公路工程水泥稳定碎石基层施工技术的应用研究

2023-01-16胡宇龙

四川水泥 2022年8期

胡宇龙

（山西协力公路工程监理有限公司，山西晋中 030600）

0 引言

水泥稳定碎石混合料属于半刚性材料，整体结构较为稳定，所以常作为公路基层材料使用。水泥稳定碎石混合料的抗冻性能、抗渗水性能与耐用性能尤为突出，水泥实际用量控制在混合料的3%～6%，7d无侧限抗压强度明显高于其他材料。骨料主要采用级配碎石，具备良好的强度，同时对骨料空隙之间填充胶凝材料，可以进一步提升材料的整体性，能够显著增强道路的抗压性能[1-2]。此外，水泥稳定碎石基层施工完成之后，可以快速达到凝结状态，初期阶段就具备明显的强度优势，而且随着时间的推移，其强度还会得到提升。

虽然水泥稳定碎石基层施工技术具有诸多优势，但施工过程要求极为严格，要求在混合料凝结之前必须完成所有施工任务；另外，在高强度压力作用下，表面材料容易产生磨损或是破裂问题。针对这些问题，有必要继续进行公路工程水泥稳定碎石基层施工技术的应用研究，以提升该项技术在公路工程建设中的应用效果。

1 工程概况

某公路全长为24.042.km，起讫桩号为K0+000～K24+24.042，设计为双向四车道，采用沥青混凝土路面，基层结构选择的是水泥稳定碎石（其厚度是40cm）。为了能够提升水泥稳定碎石基层的整体施工质量，必须严格按照技术流程及施工要点进行施工。

2 施工流程与技术要点

2.1 前期准备工作

2.1.1 材料准备

此项目中水泥稳定碎石混合料主要使用的材料包含水泥、碎石以及水，详细要求如下：

（1）水泥。选择的是普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，但是必须保证水泥终凝时间达到6h以上，考虑到标号相对较高的水泥具备较强的干缩性能，往往会造成路面结构层出现断裂问题，因此水泥标号通常≤32.5MPa。与此同时，水泥的质量要达到国标要求，若是水泥存在受潮等现象则禁止使用。

（2）碎石。严格根据相关规范选择级配碎石，此项目确定的级配碎石粒径分别是5～10mm、10～20mm、16～31.5mm，同时碎石压碎值必须≤30%，磨耗值≤35%。

（3）水。选择的是饮用水，首先结合项目实际情况合理确定水源地，然后由施工单位安排专业技术人员检测水质，重点检测水中是否含有不良物质，以免影响混合料性能[3]。此外，从水源处取水制作水泥砂浆，然后对其抗压强度进行有效检测，同时与蒸馏水制作的水泥砂浆进行强度对比，当前者强度超过后者的90%，则表明合格。

2.1.2 机械准备

机械设备的类型和性能直接关系到水泥稳定碎石基层的整体施工质量。此项目中需要配置的机械设备包含摊铺机、压路机、运料车与拌和设备等。正式使用之前，需要组织专业人员对设备的技术性能与参数进行详细核查，确保机械设备能够处于最佳运行状态。

2.1.3 技术准备

应提前对底基层实施清理工作，将底基层表面上的积水、杂物等清理干净，以免产生翻浆等问题，底基层的表面平整度与压实度应符合质量要求。底基层清理作业结束之后，需要结合实际情况合理布设路中线、边线与标高等。若是路线发生了新的变化，必须及时进行调整以保证实际指标与设计要求达到一致。对于基层的宽度，通常应略大于施工设计宽度，而且必须保证有效宽度内的压实度合格。

