路面水稳基层施工存在的问题和质量控制措施分析

徐鑫

（烟台市海阳公路建设养护中心，山东烟台 265100）

0 引言

水稳基层施工技术由于其强度高、设备要求少、施工工艺简单等优点，在我国公路工程中得到广泛应用。在实际应用中，常存在水稳基层的质量问题。水稳基层因表面强度高、抗压和抗冻性好，是公路普遍使用的基层。实践表明，水稳基层具有较高的收缩率，其抗压变形能力和渗透性较差，很容易在路面上形成积水，一旦发生裂缝将无法修复，严重影响路面的整体机械性能。在道路工程中，水稳基层的施工质量发挥着举足轻重的作用。因此，必须加强对公路建设问题的持续研究，以提升公路水稳基层工作的质量。

1 水稳基层概念

道路基层是以特殊的施工技术方法，在路基垫层表面铺设的层状结构。沥青混合料的用量和施工质量是影响沥青混凝土路面性能的重要因素。路面水稳基层又称水泥稳定碎石层，是将水泥稳定碎石（简称水稳）以级配碎石作为集料，并与水泥砂浆按一定的配比进行填筑，其用量一般为3%～6%，采用嵌挤原理，用摊铺、振捣、压实等施工方法获得混合料，形成水泥稳定碎石层，达到公路工程养护的目的。其早期强度高，随着时间的增长强度迅速增大而形成板形，7d 时无侧限压缩强度可达到1.5～4MPa，较其他路基材料都要高。该施工技术工艺简单、施工效率高、抗渗性和抗冻性好，耐冻融交变荷载大，是一种理想的施工方法。

2 路面水稳基层施工质量存在的问题

2.1 原材料问题

从工程实践来看，原材料直接影响工程建设质量，应加强对原材料的控制，确保混凝土施工的整体质量。只有确保了混凝土原材料质量，才能真正提升整体水稳基层建设质量。要想确保工程质量，就必须从原材料抓起。混凝土材料有很多种，其中，水泥材料、砂砾材料等作为原料，与混凝土质量息息相关。要想使工程质量得到保障，就必须重视对原材料的质量控制。就公路工程而言，强化原材料质量管理等，能够有效保障项目顺利实施。

其一，水泥混凝土作为一种重要的建筑材料，具有优良的物理力学性能，能够满足多种使用要求，且价格低廉、易于运输、便于储存，被广泛应用于道路工程建设中。就公路建设而言，公路基础是用具体施工技术方法，将其布设于路基垫层上，形成网状结构，而基层作为整条道路的承载层，其主要组成是单一或混合的物质，按照一定比例做好铺垫，材料的选择和施工质量，直接影响路面的品质和性能。因此，必须做好基层的养护工作，以保障整体道路的使用性能，延长使用寿命。

其二，路面作为水稳基层，又称为水泥稳定碎石层，主要是采用水泥稳定碎石作集料，用淤泥按一定的配比混合，并以此作为填料填入土中压实，经摊铺而成的一种半刚性沥青路面面层。水泥的掺入量一般是混合料的3%～6%。该混凝土具有良好的稳定性能、耐久性能，同时又有较好的抗裂能力，被广泛应用于公路工程中。通过碾压等手段得到混合物料，由此形成相对稳定的水泥碎石层，从而达到公路养护的目的。

目前，我国大多数高速公路都设置了水稳拌和厂。由于水稳拌和场在建设时未对原材料进行检测试验，会导致出现很多质量隐患。为避免水稳拌和站生产品质不过关、配比达不到标准或配比控制不当等现象，各级政府、公路相关部门对水稳拌和站进行了较为严格的监督和管理。

2.2 水稳基层与下承层之间整体结合性差

由于施工期间经常会遇到时间紧迫的问题，因此，施工方如忽视对路面表面的清洁渗透及渗油的施工，就会造成下卧层较为松散、有浮土或喷淋不够厚等问题，从而影响水稳层与下承层的结合。同时，由于路面应力的存在，会对各层的结合产生一定影响，使基础层与下承层的整体性能变差，影响各层的黏附力和密封性。路面的稳定性与下承层的黏结度不佳，将会降低路面的使用寿命。

2.3 水稳层混合料的水泥剂量控制较差

在工程建设中，为满足强度的要求，水稳性拌和料的用量经常偏高，从而导致后期路面出现收缩开裂。水泥用量过多，不仅会提高工程造价，在施工中还会导致碾压后的水稳层开裂问题，严重影响了整个工程的质量。若水泥用量太低，水稳层的强度也会随之下降，因此，在进行搅拌时需注意材料的选择，使用的水泥用量应与标准用量相适应。公路裂缝主要分为两种：

一种是因强度不够而产生的裂缝，与结构的设计和施工质量有关，在工程建设中应加强对工程质量的控制，避免此类开裂问题[1]。

另一种是由于加入了太多的水泥或其他黏胶物质，也会产生收缩。主要分为干缩和冷缩，当收缩时底层会产生收缩开裂。要解决混凝土开裂问题，必须控制好水泥用量，水泥用量太大，混凝土中的水分流失很快，这种失水状态也会导致混凝土的干燥收缩。

