）压路机（按其吨位大小）在碾压过程中按照“稳定—振动—收面”和“先轻后重，先慢后快，先边后中”的原则进行阶梯型碾压，碾压长度不小于50m，碾压时控制混合料的含水量处于最佳值，有时还需人工补水（简易喷雾器）。

（2）用轻型压路机并配合12t以上压路机在结构层全宽内进行碾压。碾压段长度根据试验段确定的长度及气温情况确定，气温高时，水分蒸发快，缩短碾压段长度，反之，可适当延长碾压段长度，以40～50m为宜，过短则易造成平整度较差。初压采用胶轮压路机及钢轮压路机分别静压一遍，复压采用振动压路机低频高振2遍然后高频低振2遍，终压采用钢轮压路机或胶轮压路机静压1～2遍，碾压速度初、终压宜为1.5～1.7km/ h，复压宜为2.0～2.5km/h，直线和不设超高的平曲线段，由两侧路肩向路中心碾压，设超高的平曲线段，由内侧路肩向外路肩进行碾压。碾压时，轮迹应重叠1/2轮宽。相邻两段的接头处，应错成横向45°的阶梯状碾压。严禁压路机在已完成或正在碾压的路段上“调头”和急刹车。自拌和至碾压结束原则控制在2h以内。

（3）压实后的基层表面应达到平整，无轮迹和隆起的现象，平均压实度达98％以上，满足《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）的要求。

9　养生

（1）每一段碾压完成且自检压实度合格后，立即进行养生，不能延误。

（2）养生采用麻袋覆盖，因当地有麻纺厂用麻袋较为经济，覆盖后用洒水车洒水，由于麻袋能吸水并保水时间较长，在气温较高的夏天每天只需洒透3～5遍水，且麻袋结实，周转期长，成本低，养生效果较好，也可以用草袋等（不允许使用土）。

（3）在养生中特别应注意对两个侧边的养护，养护不宜少于7d，在养生期间应封闭交通，严禁车辆通行。

（4）养生期结束后应立即清除麻袋、浮土杂物，喷洒透层油（乳化沥青），待2h后，均匀洒铺0～5mm石子，用6～8t轻型压路机碾压后方可开放交通。

10　控制要点

10.1前场

（1）含水量控制：当摊铺现场混合料含水量接近最佳含水量时，压实度才能得到保证。含水量过大，既会出现“弹软”、“波浪”等现象，影响混合料可能达到的密度和强度，也会增加混合料的干缩性，使结构层容易产生干缩裂缝；含水量过小，混合料易松散，不容易碾压成型，也会影响混合料可能达到的密度和强度。石屑、碎石每天使用前取2个样品测其含水量，以便及时调整施工配合比。施工中除了对拌和时水分控制外还应注意气温、天气的影响，现场技术人员应及时将混合料碾压后的效果反馈给拌合站，以便拌合站对含水量及时进行调整。

（2）平整度控制：摊铺机摊铺后，自检员应及时用3m直尺或没有变形的铝合金尺条检查其平整度，不符合要求的地方即时用人工整平，已形成的基层应及时检测。

（3）压实度控制：若发现压实度不足的现象，及时补压避免留下隐患（碾压取样必须在初凝前结束）。

（4）时间控制：施工过程中一定要严格控制混合料的拌和、运输、摊铺及碾压时间。

（5）管养：碾压终了，应及时覆盖洒水养生，并派专人分段看管，封闭交通，禁止车辆通行，并对被风吹动的或没有覆盖好的地方及时补盖。洒水应由专人专车负责，保持养护期内水泥稳定碎石基层表面始终保持湿润。

10.2后场

（1）原材料控制：杜绝不合格材料进场，水泥每批次或每500t检测一个样品，进行标号、初凝时间、终凝时间、安定性和细度指标的检验；碎石每2000m3取2个样品进行颗粒分析、相对密度，吸水率、压碎值试验。

（2）混合料拌和质量的控制：检查生产的实际配合比是否在容许的偏差范围内，尤其是级配和水泥剂量的控制。拌和场应配置一名试验工程师和一名试验员，随时抽查水泥剂量和级配情况，一旦发现混合料的质量有异常，及时通知暂停生产，待排除故障后再继续生产。