路面水稳基层施工存在的问题和质量控制措施

吕 炳 森

(太原市市政公用工程质量监督站，山西 太原 030012)

0 引言

水稳层施工技术由于其具有强度高、技术简单、施工效率高和抗融冻交变载荷强等优点，在市政道路施工当中得到了广泛应用。但是水稳层施工技术也存在一定的问题和缺点，随着其普及和大量应用，问题也逐渐凸显出来。水稳层凝固后具有抗融冻交变载荷强、表面强度高等优点，是当今市政道路常用的基层材料，但其收缩系数较大，抗变形能力较低，透水性差，表面易积水，破裂后不能愈合，对荷载大小的敏感性较大。这会极大影响市政道路的力学性能，水稳层的施工质量在道路工程路面的施工质量中扮演着非常重要的角色。因而需要加强对道路水稳基层施工的研究，不断提高道路水稳层施工的质量。所以，本文主要对市政道路工程中的水稳层施工技术在施工过程中容易出现的问题及质量控制措施进行分析探讨，以期对水稳层施工技术的逐步完善提供指导。

1 水稳基层

1.1 水稳基层概念

道路基层是指在路基垫层表面上通过特定的施工技术手段铺筑而成的层状结构，道路基层是整个道路的承重层，其主要使用单一材料或者混合材料按照一定分层比例铺筑而成。道路基层的材料配比与施工质量是影响路面质量和性能的最主要因素。道路水稳基层称为水泥稳定碎石层，是指将水泥稳定碎石(简称水稳)以级配碎石作骨料，通过与水泥砂浆按照一定的配合比例来填充骨料的空隙，水稳水泥的用量一般为混合料的3%～6%，通过嵌挤原理进行摊铺、振捣、压实等施工方法得到混合料形成水泥稳定碎石层，达到道路工程养护的目的。它的初期阶段强度高，并且强度随龄期的增加而增加并很快结成板体，因而具有较高的强度，7 d的无侧限抗压强度可达1.5 MPa～4.0 MPa，较其他路基材料高。且具有施工技术简单、施工效率高、抗渗度和抗融冻交变载荷强等优点，因此其施工方式适合作为道路工程路面基层施工中的最佳施工方式。

1.2 水稳基层施工案例

本文针对太原市某道路工程施工的水稳基层施工来探讨，该道路主线按照双向四车道设计，2.5 m为中间带宽，0.85 m为路肩宽度。施工路段路面基层主要包含主线路面基层和匝道路面基层。主线路面基层由下到上分别为水泥稳定碎石底基层，设计厚度为33 cm、水泥稳定碎石基层，设计厚度为17 cm，其中水泥稳定碎石底基层施工量为324 789 m2，水泥稳定砂砾基层施工量为249 752 m2。匝道路面基层由下到上的顺序分别为水泥稳定碎石底基层，设计厚度为25 cm、水泥稳定碎石基层，设计厚度为15 cm，其中水泥稳定碎石底基层施工量为85 763 m2，水泥稳定砂砾基层施工量为69 078 m2。水稳基层施工一般是在级配碎石中加入水泥将级配碎石进行混合凝固，级配碎石一般选用直径4 mm～9 mm碎石，级配碎石的密实比一般在20%～35%的范围。使级配碎石与水泥形成一个板结体，这样碎石就不容易分散，形成的水稳基层就比较固定。水稳水泥的用量一般为混合料的3%～6%，水泥的密实比一般在95%～98%的范围，混凝土的拌制一般采用固定的拌和工厂或移动式拌和站进行。水泥的养护时间为7 d，其无侧限抗压强度可达3.0 MPa。

2 水稳基层施工质量存在的问题

在水稳基层施工过程中，很容易出现以下六个问题：

第一，水稳基层与下承层之间整体结合性差。由于市政工程的特殊性，大多存在工期紧张的问题。许多参建单位因此就会忽视结合面的清洁、湿润和透层油的施工质量，存在下卧层松散、有浮土、透层油喷洒厚度不够和局部漏洒的现象，这极大地降低了层间产生的粘结应力，层间应力会极大影响层与层之间的连接。同时还存在施工组织不利导致透层油被轮胎碾压破坏。这必然会影响结构层之间的粘结力和表面的密封效果。

第二，水稳混合料原材料质量差，配合比控制不到位。目前政府对水稳拌和站的监督管理还达不到商品混凝土拌和站的程度。这必然会使得一些水稳拌和站厂家存在偷工减料、原材料质量不过关、配合比控制不到位等问题。这些指标是水稳基层质量的前提和保障。

第三，水稳混合料水泥剂量控制不到位。施工过程中施工单位为了尽快达到强度要求，水稳混合料水泥剂量往往偏高。这将会为后期产生收缩裂缝埋下隐患。

第四，水稳混合料含水量控制不到位。水稳混合料在最佳含水量的情况下进行碾压成型，才能达到最大密实度。如果含水量过大或者过小，都会影响最后的压实效果。尤其是在夏季温度高和雨季空气中含水量过大的情况下，必须实时动态调整水稳混合料的含水量。

