高速公路水泥稳定碎石基层质量通病及防治

陶长河，姚 鹏，赵海均，陈 潇

（四川公路桥梁建设集团有限公司机械化施工分公司，四川成都 610200）

0 引言

交通建设行业是国民经济的重要支撑，在提升国民生活质量，促进社会经济发展中扮演着重要的角色。近年来，我国交通基础建设领域正在快速发展，道路路面结构逐步经历重大变革，早已从适用于轻交通的级配碎石，朝向适用于中等交通的石灰土基层路面方向发展[1]。其中，水泥稳定碎石材料被视为当下路面结构的重要材料，自身具备良好的力学性能，稳定性高，在整个道路工程基层中占据重要地位。但高速公路工程的规模大，建设周期长，极易受到外力因素影响，水泥稳定碎石基层质量问题频频发生，裂缝现象更是屡见不鲜，需要采取有效手段进行改进。

1 工程概括

本工程为国道级高速公路，途经上海与武汉两座城市，路面六标施工段为安庆支线，公路路线全长为18.553km，涉及多个技术领域，对于施工质量、进度等具有严格要求。在该段落路基工程填方中，以石灰改良膨胀土为主要原料，具有干缩裂隙、失水收缩、吸水膨胀、反复涨缩变形等特点，整体性质呈不稳定趋势。为考虑到整条高速公路的安全与稳定性，避免渗透水而导致路基膨胀开裂，进而反射至路面结构层，做好水泥稳定碎石基层质量通病防治，增强整体抗裂性能十分必要，是本工程建设的重点任务之一。

2 水泥稳定碎石基层常见质量通病及形成原因

2.1 裂缝现象

裂缝问题是水泥稳定碎石基层中的常见现象，具体形成原因归纳至以下3 个方面。

（1）施工期间对路面平整度的要求高，为便于施工作用，采用大量的细集料，导致干缩裂缝的形成。

（2）配合比设计中水泥应用量较大，无法保证配合比例的科学性，加之设计强度在实践中要求较高，这会增加基层整体刚度，造成温度裂缝、干缩裂缝的出现。

（3）混合料搅拌中拌和水量管控不严，水泵工作参数调整不及时，导致混合料内含水量增加，干湿度无法保持均匀，干缩裂缝现象随之而来。

2.2 平整度偏差

平整度关系到工程整体稳定性，导致平整度偏差问题的主要原因如下。

（1）下承层平整度（原底层、土基层）较差，逐步增加摊铺厚度，在进行碾压作业时，平整度下降现象出现，平整度偏差随之而来。

（2）搅和处理时配合比控制不当，一旦出现水泥量过多、含水量过大、细料使用量大、搅拌不均匀等情况，都将对施工质量带来影响，降低水泥稳定碎石基层平整度，出现不同程度的偏差问题。

（3）摊铺施工作业期间，由于摊铺机发生碰撞，或者运输车辆倒车处理不当，对路面造成严重损坏，增加负荷，严重者将出现停工问题，逐步降低路面平整度，为后期行车安全埋下巨大隐患。

（4）摊铺作业中收斗失误，形成不良收斗现象，产生粗骨量的集中，造成窝料情况，整体强度与平整度快速降低[2]。

2.3 强度偏差

强度偏差在高速公路工程的影响力颇大，关系到整体质量与稳定性。针对强度偏差问题的形成原因，集中体现在以下几点：①水泥稳定集料借配不够规范。②水泥分散度及矿物成分不适当。③含水量不适当。④搅拌管控不严，不够均匀，碾压时间管控不当。⑤后期养护作业不及时，水分流失过快，极大程度削弱强度。

2.4 混合料碾压密实

在公路工程项目中，混合料碾压十分关键，若碾压密实度不足，将会诱发质量通病的出现。常见质量通病原因有：①原料分筛不够规范，尚未达到标准要求，石料堆放不合理，存在混料现象，又或者出现其他粒料相互合理，无法实现融合。②装料操作不当，乱堆乱放现象时常发生，导致出现不同程度的混掺、过剩等情况。③碾压时间、碾压频率等管控不严，整体流程比较松散，缺乏有效的管控手段，无法保证混合料拌料的均匀性。④碾压设备装配存在一定弊端，又或者碾压施工之间的配合欠妥，这些都会导致碾压不密实情况的出现[3]。

3 高速公路水泥稳定碎石基层质量通病的防治策略

3.1 裂缝现象防治

结合工程实际情况，严格按照标准要求，在其规定范围内适当减低水泥用量，加强合理强度设计，为后期施工作业提供保障。一般情况下，5MPa 最为适宜，配合比设计强度应在4.0MPa～4.5MPa。针对集料级配，应根据工程规模、质量标准适当进行调整，尽可能减少细集料投入量，其中密实型骨架最为适宜；当过筛在4.75mm 时，应着重加强通过率控制，优先选择35%的细集料。同时要适当减少离析，加大粗集料比重，控制过筛率（19.0mm），通常以80%为宜。此外，施工前期应做好原材料检验实测，准确记录数据，具体的原材料要求及实测如表1 所示。

