市政道路工程路面水稳层施工质量控制

郭华

（太原市政建设集团有限公司， 山西 太原 030000）

路面水稳层以水泥、 碎石为基础材料制作成型，辅以数量凝胶材料， 促进水稳层的固结。 市政道路工程的建设环境复杂， 需根据工程实际状况组合应用材料， 由专员按照流程有序施工， 并加强对各道工序的质量控制， 以此来建设高质量的路面水稳层。

1 道路路面水稳层施工原理

水稳层施工的基本原理是以水泥和碎石为主要材料， 辅以适量胶凝材料、 灰浆， 将制得的混合料摊铺到位， 压实成型， 具体流程如图1 所示。

图1 水稳层施工工艺流程图

水稳层施工中的碎石填充有利于提高路面的强度， 随着时间的延长， 路面的强度呈增加的变化趋势， 最终构成结构完整、 受力稳定可靠的板体结构。

在市政道路工程中妥善建设水稳层后， 路基路面的强度、 抗冻性、 抗渗性均有所改善， 道路的综合路用性能得到提升， 可保证道路结构的耐久性和车辆通行的安全性。 在道路路面水稳层施工中， 水泥用量取混合料总量的3% ～6%， 摊铺、 压实成型后的水稳层无侧限抗压强度达到1.5 ～4.0MPa。 水稳层施工中应用适量胶凝材料， 促进混合料的凝结，加快水稳层成型， 但由于胶凝材料促进了材料的凝结， 施工人员必须规范作业， 保证水稳层的施工质量， 以免遇到水稳层存在质量问题但难以有效修复的情况。 水稳层施工时需注重效率的提高， 为此采取机械化作业的方式， 根据水稳层施工要求适配机械设备， 由专员规范操作。

2 对市政道路路面水稳层施工质量造成影响的关键因素

2.1 混合料的含水量

含水量的高低影响到混合料的性能， 进而作用于水稳层的施工质量。 混合料的含水量偏低时， 产生真水反应， 水泥的水解速率放缓， 水泥在混合料中的分布缺乏均匀性， 水稳层成型后局部的强度偏低； 混合料的含水量偏高时， 水稳层成型期间伴随干缩形变现象， 影响水稳层结构形态的完整性和力学性能的可靠性。 因此， 需适中控制混合料的含水量。

2.2 水泥的类型和用量

市政道路水稳层施工中， 在混合料骨料级配一定的前提下， 随着水泥组成成分的变化， 水泥固定碎石的强度随之改变， 建设成型的水稳层具备不同程度的耐压限度。 表明， 合理选择水泥是保障水稳层施工质量的重要途径。 从强度的角度来看， 铝酸水泥的强度明显低于硅酸盐水泥， 具体根据市政道路路面水稳层的施工要求选择合适的材料。 经过水泥选型后， 严格控制水泥的用量， 偏低时水泥的水化作用偏弱， 制约混合料的成型； 偏高时水泥剧烈水化， 释放大量热量， 水稳层易开裂。 因此， 加强对水泥用量的控制也具有必要性。

2.3 混合料配制方法

混合料的配制对水稳层的质量也有显著的影响，在保证水泥、 碎石各类材料类型和用量具有合理性后， 做充分的搅拌， 得到均匀性较好的混合料， 如此才可提升水泥固定碎石的稳定性。 考虑到含水量易影响混合料性能的特点， 需挑选适宜的时间进行加水， 保证混合料的性能， 建设高质量的水稳层。

3 市政道路工程路面水稳层施工质量控制措施

3.1 水泥材料的选择和用量控制

水泥类别和用量的不同均对水泥固定碎石的强度等级产生影响， 在粗、 细集料一致的前提下， 水泥固定碎石强度随着水泥组成差异而发生变化， 成型水稳层的耐压限度存在差异。 相较于铝酸水泥的强度等级， 硅酸盐水泥的强度更高， 可根据此强度特性予以选择。 经过水泥材料的选型后， 水稳层施工期间不宜调整材料的类型， 以免由于水泥特性的差异导致各路段水稳层的质量有所不同。 并且， 还需考虑到水泥用量的控制要求， 充分发挥出水泥在提高水稳层强度方面的优势。 水泥在水稳层混合料中具有粘合作用， 施工单位在采购时需加强质量检验， 禁止任何受潮的、 结块的、 过期的水泥进场，亦不可采用快干水泥或早强材料， 否则将由于水泥剧烈的干缩反应导致水稳层施工质量受到影响。

