市政道路工程路面水稳层施工技术探析

2022-04-29梁军

建材与装饰 2022年12期

梁军

（山西建筑工程集团有限公司，山西太原 030000）

0 引言

水稳层即水泥稳定碎石层，是一种以级配碎石为骨料，并使用一定量胶凝材料及灰浆对骨料空隙进行填充，按嵌挤原理进行摊铺压实的路面结构形式。由于水稳层具有初期强度高、抗渗性好及抗冻性好等优点，所以在市政道路路面施工中应用非常广泛。但水稳层施工也易受材料、技术等因素影响而出现裂缝及沉降等质量问题。因此，实际施工中，就需加强水稳层施工技术的研究，控制水稳层施工质量，为整个市政道路工程项目高效优质完工奠定基础[1]。

1 市政道路水稳层施工概述

水稳层施工是控制市政道路碎石基层稳定的有效措施，因此市政道路工程施工时，一般都会铺设水稳层以加强道路路面的稳定性和强度。水稳层施工时，需用级配碎石做底层骨料，搭配使用适量的胶凝材料及灰浆体积填充骨料空隙，并摊铺压实，从而建立强度高、抗渗好、抗冻强的稳定层。由于水位稳定层是道路建设基础设施的一部分，在市政道路施工作业中，为了提高施工作业质量，避免相关的质量问题，提高道路投入运行后的交通保障，需要注意以下3点：①根据水稳层本身的结构特点，选用适当的施工材料，施工前要分析水稳层施工质量的影响因素，应用科学操作技术，建立较为有利的质量保证体系，并在此基础上安排标准化的施工作业环节，从根本上提高道路建设运行质量。②严格把控水泥、级配碎石等的质量，受潮变质和快凝水泥绝不可取，且要注意控制水泥和水的用量，过多过少都会对水稳层的施工质量造成影响，水的用量要根据施工环境的温湿度灵活调节。③掌握好水稳层骨料、粉料、水等各物料间的配合比，选用合适的搅拌设备，保证拌和过程均匀、稳定[2]。

2 路面水稳层施工质量的主要影响因素

2.1 水泥选择不当

水泥是水稳层施工的主要材料，水泥的选择是否科学合理，直接关系到整个市政道路工程的总体质量，水泥生产厂家不同，类型不同，其结构、性能、强度等方面也存在一定的差别。如果在水稳层施工中采取铝酸盐水泥，其抗压强度和硬度都不如硅酸盐水泥效果好。而且在整个市政道路工程的水稳层施工中，所选择的水泥类型、质量必须统一，才能更好地保证施工质量。统一的水泥类型，有助于更好地保障水稳层的稳定性。如果水泥材料结构不一致，相互之间会发生化学反应，从而引起含水量的差异，影响水稳层施工质量[3]。

2.2 施工专业技术水平

如何科学高效地完成水水稳层的施工任务，是确保相关市政道路工程建设的关键内容。道路施工中的施工过程和相关的专业技术水平决定了道路的施工质量和运行质量，混合材料的比例决定了道路质量和在后期运行中的稳定性，专业水平较高的施工技术会使水稳层的质量更高，使用寿命更长。随着运行时间的推移和外部环境因素的影响，市政道路会受到一定程度的损坏，有的城市主干道由于使用频率较高，损坏的程度可能会更加严重，更有甚者还会出现路面裂缝，都会对交通造成不同程度的影响。因此，建设初期施工人员的施工技术水平和专业素质尤为关键[4]。

2.3 混合料的含水量问题

道路施工具有一定的复杂性和系统性，自然环境、天气等因素都会对水稳层的施工质量和施工进展造成影响。在道路水稳层施工过程中，混合料的含水量直接影响着水稳层的稳定性和耐久性，相关负责人应该接根据天气和温度的变化改变含水量，将混合料的含水量控制在最佳状态。温度过高会导致混合料中的水分蒸发，施工人员应该密切注意这些因素影响。在搅拌混合料的施工现场，必须有专门的测试人员在早上、中午、下午三个时间段测量各个骨料中的水分含量，确保水分含量符合施工配比的相关标准，在混合物中添加水量时，还必须考虑当天的空气湿度、温度和混合料的运输情况，这些因素都会对骨料的用水量产生影响。在铺装混合物的过程中，为防止出现“软弹”和“波浪”的问题，混合物铺装现场的测试人员要及时测量混合物中的水分含量，在混合物的水分含量最佳含水量的条件下开展压实施工，从而防止上述问题的发生。如果混合物中的含水量较少或较高，混合料的黏附力就会降低，在压实过程中会出现混合料松散、不集中的问题，从而导致水稳层的密度和强度不符合标准，对道路工程的整体质量造成重大影响[5]。

3 水稳层施工技术特点

水稳层施工技术是一项在道路基层处理中具有突出优势的技术，主要可归纳为以下3个方面。

（1）施工所用原材料简单。其所用的材料主要有水泥、粗细集料等。在水泥的选择方面，对于一般工程可直接选用硅酸盐水泥或道路硅酸盐水泥；而粗细集料主要采用人工碎石与石屑等，其制备与获取十分便捷，储量丰富。但应注意，在实际的道路工程中，材料的选择应根据项目实际情况来确定，且考虑到各项材料的质量，避免由于材料质量不符合要求、种类有限导致的施工效果不佳。

（2）施工操作简便。在水泥稳定碎石施工时，操作相对比较简单。在水泥稳定碎石施工过程中，涉及许多机械设备的投入，智能化、自动化程度比较高，这对于实现施工作业的规范化、高效化提供了有力的支持，同时也能够很好地保障施工安全性。