2.2 混合料拌和

待各项准备工作完成之后，紧接着就要实施水泥稳定碎石混合料的拌和。此项目选择的拌和方式为拌和机（其型号为WBZ300），保证混合料拌和质量达标之后，需要自卸运料车将拌合好的混合料运输到施工现场。而在水泥稳定碎石混合料拌和之前，应安排专业人员重点检测各项材料的含水量，换算施工配合比，要求实际含水量略高于最佳含水量，同时严格按照施工配合比要求完成各项材料的精准称重，最后将原材料加入拌和机内，保证混合料的拌和时间达到60s，此阶段拌和机的搅拌应确保匀速，以免混合料出现离析等质量问题。

进行混合料拌和时，禁止一切无关人员随意对拌和机设备的技术参数进行调整，也不能随意增加或是减少各项材料用量[4]。水泥稳定碎石混合料拌和结束之后，应随机选取成品开展性能检测，只有检测合格的混合料才能够通过拌和机内部漏斗料仓传送至运料车。但是必须注意混合料的装车需要分成3次进行，能够防止混合料出现离析等质量问题。运料车装料完成后应及时运输到项目作业现场，然后按照规定要求进行混合料摊铺作业。

2.3 混合料摊铺

通过综合分析公路工程项目实际施工情况，确定水泥稳定碎石混合料摊铺施工选择2台摊铺机，呈梯队式进行摊铺施工，必须保证能够一次摊铺成型。为了提升摊铺施工质量，需要提前在基层两侧位置立模，从而实现摊铺宽度的合理控制，并根据设计标高要求设置垫木。摊铺机作业之前，应安排工作人员认真、全面检查设备的性能参数，使摊铺机等设备处于良好的运行状态。

进行水泥稳定碎石混合料摊铺时，要求摊铺机按照放样中线前行，通常可以布设钢丝绳控制前行方向，钢丝绳的长度大约为150m，直径2mm，待钢丝绳设置结束之后，必须保证钢丝绳达到紧固状态[5]。除此之外，摊铺施工完成后的各段基层，应由专业人员负责进行质量检测，确定具体的摊铺厚度和横坡，待检测结果符合相关要求之后，才能够开始后续路段的摊铺作业。2台摊铺机同步施工时，摊铺机的行驶速度应保持一致，2台摊铺机的间隔距离不低于10m。

2.4 混合料碾压

水泥稳定碎石基层摊铺作业结束之后，按照要求进行碾压作业。如果摊铺碾压施工路段的长度相对较长，导致摊铺的混合料表面温度、水分出现大幅度变化，会严重影响压实质量；如果摊铺碾压施工路段的长度相对较短，则会导致路段接缝数量增多。基于此，通过综合分析之后确定摊铺碾压路段长度为30～50m。

选取试验段进行试铺试压，然后确定碾压设备类型与碾压施工方式，此项目使用的碾压设备为钢轮、胶轮压路机，碾压作业顺序是从两侧至中间、从低处至高处，而且在具体碾压施工阶段必须严格落实先轻后重、低速碾压的基本原则。此项目中水泥稳定碎石混合料碾压分为三个阶段，具体为：（1）初压，选择静压方式，具体遍数为2～4遍；（2）复压，选择振压方式，具体遍数为4～7遍；（3）终压，选择静压方式，具体遍数为2～3遍。碾压施工任务结束之后，需要安排专业人员检测混合料压实度，保证达标之后就要开始养护处理，若是检测不达标，则需要重新进行碾压[5]。

除此之外，碾压过程中压路机的后轮应保证重叠1/2轮宽，而且压路机的行驶速度调整为1.2～1.5km/h。碾压施工过程中要求所有压路机不可以随意停车、加减速以及调头等，尽可能保持匀速行驶的状态，若是出现了特殊状况，则可以缓慢停车，针对压路机无法作业的部位，可以组织施工人员手持小型设备实施碾压，确保无漏压、过压现象。

