水泥稳定碎石施工技术在公路施工中的应用

2023-01-07张敏

四川建材 2022年3期

张敏

(甘肃万泰建设工程有限公司，甘肃兰州 730000)

1 水泥稳定碎石基层常见的病害阐述

1.1 温度裂缝

在实施水稳碎石基层的结构养护期间，养护过程会导致其结构内水热化反应较为严重，促使内部温度快速上升，当结构内温度高于环境温度时，其会产生收缩应力，当此应力超出其本身的抗拉强度后就会造成温度裂缝的问题[1]。同时在一些限制条件影响下，基层结构的膨胀作用会使整个水稳碎石结构出现内在应力，当这些内在应力超出抗拉强度后就会造成裂缝问题。在外界环境温度急剧下降情况下也会造成结构温度裂缝的问题。

1.2 干缩裂缝

一般干缩裂缝都会发生在水泥稳定碎石基层结构的养护中或者是施工结束一周后的时间内。该时间段也是材料强度提升阶段，在整个结构内会发生一系列反应导致水分流失严重。因此，在养护期间需要保持基层湿润度的标准，防止其表层存在过量失水而发生干裂问题。在干缩裂缝中一般以浅细网状的形式或者纵横交错的平行线形式存在，没有任何规律。

1.3 离析

在水泥材料搅拌不均匀或者运输阶段存在问题，就会产生水稳基层离析的问题，同时水泥材料摊铺施工方式不合理也会造成基层离析的问题。如在材料搅拌期间，如果其搅拌不够均匀，会导致粉料和骨料分离，在仪器内部不能有效结合粗细集料。同时在运输距离较长且道路不平稳影响下，离析问题发生概率会增大[2]。另外在摊铺阶段，一些粒径相对较大的骨料会沉入到材料底部，造成离析问题。在基层混合料发生离析期间整个基层结构稳定性会相对较差，整个基层难以达到规定的形式，本身的强度也难以满足实际要求。

1.4 平整度差

如果发生水稳碎石基层平整性不能满足标准的问题，会使整个上层结构的平整度都难以满足质量要求，进而造成整体基层结构质量不合格的问题。而产生这种问题的主要原因如下。

1)摊铺方法不科学。其中包含摊铺机的各项参数不够合理，造成整个基层表面的平整度不足，摊铺的质量也难以满足要求[3]。

2)下承层平整度交叉。下层的路基、垫层、底基层等平整性相对较差，进而造成整个基层平整度不能满足要求。

3)缺少科学的碾压方法。在碾压期间，没有结合相关施工工艺标准实施，或者没有在静压施工基础上直接实施振动碾压施工作业，导致整个路面在碾压之后存在较为严重的波浪性特征，最终造成平整性严重不足。

4)摊铺作业的连续性缺失。如果在混合料摊铺期间发生过多次的中断作业，或者是没有合理地处理接缝位置，会造成整个基层平整性不足的问题。

5)养护不当。在施工完毕后没有及时养护，或者养护方法不够合理，也会造成坑槽等问题的发生，导致路面平整度不合格[4]。

2 工程背景

我国某高速公路施工设计，采取试验路段的检验施工，该路段长度为2 km，属于双向四车道设计形式，本身设计速度为100 km/h，路基的综合宽度被设计为26 m，基层采取水泥稳定碎石，用量设计为5%。在整个工程设计中，其中路基上层宽度为11.4 m，厚度被设计为15 cm；下基层的宽度为11.8 cm，厚度被设计为15 cm，压实度为98%以上。

3 水泥稳定碎石基层施工技术的实际应用

3.1 原材料准备

1)水泥。作为水稳碎石技术主要的原材料，在实际施工作业中，需要施工单位结合实际情况选择合适的水泥，以此来满足实际施工需求。一般都是选择标号较低、初凝时间为3 h、终凝时间为6 h的水泥材料，保障基层施工材料的稳定性。在实际施工作业中，早强水泥、快硬水泥和编织水泥是禁止使用的水泥材料。当这些水泥原材料进入到施工现场之后需要保障其质量符合规定要求，并剔除不合格材料。

2)混合材料。混合材料可以分为活性混合料和非活性混合料两种形式。其中活性混合料为粉煤灰物质，其会与水泥发生反应析出CaO(氧化钙，又被成为生石灰)；而非活性混合料则是一种活性较低或者根本没有活性的天然矿物材料或者人工合成的矿物材料等，因此，在试用期间必须要保障材料的整体细度，并且内部不可含有有毒物质。

