水泥稳定碎石半刚性基层施工技术

2021-04-30

四川水泥 2021年5期

（山东华邦建设集团有限公司，山东潍坊 262500）

1 水泥稳定碎石半刚性基层材料概述

1.1 组成

在公路工程中已经广泛地应用水泥稳定碎石半刚性基层材料，半刚性基层的刚性会从很大程度上受到材料级配组成比例的影响，如果配比不当那么会严重损坏半刚性基层的性能，难以充分发挥其价值。在设计水泥稳定碎石的配合比时可以用最小空隙率法，该方法能够将材料配比不合理的风险大大降低，能够将半刚性基层的良好性能充分发挥出来。最小空隙率法是在材料粗集料形成骨架时用水泥石填充集料颗粒间的空隙，使半刚性基层形成密实的结构。在配置材料过程中需要合理选用水泥石，如果水泥石含量过高那么会导致半刚性基层的稳定性降低，增加了公路裂缝产生的概率[1]。如果含量过少导致无法充分填充空隙，进而将半刚性基层的强度和整体性能降低。

1.2 优点

第一，在初期有着较大的强度，养护7 天后无线侧压强度能够达到5.0 MPa；

第二，有着良好的稳定性并且不容易受到水的印象，抗渗性、抗冻性都表现良好；

第三，施工中有着较高的机械化程度，工作效率高且有助于控制工期。

1.3 缺点

第一，形成强度后容易出现干缩裂缝导致路面质量降低，对养护的要求较高；

第二，材料离析问题较为常见；

第三，表面容易受到行车荷载而发生剥落的不良问题。

2 影响水泥稳定碎石半刚性基层施工技术的因素

2.1 水泥掺量

水稳碎石抗压性和抗弯拉强度会随着水泥产量的增加而提高，当水泥掺量控制在7.5%～11.5%范围内时可以达到最佳状态。

2.2 压实度

随着压实度的提高基层强度也会随之提高，而含水量会影响压实度。压实度低会导致裂缝问题出现的概率增加，所以在施工中需要注意按照规定的范围控制配合比、含水率和压实时间。

2.3 外加剂

聚酯纤维、聚丙烯纤维、SBR 胶乳、膨胀剂等都是水稳碎石施工技术中常用的外加剂，这些外加剂会影响水稳碎石材料的强度。比如聚酯纤维能够将水稳碎石的刚度提高；聚丙烯纤维能够将水稳碎石材料的抗变形能力提高；膨胀剂能够将水稳碎石材料的密实度提高。

2.4 含水量

水稳碎石基层的压实度、干缩应变等都会受到路基含水量的影响，如果含水量过高那么会加大应变，含水量过低会对水泥的水化作用产生影响，可能造成水化水解作用不足而发生变形等问题[2]。