3.2 混合料含水量的控制

在市政道路路面水稳层施工中， 含水量的高低将影响水稳层的强度和稳固性， 基本规律为: 混合料的含水量偏低， 水分不足迫使集料产生真水反应，水泥的水解速率无法达到要求， 同时受含水量偏低的影响， 水泥的分布缺乏均匀性， 易影响水稳层的强度； 反之， 含水量偏高时， 水稳层干缩形变， 水稳层结构的形态难以达到要求， 稳定性也将降低。因此， 工程人员需要综合考虑水泥材料的特性、 水稳层质量要求、 现场气温等内外部因素， 经过试验后确定适宜的含水量， 再于合适的时间加水， 保证混合料的质量。

3.3 混合料配制质量的控制

配制方式的差异将导致混合料的性能不一致[1]。为充分提升混合料的性能， 需合理选择材料， 严格控制原材料的用量， 掺料后做充分的搅拌， 得到均匀性较好的混合料。 若搅拌不充分， 局部混合料缺乏均匀性， 水稳层有开裂的可能。 混合料搅拌时于合适的时间加水， 防止加水时间不合理而导致混合料的性能欠佳。 此外， 避免单次加水间隔时间过长的情况， 否则水泥由于水分不足而失水硬化， 难以保证水稳层的施工质量。

搅拌是水稳层混合料制备时的重要环节， 必须由专员合理操作。 若混合料搅拌场地在斜坡处， 易由于地势条件的特殊性而导致搅拌后的混合料缺乏均匀性， 为此需在搅拌前根据斜坡的坡度调整搅拌机与叶桨的连接角度。 现场气候条件也易影响混合料的搅拌效果， 遇极端天气时， 要求工作人员在限定的时间内快速搅拌到位， 并结合工程施工状况对用料数做灵活的调整。 水稳层施工效果是反映混合料拌和方法是否具有可行性的重要途径， 施工人员需加强对已施工水稳层的质量检查， 若发现局部有干燥、 开裂等问题， 需判断是否由于混合料性能异常所致， 若混合料确实存在质量缺陷， 从含水量的调整、 材料用量的调整等方面着手， 经过优化后制得质量可靠的混合料。

搅拌水平影响到混合料的性能， 由于混合料性能的差异化， 建成的道路水稳层在强度、 稳定性、耐久性等方面均存在差别。 施工单位需做好混合料拌制前的准备工作， 例如加强对道路施工现场的勘察， 结合道路建设要求精准配制混合料。 混合料的含水量以3%为宜， 具体可根据实际施工条件做灵活的调整。 定期检查混合料的含水量， 超出许可范围时进行优化， 或是已施工的水稳层存在异样时，也需考虑是否由于混合料的含水量不合理所致， 存在此方面的原因时， 适度调整混合料的含水量。

3.4 做好设备选择

在市政道路工程中， 水稳层施工尤为重要。 为了保证其的质量和效率， 必须使用专用的施工设备，例如大型摊铺机、 碾压机等。 因此， 在进行施工前的准备中， 要根据具体的施工路段和条件先进行设备的选取， 同时也要根据施工现场的具体情况进行合理选取。 对所有设备的型号和参数性能进行一一核定， 在满足最佳性能的同时要降低生产运行成本。

3.5 混合料摊铺的质量控制

混合料制备完成后， 及时用于摊铺[2]。 摊铺期间加强对混合料含水量的检测， 超出许可范围时进行含水量的调整， 但禁止直接向水稳层喷水， 以免破坏结构的完整性和稳定性。 遇降雨天气时， 尽快压实已摊铺的水稳层， 采取防护措施， 避免由于雨水侵蚀出现质量问题。 摊铺遵循连续性原则， 保证水稳层的完整性。 机械化摊铺， 根据水稳层的施工要求适配摊铺设备， 进场时安排质量检验， 进场后调节摊铺设备的作业参数， 由专员在现场指挥， 引导摊铺设备操作人员规范作业， 按照适宜的速度有序将混合料摊铺到位。 检查人员注重对混凝土用量、含水量、 摊铺层厚度、 摊铺宽度、 摊铺速度等各项指标的检查， 评价是否符合要求， 针对存在偏差的指标进行调整， 从源头上规避水稳层摊铺质量问题。摊铺施工， 如图2 所示。