第五，组织施工不及时。由于水稳混合料当中的胶凝材料水泥在掺水拌和过程中有初凝时间和终凝时间的限制，这就要求施工单位在组织施工的时候必须控制好从加水拌和到摊铺碾压成型的时间。尤其是冬季施工期间，如果组织施工不及时，或者冬季施工措施不到位，必然会使水稳基层强度和整体性大打折扣。

第六，容易产生松散、离析等现象。水稳混合料运输到现场堆放不合理、摊铺过程中未使用摊铺机、冬季施工未采取科学合理的保温措施等都可能使水稳基层产生松散、离析等现象。

3 水稳基层施工质量控制措施

针对路面水稳基层施工过程中出现的六个问题，水稳基层施工的质量一般从六个方面采取控制措施：

第一，水稳混合料原材料质量的控制。如果水稳混合料的原材料质量没有满足施工要求，那么水稳基层的强度和密实度就极大的降低。水稳混合料所用的水泥、粗骨料、细骨料、外加剂等原材料的进场都必须严格按照规范要求进行质量和规格检验，水泥作为混合料的一种凝固剂，其质量对水稳层的强度具有很大的影响。检验合格后上报主管部门审批，审批通过后方可用于工程施工。

第二，配合比控制及拌和质量的控制。首先，水稳基层施工前，各参建单位必须取样进行水稳材料配合比试验，并经监理工程师审批通过，方能使用该配合比进行水稳材料的配制。混合料拌和过程中必须实时监测配合比的数据变化，同时根据摊铺现场反馈回来的数据进行适当的调整。其次，要严格控制水泥的用量，如果水泥用量太小，不能保证水稳混合料的质量；如果水泥的用量太大，既不经济，还会使水稳基层产生裂缝，最终裂缝会扩散到沥青路面形成扩展裂缝。因此一定要严格控制水泥的质量和用量，这样既能保证水稳层的强度又能节约施工成本。

第三，水稳层施工过程的控制。水稳混合料搅拌、运输、摊铺及碾压成型的时间要严格控制，确保水稳基层施工质量。在对混合料进行摊铺及碾压成型施工过程中，要保证混合料摊铺的均匀性和连续性，而水稳施工过程中很容易产生积水现象，因此在整个过程中要保证水稳层水分的适量和均匀性。在摊铺过程中，一般会使用平板式振动器或者立式振动器进行振捣施工，将混合料内的气泡和缝隙消除，在振捣施工中要保证混合料的初凝时间大于混合料从拌和到摊铺结束的时间。由于水泥初凝时间的限制，混合料施工组织必须工序紧凑，人员机械配合到位，同时也要考虑天气和外界因素对施工的影响。并且监测人员在整个过程中要随时监测混合料的配合比，如果配合比发生变化则随时控制相应的配合比。

第四，季节变化和温度变化对施工的影响。高温季节施工和冬季雨季施工温度湿度的控制水稳基层施工过程中难免会碰到高温季节或冬雨季。含水量是混合料质量的一个重要指标，控制不好就会影响混合料的强度和耐久性。含水量的大小不仅要按照配合比的要求进行调整，还得考虑运输距离的长短及天气的温度湿度变化等因素。

第五，结构层之间及施工缝的质量控制。如果道路结构设计了底基层或垫层，各参与单位就应该重视透层油的材料质量和施工质量，确保路面结构的整体性。根据相关的力学原理，结构层与结构层之间存在很大的层间应力，层间应力会极大影响层与层之间的连接，因此与既有道路的结构层衔接成为施工过程中的薄弱环节，如果偷工减料，结构层之间结合不好或有施工缝的部位就会出现层间偏离或层内裂纹等病害。

第六，养护质量的控制。养护工作对于水稳基层来说是非常重要的一道工序。在碾压完成后要及时对工作面进行养护，现有的养护方法有洒水养生、薄膜覆盖养生、土工布养生和“一布一膜”覆盖养生。近年来还出现了不少先进的养护方法，比如透层油加稀浆封层结构进行养生等，这些好的方法都值得我们去推广使用。养生温度对水稳基层的强度有很明显的影响，养生温度越高，水泥稳定碎石基层的强度就越高。在常温条件下，水泥稳定碎石基层的养护时间至少应7 d。在养护期内，一定要保证水泥稳定碎石基层表面始终处于湿润状态，从而避免不稳定的干湿状态而产生干缩裂缝。水泥稳定碎石基层养护期进入冬期时，应在基层施工时向基层材料中掺入防冻剂，同时还应严格按照冬季施工方案采取冬季保温养护等措施，从而确保水泥稳定碎石基层的施工质量。

4 结语

水稳层施工技术由于其具有强度高、技术简单、施工效率高和抗融冻交变载荷强等优点，因此其是道路工程建设施工的重要技术之一。本文以太原市某道路工程水稳基层施工为例，分析了施工过程中需要注意的层间结合性、混合料质量、混合料配比和含水量、施工管理等问题。总结了水稳基层施工质量控制采取的主要措施，通过一系列措施来满足工程技术的规范和要求。该研究对水稳层施工技术的逐步完善提供指导。

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