3)骨料。在高速公路施工作业中，骨料也是其常用的重要施工材料，在施工期间需要对骨料的最大粒径进行合理控制，一般不能超出37.5 mm，并且碎石中的针叶状颗粒的含量也不能超出20%[5]。最为重要的一点是，要保障碎石表面的整洁度，禁止存在任何污染物质。

3.2 施工前准备工作

1)水泥路面封层去除。在施工作业前，根据工程实际需求，需要去除一些路面的封层，或者是一些可能影响破碎效果的沥青罩面，保障后续施工顺利开展并且发挥出水泥稳定碎石技术的作用。

2)病害处理。在路面的封层去除之后需要处理其中的病害路段，如果在混凝土表面存在较为严重的破碎问题，需要施工人员根据其病害的程度来确定其实际的开挖深度，一般需要开挖到没有病害的路段即可。然后将路基底板和顶层的高度加以明确。

3.3 施工流程和水泥稳定性控制

为了保障整个技术发挥出其实际应用效果，所选择的碎石粒径应当小于31 mm。而要想满足这个标准，需要将一些不符合要求的碎石清除，并且在整个集料的出口设置振动筛，提升碎石的清理效率。同时还需科学选取混合料，并对混合料进行烘干和筛分，提升混合料不同级配与工程施工之间的契合度。

3.4 拌制混合料

1)在混合料拌制之前，需要保障其拌和站中所有的设备都应当满足性能要求和实际拌和要求。随后对水泥剂量进行合理调整，保障其各项参数满足施工实际要求。

2)结合各项因素的综合考量，保障所使用水泥的占比要在合理范围内，且限定水泥的添加量，一般在0.5%～1%，根据相关标准来确定最佳配合比[6]。

3)在混合料运输过程中，内部的水分容易流失，所以要保证基层含水量超出规定要求的1%～2%，并定时检测其基层含水量。

3.5 混合料的运输与摊铺

1)在对水泥稳定碎石的基层材料进行运输过程中，需要将一层篷布盖在其表层，保障内部含水量要求，防止水分快速流失。

2)摊铺混合料过程中需要注意，一次性的基层摊铺其宽度需要满足标准要求，如果超出标准可以利用两台摊铺机来铺设，采取交错铺设的形式。避免出现纵向裂缝等问题。

3)在混合料的摊铺期间，需要保障整体混合料松铺的厚度与宽度，保障摊铺之后的整体结构均匀。随后立即碾压，避免产生裂缝。而对于一些不符合要求的摊铺作业而言，后续可以采取人工处理方式保障整体的摊铺质量。

4)在摊铺施工环节中，需要严格控制出料速度，以此保障摊铺不间断，防止机械待料。

3.6 碾压

碾压是整个工序的终端工作，要想保障碾压的质量，需要选择合适的压实机械，并将碾压的次数和速度作为重点考虑的内容，保证压路机可以均匀、匀速且缓慢地完成碾压工作，提升碾压施工的质量。

4 水泥稳定碎石基层施工质量控制措施

4.1 混合料级配控制

在控制混合料的级配期间，需要保障其压碎值和磨耗值都满足技术标准，同时在拌和站运作前需要对所有的工作人员进行技术培训，随后以人工作业质量的提升来保障混合料配比的质量。在铲料期间，也可以保障混合料粒径的要求；在卸料过程中保障装载机和料斗的垂直度要求。需要注意的是，卸料期间不能直接在料斗的内部进行倾倒。同时一旦拌和集料完毕之后需要立即进行质量的检测工作，如果参数不满足要求，则需要马上进行检查，保障其集料配置的实际要求。然后根据作业实际要求来确定各个级配的数据，进行拌和及检测作业，当检测合格之后才能够将其运用到施工作业中。最后摊铺过程需要保障摊铺机匀速稳定行驶，满足摊铺施工要求。

4.2 控制水泥剂量

在正式混合料拌和之前，需要将水泥集料参数进行调整，保障其满足精准度的相关要求；同时利用四分法取样和EDTA滴定的方式来保障混合料中水泥占比满足实际工程要求，如果发现比例与实际需求不符合，则需要在后续每天的工作中详细记录水泥的使用量和重量数据，根据标准数据集来精准计算水泥含量，发现问题及时改正，保障水泥材料的各项性能都能够满足施工需求。