水泥稳定碎石基层施工质量控制技术研究

2018-08-15张钰

山西建筑 2018年19期

张钰

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西晋中 030600)

0 引言

水泥稳定碎石基层是我国公路建设中应用最为广泛的路面基层型式，其整体性强、耐久性好、强度和承载力高，寿命周期成本低，在我国交通建设中发挥了巨大作用。但这一基层结构型式也存在易开裂、抗冲刷和排水能力差等缺点，如何提高水泥稳定碎石基层质量、减少早期病害的发生，尤其在施工控制方面仍有诸多方面有待研究。

1 水泥稳定碎石基层特性

基层是路面结构的主要承载部分，此外，其还起到维系、连接路面与底基层的作用，因此，路面基层施工技术和质量控制措施直接关系到道路的综合承载能力和服役时限。水稳碎石具有强度高、施工简单等优势，但也存在诸如：路面反射裂缝扩展、长期重荷载下承载力失效、冻融循环后容易翻浆及唧泥等病害，因此，为了最大限度降低路基、路面病害，提升路面路用能力，应加强水稳碎石基层及路面施工质量。

水稳碎石基层对温湿度均敏感，加之刚度大，在早期极易发生开裂问题，直接影响路面使用性能。应对其特性及产生原因进行深入分析。

水稳碎石基层在失水和温降的共同作用下很容易产生干缩和温缩，进而开裂，一旦裂缝控制不好，就会造成路面结构尤其沥青路面出现反射裂缝，同时由于水的渗入，沥青路面会产生唧浆问题，水泥路面可能会产生脱空、错台，影响路面使用性能。所以，要解决好水稳碎石基层大面积开裂及裂缝扩展问题，增强路基路面结构的抗裂能力。

水泥稳定碎石基层作为路面主要承重层，须具有足够的强度，在车辆荷载的反复作用下，不至于出现疲劳破坏，因此应严格控制水泥稳定碎石基层的抗弯拉强度满足要求。同时，路面基层结构在外荷载长期反复作用下，加之外部冻融环境、腐蚀渗透环境的耦合作用下，导致路面、路基长期处于复杂的应力作用和扰动下，严重影响路基、路面的承载能力和耐久性，这就要求水稳碎石基层具有良好的抗疲劳性能。

对于水泥稳定碎石基层来说，路面积水的渗入，地下水通过路基缝隙进入基层，均会对基层产生影响，水稳碎石基层的强度、刚度及整体性在水分的作用下应保持稳定，这就要求水泥稳定碎石基层具有较好的水稳定性和抗冲刷能力，同时还应具有较好的抗冻性，以适应在寒暑变化剧烈、冬季漫长寒冷、早晚温差大的地区使用。

2 水泥稳定碎石基层设计指标控制

2.1 碎石、水泥

碎石作为水泥稳定碎石混合料的粗集料应保证密度、压碎值、针片状含量、含泥量等指标满足规范要求；水泥作为重要的胶结材料，须严格要求，水泥的细度、凝结时间、安定性、强度指标等符合试验规程中的相应要求。此外，细集料、水的质量要求也须满足要求。

2.2 级配、水灰比

水泥稳定碎石基层的强度主要来自路基混合料中的水泥碎石和粗集料形成的骨架结构，在大部分施工项目中，为了增强路基混合料的综合强度，通过增加水泥比重以获取较高的强度和刚度，但需要注意的是，由于水泥使用量增加，在拌和摊铺过程中，由于水化热影响，提高了水稳基层开裂的可能性，故在确保水稳碎石强度的前提下，应积极采取措施改善水泥稳定碎石基层的抗裂性能，通过调整集料的级配来降低水泥用量。

级配设计对于水泥稳定碎石的强度及稳定性具有不可替代的作用，水稳碎石基层混合料级配设计，应以科学的级配类型为基准，尽可能在保证水稳碎石混合料承载能力基层上，降低水泥使用量，优化碎石基层级配，推荐级配组成中粗集料占总集料的63%～65%左右，细集料占35%～37%左右，以形成骨架密实结构。本工程项目建议的基层级配范围见表1。

表1 水稳碎石基层混合料级配范围情况

水灰比是水泥稳定碎石混合料强度大小的另一个影响因素，在严格控制水泥用量的同时，尽量选用较小的水灰比，以达到强度要求，同时减小水泥稳定碎石基层早期开裂的不利影响。

3 水泥稳定碎石基层施工质量控制技术研究

水泥稳定碎石基层施工工艺一般流程如图1所示。

3.1 水稳碎石基层混合料生产及运送

混合料生产应严格按照配合比设计控制粗、细集料与水泥的用量，确保混合料的颗粒组成和含水量满足要求。在施工现场定期对集料含水量进行检测，做好集料存储，避免出现集料因降雨造成含水量过高，影响混合料的质量。不同批号的水泥应做好及时检测，确保水泥质量在整个施工过程中的稳定性。生产工艺流程见图2。

在混合料运输过程中，做好混合料的离析问题控制也是施工前的重要环节之一，装车时车辆应前后移动，拌和楼放料保证在车辆的前、后、中三次以上装满一车，此外，车辆安排应结合拌和站生产能力与摊铺速度需要合理配备一定数量的运输车，并略有富余，以防混合料供应不及时，影响现场摊铺进度与混合料质量。

3.2 摊铺、碾压、养护

水泥稳定碎石基层现场摊铺施工应控制好基层摊铺厚度，为了保证摊铺厚度设计的准确性，通过试验确定的摊铺系数确定摊铺厚度，在检验合格的路基结构上，应确保基层表面清洁、平整，使用全站仪测定路基标高和路幅宽度，在路基层架设模板或基准线，以进行施工控制，保证基层平整度。路侧和中央分隔带可均设模板，或中央分隔带支立模板，路侧自动形成路肩。在路基摊铺阶段，必须控制好路基摊铺层有效厚度、纵坡、横坡率值等关键参数，确保其满足设计及相关规范要求。路基摊铺应保证连续、顺次进行，基层摊铺速率应控制在1 m/min～1.5 m/min，在摊铺过程中，应协调好摊铺机和送料车，保证摊铺混合料充足供应。摊铺完成后及时进行。对路段全幅范围内由外侧向中心分条压实，先采用胶轮压路机静态碾压2道，再使用钢轮振捣压路机低功率碾压1道，高功率碾压2道，最终使用胶轮压路机静态压实3道。在碾压过程中应控制前后2道碾压重叠1/2轮胎宽度，以保证水泥稳定碎石层全厚度碾压均一、达标。水泥稳定碎石基层的养生可采用覆盖土工布或其他保湿养生措施，定期洒水，养生时间以基层强度达到设计强度80%为准，一般不少于7 d，气温低于20 ℃可适当延长养生期，养生期间应封闭交通，同时注意保护覆盖设施不被破坏。