表1 原材料要求及实测结果

3.2 平整度偏差防治

①在施工作业前期，安排专人做好下承层验收工作，认真勘查现场，细致测量其高程、平整度等，确认指标是否在合格范围内。②针对超过标准要求、不合格的情况，应要求施工班组及时进行填平处理，为施工质量提供保障。③施工前期的技术交底必不可少，在承建双方、监理单位三方在场的情况下，就工程建设问题展开细致探讨，甲乙双方商讨施工要点，重点加强对材料购置与运输、用料拌和、摊铺施工、碾压作业、施工养护等关键环节的技术探讨，合理编制技术准则，签署有效的施工合同。④施工过程中应积极采用先进的管理方法，严格按照施工技术要求，组织施工班组采集数据信息，安排专人做好现场监督，实现施工全过程的追踪管控，保证问题及时发现与处理。⑤针对拌和作业的施工安排、现场检查、质量试验等，严格规范操作流程，审核质检人员专业资格，做好施工过程的监管工作，按照相关规范有序开展拌和操作。以施工报验程序为标准，对下承层高程和平整度进行质量验收，若检测不合格，及时进行纠正处理；集料摊铺要避免离析现象的出现；集料拌制要按照相关流程有序进行；现场碾压要根据相关规定要求，压路机倒车换挡要从轻并平顺进行；松铺高度检测要采用拉线进行，及时调整低洼处，在完成压实后及时进行现场验收，确保满足平整度要求[4]。

3.3 强度偏差防治

对于高速公路水泥稳定碎石基层强度偏差控制，需要从以下几个方面入手：①强调选料细致性，保证稳定级配，优先选择碎石、砂砾、砂性土等原材料。②以硅酸盐水泥为宜，严厉禁止铝酸盐水泥投入生产作业中。③定期开展现场试验工作，查看水泥含量、级配范围是否符合相关规定。④针对配料中的各要素，要认真进行权衡处理，定期对水泥用量、砂石量、含水量等展开抽查试验，保证合理配置，按照标准规范操作。⑤加强混合料强度等级验证，确认是否与相关标准要求相符。⑥在开展碾压施工作业时，应保证混合料中含水量条件保持最佳，保证干湿分布均匀，满足实际施工需求，逐步提升其强度与稳定性。

3.4 混合料碾压密实防治

首先，加强材料过筛质量监管，强调分类管理，保证材料合理有序堆放，最好设置区域划分，对不同材料进行分类堆放，原料与晒料要做好标识。其次，优先选择隔墙堆放，针对细骨料要采取全面覆盖，优化改善排水设施，避免含水量增加影响均衡性。再次，原料拌和要适当引入科学技术，例如，自动计量设备、语音控制系统等，为整个拌和作业提供技术保障，规范施工流程，并认真做好料斗清理与检查工作，避免发生堵塞现象[5]。最后，在装卸作业时，要保证料仓供料的均衡性，做好速度控制，可支持随用随加，坚持按需分配，防止串仓情况的出现。

3.5 原材料控制

3.5.1 水泥

水泥属于稳定剂，其质量十分关键，本工程施工建设使用标号较低、终凝时间较长（6h 以上）的水泥。为保证稳定土拌和、运输、摊铺、碾压等施工的有序进行，要着重强化强度控制，预留出足够的操作时间。在入场操作前期，要做好样品检测抽查，每批次或每500t 抽查样品一次，对水泥标号、细度指标、安定性、初凝时间、终凝时间等进行现场检验。

3.5.2 级配碎石

按照相关规定，级配碎石粒径应控制在37.5mm 以内，压碎值应在28%%最为适宜，且针片状含量不得超出15%。若集料内颗粒小于0.6mm 时，要及时进行液限、塑性指数等检验工作，其中液限应低于28%，塑性指数不得超出90%，在此期间，要着重注意碎石级配控制，级配曲线应以圆滑曲线为主。

3.5.3 集料拌和

保证水泥、集料、水的均匀拌和，在最佳含水量下充分压实，使其干密度达到最大，逐步提升强度与稳定性。在进行配合比设计时，要优先确定最佳含水量，在含水量达到最佳状态的同时，满足水泥完全水化、水解的作用需求。

3.6 施工缝处理

为避免缝隙存在对施工质量造成不利影响，按照相关规范要求，选择横向施工缝处理方式进行。针对施工期间因故导致的施工中断2h 以上情况，同样采取横峰方式进行搭接处理。在此期间，横缝、路中线应保持垂直状态，具体操作步骤为：利用人工进行混合料末端处理，整理整齐摆放，选取两根木方紧靠混合料放置，高度与混合料压实厚度一致，紧靠木方混合料应保持整平状态。木方另一侧采用碎石、砂砾回填，长度为3m适宜，其高度应较高于混合料，操作完成后对混合料进行碾压密实[6]。若混合料需要重新摊铺，需要及时除去砂石、木方等，清理作业面，使施工现场保持干净整洁。

3.7 摊铺施工

在确定水稳基层中下承层、路基达到标准平整度要求后，方可开展水稳基层摊铺作业，若下承层表面平整度差，且呈现波浪状时，那么将会反射至基层表面，需要及时采取有效手段进行改进。对于水稳基层摊铺施工，应利用摊铺机，通过半幅路施工方式，在非接触式平衡梁等自动找平控制装置配合下，在摊铺机两侧挂设基准标高线，以此控制标高。结合现场实际情况，适当调整摊铺机内各项参数，保证供料、摊铺速度始终保持均匀。当连续作业中摊铺速度在2～4m/min 时，摊铺机前应至少有3 辆车待卸料，操作大吨位自卸车进行加覆盖运料，当自卸车后退进行卸料时，应在与摊铺机距离在10～30cm 时，停止挂空，根据自卸车前进速度完成卸料，防止运料卡车体育摊铺机发生碰撞而出现不平顺现象。

4 结语

综上所述，水泥稳定碎石基层是公路工程中的重要环节，其施工质量的高低，将直接影响整个工程项目的建设成果，关系到高速公路后期行车安全。在新时期背景下，施工单位在工程建设期间，要着重加强对水泥稳定碎石基层质量通病的控制，深入分析质量通病的常见类型与具体形成原因，进而结合工程规模与结构特点，采取有效的防治手段，切实改善施工质量隐患，优化施工模式，提高施工质量，促进整个工程保质保量地建成。