3 水泥稳定碎石半刚性基层施工技术应用

某公路工程共计30.23km，基层设计为40cm 后的的水泥稳定碎石半刚性基层，面层为三层沥青混合料。

3.1 合理选择施工材料

水稳碎石基层整体效果会受到原材料质量的影响，所以在准备阶段要注意加强细集料、水泥等物质的选择，做好如下四点内容的控制：

第一，粗集料。按照≤26.5 mm 的标准控制粗集料最大粒径，同时要按照≤26%的标准控制最大压碎值。

第二，细集料。在细集料选择时要做好其纯净度的控制，按照级配具体数值控制细集料的颗粒度，通常按照塑性指数≤12 的标准控制细集料质量。

第三，水泥。初凝时间＞3h，终凝时间＞6h，常用的水泥材料为硅酸盐水泥。

第四，水。选择清洁用水同时注意避免污染搅拌用水。

第五，严格按照生产工艺流程生产水稳碎石材料（图图1）。

图1 水泥稳定碎石生产工艺流程

3.2 施工准备

除了准备施工材料，还要做好机械设备、人员配置、现场环境等方面的准备工作。机械方面主要包括施工所用各种机械，比如压路机、摊铺机等。其中压路机不同于传统的公路成型方法，该工程采用的是振动成型法碾压。振动压路机的规格和数量应当根据拌和和摊铺设备的生产能力确定。在正式开展施工前需要严格按照下承层标准规范处理下承层。工作人员清除干净表面的浮土等杂物，用清水润湿表面，用水泥砂浆等封闭处理裂缝部位。挖除松散部位，重新摊铺密实，确保下承层的稳定牢固。如果将下承层作为水位随时一部分需要在施工结束7d 后检测其强度，当强度合格后可以进行水稳碎石半刚性基层施工，应当在30d 内完成两个水稳碎石基层施工，避免水分蒸发过快发生干缩裂缝进而对整体工程质量产生影响。

3.3 混合材料的生产运输

在生产运输混合料过程中应当根据水稳碎石的特点控制生产配料和运输工具、路线等。为了将混合料的整体质量提升，应当合理选择施工队伍，加强施工人员专业能力的提升，保证工作人员能够对工程材料质量要求有深入的了解，能够在采购阶段、配置阶段、运输阶段做好管控。由具有从业资格的人员配置混合料，做好搅拌机规格的选择，同时根据特定要求控制好搅拌机的搅拌开口、转动速度等，严格操作设备，控制好搅拌的时间[3]。在搅拌混合料过程中应当控制好搅拌设备的容量以及整个设备的承载力，根据实际情况做好搅拌机工作状态的控制。在搅拌过程中，要保证搅拌设备匀速转动，保证能够均匀地搅拌材料。该工程选用的搅拌设备为300t＼h 的搅拌机。此外，工作人员要对搅拌过程中水和水泥的用量提高重视，注意各个材料的添加顺序。在运输混合料阶段需要合理选择运输路线，尽量选择运输路途近且平坦的交通路线，同时要妥善保管运输的材料，合理选用运输设备，避免在运输阶段发生泌水、离析等不良问题。在完成混合料的运输后，抵达施工现场，准备摊铺。为了避免基层材料性能降低需要在2h 以内完成水稳碎石半刚性基层的摊铺和压实作业[4]。

3.4 混合料摊铺

在摊铺混合料过程中需要按照规定的厚度范围做好半刚性基层摊铺作业。本次工程采用的廉耻分层浇筑摊铺的方式，在基层厚度控制方面可以更加准确。采用两层浇筑能够完全改善层间结构状态，还能够实现工期缩短和成本节约的没库底。在摊铺路面过程中摊铺操作选择两台摊铺机同时工作（如图2），保证连续摊铺。在摊铺过程中，为了避免水泥内部稳定性受到坑洼等现象的影响，需要控制好摊铺速度，通常摊铺速度要根据钢丝高度和铝梁宽度进行确定。在摊铺中有的边角、死角难以密实地摊铺，此时需要工作人员处理边角部位。如果施工中发生了离析问题那么需要专业的人员全部铲除离析的部位，然后用其中的混合料填补充实。施工人员在摊铺作业中对摊铺的厚度要注意加强监控，如果发现摊铺厚度不合格及时采取调整措施。同时，部分区域可能会容易散失水分，为了保证其湿度可以进行喷水保湿，避免水分散失过快而发生干缩裂缝[5]。

图2 碾压施工现场图

3.5 碾压施工

碾压施工对技术方面的要求相对较高，通常由专业的人员开展碾压施工作业。碾压工作氛围初压、复压和终压。在初压阶段压实操作需要两台压路机同时匀速碾压。在复压阶段碾压工作换用双轮振动压路机，对碾压速度进行严格控制，同样需要保证匀速碾压。在碾压过程中要注意避免中途停车，避免在碾压途中掉头。在完成复压之后要保证路面平整不存在车痕，然后开始终压。在终压阶段，通常需要由检测人员检测基层的压实度，如果发现和规范要求不符合那么需要采取补压措施进行处理，确保半刚性基层的碾压质量达标。在碾压阶段，技术人员还要注意检验公路路基压强情况，从而提高碾压的效果，提高水稳碎石半刚性施工技术的应用效果[6]。