图2 混合料摊铺

3.6 混合料压实的质量控制

摊铺后安排压实， 借助压路机的外力作用提升混合料的紧密性， 使成型的水稳层平整、 密实[3]。碾压采取胶轮压路机 （1 台） 和单钢轮振动压路机（3 台） 联合作业的方式， 分初压、 复压、 终压三个阶段有序进行。 初压采用胶轮压路机静压1 遍， 复压采用振动压路机， 按照先弱振2 遍、 再强振4 遍的顺序依次压实， 终压用单钢轮压路机静压1 ～2遍， 在保证水稳层密实性的同时提高表面的平整性（消除轮迹）。 压实作业人员加强现场检查， 例如用直尺检查接头处是否有拥包现象， 若有应铲除、 修复， 直至恢复平整状态为止。

摊铺后至压实前的间隔时间越长， 水稳层的收缩率越高， 压实难度增加， 乃至经过充分的压实后仍无法取得良好的压实效果。 因此， 需缩短摊铺后至压实前的间隔时间， 宜在摊铺完成后的0.5h 内安排压实， 降低混合料的收缩率， 借助压路机促进水稳层的固结。

3.7 接缝的质量控制

路面水稳层的接缝以横向接缝和纵向接缝为主，质量控制要点如下。

3.7.1 横向接缝

水稳层摊铺中断时间超2h 需设横向接缝， 为减少横向接缝的数量， 摊铺时加强现场管控， 做到连续摊铺[4]。 摊铺时， 由人工找齐摊铺末端， 紧靠水稳料放置2 根高度与压实厚度一致的方木， 另一侧回填砂或碎石， 回填量超过方木， 经过压实后恢复平整。 重新摊铺水稳料前， 将方木模板和砂石去除，清理附着在下层顶部的杂物， 重新摊铺、 压实。 由于工程施工要求而必须设置横向接缝时， 在临近摊铺末端的位置抬起摊铺机的熨平板， 摊铺机保持该姿态驶离现场， 人工摊铺末端的混合料， 紧靠混合料的位置布设方木， 方木下方开设沟槽用于稳固方木， 另一侧回填砂砾与碎石， 采取整平、 压实措施，适量洒水以便混合料的有效成型。 经过横向接缝的施工后， 接缝部位需平整、 密实。

3.7.2 纵向接缝

纵向接缝的摊铺以梯队摊铺或全幅摊铺的方式为宜， 非必要时不设置纵向接缝。 由于工程需要而设置纵向接缝时， 将接缝位置规划在道路中线处，梯级宽度不少于层厚的1/2。 纵向接缝施工前需凿除松散的水稳料， 使新摊铺的混合料与原材料稳定结合。

3.8 水稳层后期养护

水泥是水稳层施工中的重要材料， 水泥具有水化热的特性， 控制不当时易过量放热， 出现后期收敛或其它问题。 为保证水泥的有效水化， 需加强水稳层的后期养护: 1） 遵循动态养护的原则， 养护时间约为6d， 具体根据水稳层的成型状态而定。 环境温度发生变化时， 适时调整水稳层养护时的用水量；2） 养护过程中加强防护， 禁止任何无关人员和车辆进入现场。 水稳层养护工作进入后期时， 混合料的含水量降低， 易干缩， 因此加强补水保湿。 洒水量根据现场环境而定， 例如夏季的气温较高， 水稳层的水分散失量增加， 更易干缩， 需增加洒水频率和洒水量。 洒水后覆盖土工布， 减少水分的蒸发量，养护全程的洒水量控制均遵循少洒多补的原则， 使水稳层混合料在水分适宜的条件下稳定成型； 3） 如遇强风、 暴雨天气， 应及时用草席覆盖， 以避免表面麻面、 孔洞等。

3.9 加强对水稳层的检测与计量工作

为提高城市道路水稳层的施工质量， 施工单位应加强对水稳层的监测[5]。 在进行水稳层测试和测量工作时， 应注意: 一是要对水稳层的掺水含量进行测试。 二是对水稳层中的水泥含量进行检测。 三是对水稳层的压实进行测试。 通过对现场的监测和测量， 提高了水稳层的施工质量， 从而提高了其安全性。 在进行水稳层检测时， 必须采用科学的测量资料， 以提高测量与检验的效率， 从而提高工程的安全性。 在进行水稳层测量时， 应充分利用水稳层的施工工艺与材料， 以保证其与国家规范相符， 从而提高城市道路的建设质量。

4 结语

综上所述， 水稳层主要由水泥、 骨料、 水等材料组成， 属于稳定可靠、 抗渗、 抗冻的道路结构，在道路路面工程中取得广泛的应用。 经过本文的分析可知， 原材料质量、 混合料配制方式、 摊铺及压实方法等均会影响水稳层的施工效果， 因此施工人员必须强化质量控制意识， 加强对各道工序的质量控制， 有条不紊地施工， 建设质量达标的市政道路路面水稳层。