（3）施工质量可控性比较好。该技术能够为道路工程后续建设提供高强度、稳定的基层，同时在抗渗、抗冻方面表现十分突出[6]。

4 水稳层施工技术要点

4.1 施工工艺

水稳层施工工艺如图1所示。

图1 水稳层施工工艺

4.2 水稳材料的选择

水稳层是由梯形结构的砂石组成，施工单位要严格把控砂石的质量，确保砂石的硬度完全达到水稳层施工要求，其中最大的砂石直径应在30mm以内。在水稳层的整个施工过程中，原材料的选择和配比应严格遵照施工文件的标准，混凝土中水泥和砂石用量与配比需要严格控制，这是保证市政道路建设过程质量和强度的重要条件。即使选择的水泥材料来自同一制造商的同一批次，不同的配合比也会影响水稳层的施工强度，从而影响整个路面的抗压强度。研究发现，水泥的抗压强度受混合材料掺量的影响最大，因此，在施工的所有阶段都应使用相同的水泥，可以大大提高水泥的活性，以确保水泥的抗压强度和抗渗性能。与其作用机理相对应，水泥的稠度和材料的稳定性，也是直接影响道路水稳层铺设质量的重要因素[7]。

4.3 混合料均匀搅拌

为了使水稳层的路面更加稳定，需要根据路面的不同地基条件正确混合相关的材料，并均匀混合使用的各种材料。同时，施工企业在施工过程中应结合施工现场地质条件和以往的施工经验，选择适当的道路建设方式。比如，由于天气恶劣，施工时间短，施工人员应调整材料储备量，以避免材料短缺。如果施工地面不平整，工程师应调整搅拌器至适当角度以完全混合材料。当沥青路面干燥时，施工人员在搅拌材料时应添加适量的水，并均匀地向路面喷水，及时维护先前干燥的路面。此外，在道路表面高度干燥的情况下，或者损坏程度较大的情况下，必须使用以前用于填充和修复的材料相同的混合材料。

4.4 摊铺碾压

水稳层的摊铺和碾压工作，是保持结构稳定和基层底边砂砾密封性的重要环节。

4.4.1 摊铺

在第一车料摊铺之前，要在熨平板底部放置适当数量垫木块，以确保摊铺高度达到松铺层高度。摊铺过程中要把握好几项技术要点。①在摊铺时应选择大功率摊铺机进行一次性的摊铺，并搭配大型自卸汽车顺利输送到施工现场，在正式摊铺前还要对下承层进行洒水，以提高表面的湿润度。②在摊铺好第一层铺筑时，要在表面结构层完全变干后再铺设第二层，以此往复，直到达到设计厚度为止。③在稳定碎石的基层下承层，还要保持其表面的坚实度和平整度，保证不存在软弱地带和松散材料，保证摊铺满足施工的实际要求，并及时对基层洞坑进行填补，使松铺系数保持在1.24~1.27的范围内。另外，为了避免出现横线的接缝，在摊铺时还要用两台以上的摊铺设备，设备前后距离控制在6~10m范围内，行进速度6~9m/min。考虑到基准钢丝绳垂度对平整度的干扰，还要合理缩短钢桩垂直方向的距离，曲线距离5m，直线10m[8]。

4.4.2 碾压

在碾压施工的过程中，要从碾压工作的试验入手，进一步确定碾压所需的时间，确保科学的组织和部署。除此之外，还要确定碾压的实际面积，工程建设人员要明确标出各个需要碾压路段的连接区域，严格要求不同连接区域的压实度和密度，保证满足碎石基层施工的相关要求，在碾压时，还要充分结合现场气温情况和试验数据确定碾压段长度，当施工现场气温较低时，水分的蒸发速度也会比较慢，为了保证碾压效果，可以适当延长碾压段的长度，在40~45m为最佳，能够有效避免平整度较差的问题。反之，当现场气温较高时，水分的蒸发较快，可以适当缩小碾压段的长度。初压时，应选择1台单钢轮振动式压路机前后进行静态稳定1遍，速度在1.5~1.8km/h范围内；待中下层达到压实需要后，开始复压，选择2台单钢轮压路机，前后2遍，振速在2.0~2.4km/h之间；终压是采用1台双钢轮压路机静压消除轮迹，反复碾压数遍，以保证路面达到无痕的效果。相应地，施工建设单位还要配备专门的碾压质检人员，及时查缺补漏，加强对碾压后标高的复检，纠正在施工环节中的偏差，尽快补压1~2次[9]。

4.5 接缝处理

水稳层摊铺施工要保持连续性，若因故暂停施工超过2h，需设置横向接缝。为保证道路路面的整体性，水稳层施工分2幅进行，不设置纵向接缝。进行前一幅施工时，在路中线位置放置钢模板支撑，厚度与水稳层厚度相同，待进行另一幅施工时再将支撑拆掉，靠近纵缝部位按宽度30mm进行搭接，并骑缝进行碾压施工，直至缝迹消除且压实度达到设计要求。

4.6 水稳层后期养护

由于路基工程的稳定性受到水泥特性的影响，甚至会出现后期变形等问题。因此，要定期进行养护，确保水稳层能够满足道路使用标准。正常情况下，水稳层的养护期在7d左右，施工单位要由专门人员负责耐水层的维护。为了保持水合作用，有两点问题需要注意：①需要确保路面含水率不要太高，并根据具体环境进行适当的调整。②在进行铺设道路水稳层和后期维护的过程中，要注意疏导车辆和行人，避免车辆和行人通过。在养护后期，要考虑混凝土的干缩，及时补水保湿。洒水时，采取少洒多补的原则，如果是夏季施工，应充分考虑天气因素，尽量增加洒水次数。为了更好地保证水稳层保湿补水的效果，可以在洒水后用土工布进行覆盖，以降低道路水分挥发[10]。