2.5 接缝处理

考虑到摊铺与碾压作业周期比较长，此过程可能会出现天气变化或其他因素影响，可能会需要预留施工缝，进行接缝处理。施工阶段应尽可能保证连续性施工，摊铺施工应一次成型，并控制横向接缝数量。若是出现了紧急状况，且停工时间大于2h，则需要合理设置横向接缝。当天施工任务结束之后，第二天进行施工时，也需要进行横向接缝设置。横向接缝设置过程中，必须使基层末端部位的混合料进行整齐切割处理，然后在混合料处安装方木，要求其厚度和基层保持相同，而方木的另外一侧以砂石为材料做好回填处理，保证回填高度高于方木2～3cm[6]。当继续进行施工时，需要把接缝处方木与砂石处理干净，同时在连接部位进行洒水润湿，最后铺设一层水泥。除此之外，接缝部位碾压施工过程中，应高度重视横向与纵向碾压，增强基层结构的整体性。

2.6 养护

养护阶段可在水泥稳定碎石基层表面覆盖一层塑料薄膜或是湿沙，以保证基层处于湿润状态。通常养护时间需要达到7d以上，而且要结合实际情况做好洒水养护措施，此项目工作必需由专业养护工作人员负责。养护作业阶段应加强交通管制，仅允许洒水车通行，洒水车行驶速度不能超过11km/h，其余车辆以及无关人员禁止入内。若是在养护施工阶段发生了特殊情况，必须立即上报处理。当养护任务完成之后，由项目监理工程师负责检查与验收，合格之后就可以解除交通管制，恢复车辆通行。

2.7 质量检测

（1）压实度检测。针对水稳碎石基层的压实度检测，根据相关检测要求，该项目选择大灌砂筒（其直径200mm）实施挖孔灌砂试验，得出的试验结果为99.6%。而规定的水稳碎石基层压实度不低于98%，由此表明，该项目水泥稳定碎石基层压实度达标。

（2）强度检测。采用现场钻芯取样的方式，完成水稳碎石基层结构抗压强度与劈裂强度试验检测，同时采用施工以后7d与28d的钻心样品实施抗压强度与间接抗拉强度试验检测[7]。严格按照有关规定的尺寸进行试件分割处理，并认真做好试验，具体结果为：施工后7d的样品抗压强度数值为2.93MPa；施工后28d的样品抗压强度数值为5.07MPa；施工后28d 的样品劈裂抗拉强度数值为0.55MPa，均满足相关要求。

3 施工质量管控措施

3.1 建立技术应用管理制度

结合公路实际情况及施工要求，提前制定水泥稳定碎石基层施工技术应用管理制度，为现场施工与管理提供指导。建立技术应用管理制度的过程中，必须落实施工质量控制相关责任人，全面贯彻施工精细化管理，有效保证水泥稳定碎石基层的整体施工质量。同时，施工中持续完善管理制度，规范施工操作，依托于制度促使施工人员严格根据技术流程及标准进行作业。

3.2 采用信息化管控手段

考虑水泥稳定碎石基层施工质量控制指标较多，比如摊铺宽度、压实度等，往往需要投入较多的人力和物力。通过信息化技术的应用，不仅可以保证质量指标的有效控制，也能够显著缓解人力和物力紧张等问题。比如构建碾压施工质量在线监测系统、安装传感器等，实现施工参数指标的动态化采集，从而能够为质量控制提供精准、有效的信息，帮助质量管理人员及时调整工作方案，切实保证水泥稳定碎石基层的整体施工质量。

3.3 加强现场监管

施工质量监管应结合工作要求和具体任务，对质量控制目标进行合理细化，然后安排专人进行全过程的现场监管，动态把控水泥稳定碎石基层各环节的施工质量，及时发现施工中产生的问题，并制定合理、有效的解决措施，从而保证水稳碎石基层的施工质量。除此之外，认真落实全方位、全过程、全员参与的监管理念，建立施工质量监管制度，结合水泥稳定碎石基层施工技术流程及施工要点制定相应的质量控制措施，一旦出现质量问题，能够找出原因并及时进行解决。