2.4 水稳层含水量问题

水稳层的水分控制，必须保证在适当的含水率下进行碾压，以达到最大的水稳层密度，水分含量过高或过低，将会对最终的压实效果产生不利影响。通常水分含量在0.5%～1%之间是最适宜的。在实际的水稳层含水率控制中，温度和输送距离的长度应加以考虑。若水分太多时，碾压过程中会出现波浪、黏轮等现象，会对混凝土的密度、稳定性造成一定的影响，并使混凝土的干燥收缩结构层增大，从而导致开裂。若水分含量低、混合料疏松、碾压较为困难且不容易成型、同时会影响混合料的密度和强度[2]。

因此，在施工中应根据实际气候条件和运输距离，适时调整原料的含水率，以确保拌和料的最佳铺展和碾压效果。

2.5 组织施工不及时的问题

在水稳层混合料中，混凝土的掺水搅拌存在两个时限，即初凝和终凝。在冬天和夏天，如果未及时进行施工或未采取相应的措施，会导致混凝土的整体强度和整体性能下降。在工程建设中应严格控制工期，防止因施工组织不当造成公路质量降低。

3 路面水稳基层质量控制措施

3.1 原材料的质量控制

对原料质量的控制主要有两类：水泥和级配碎石。水泥的初凝时间应大于3h，终凝时间也比较长，应选用6h 以上的低等级水泥。水泥固化的持续时间是决定水泥稳定碎石的最佳施工时机[3]。级配碎石是指根据结构特性选择碎石的粒径和成分，由此决定其配合程度和强度的具体调整，从而确保级配的持续进行。原料的级配是质量的核心，应着重对堆放区进行合理布局，对堆场进行硬化处理，修建排水设施，防止对物料造成不必要的污染。堆料时应用小堆，避免堆得太高，防止大颗粒滚落下来影响集料的级配。同时，水泥稳定混凝土的质量与混凝土的强度、密实度有密切关系，水泥、粗骨料、细骨料、外加剂等均需严格控制质量，水泥作为水泥的黏结剂，其质量对水稳层的强度有着很大的影响。

3.2 混合料配合比质量控制

为了保证路面结构的强度，保证路面的整体使用寿命和使用品质，在进行水稳层施工时，应先对原材料进行配比测试，确定其强度指标，由工程师批准后进行示范和铺筑，并对试验路段的抗压强度进行测试，最后确定生产配合比和施工配合比[4]。水泥用量对混凝土的强度、硬度有很大的影响。水泥含量偏低，会导致水稳层强度下降；水泥用量大，不仅会提高工程造价，还会造成水稳层裂缝，从而对路面的施工造成不利的影响。

因此，在搅拌过程中应充分考虑混凝土的损失，并尽可能地将混凝土的实际用量与试验结果进行适当调整，以确保水稳层的质量。沥青混合料中水含量对沥青路面的紧密性、强度影响较大，通常以0.5%～1%为宜。如在温度高或运输距离远的情况下，应将其调节到1%～2%，以补偿在运输、铺装和碾压时的失含水量。在水分控制中，应比理想含水率稍低于0.5%，否则会造成水波等问题，从而影响混凝土的密度和平整度，提高干缩率会造成干燥开裂，若水分太少混凝土的密度和强度都会受到影响。在工程施工中，应根据当地的气候条件和运输距离，适时调整原料的含水率，使之与实际情况相一致，以取得最佳的碾压效果[5]。

3.3 水稳层混合料的摊铺

在铺设沥青路面前，应对路基的高、低、宽、斜坡的压实度进行全面检查，确保路基符合要求，不合格的应及时采取补救措施，并清除基层表面的浮土、杂物等，避免后期施工中出现松动、脱皮等问题。在铺展前，先向下承层喷洒水分，然后再进行下一阶段的施工。在施工之前，还需考虑到对施工的控制，应重新测量线路的导线点和水准点，水准点应建在邻近的桥梁岸边，便于施工。在水稳层施工之前，先用石灰标出道路及边界线，既能确保摊铺机铺面上的水稳层作业，又能有效控制铺面的规整。垂直方向的间隔需特别注意，直线距离为20m，曲线为10m，钢丝绳可以防止施工人员的干扰，避免引起平铺起伏，在200m 处进行分段，在铺展之前应对高处进行指数检测。同时，因为水拌和的时间有限，在铺垫的过程中须检查铺垫设备的情况，以免机器出现故障而导致半路停车，对后期的施工带来很大影响，应准备好搅拌设备和材料。摊铺机的设备类型也会影响最终品质，在选择摊铺机时应选用全自动摊铺机，并尽量一次完成摊铺，以保证铺面的厚度和平整度，摊铺效果需达到不离析、级配良好、均匀度和水平坡度达到规范要求。搅拌好的拌和料运输至工地时，应按规定的松铺厚度均匀地摊铺，在摊铺时尽量减小拌和料的数量，并保证摊铺机器的方向精度在基层上画上线控制，规范摊铺机行走方向。

3.4 水稳层混合料压实

在混合料摊铺后，在混合料含水率最优的条件下，按试验阶段所确定的碾压工艺，采用20t 或更大的压路机，在结构宽度范围内进行全路段的碾压，并根据时间的长短和当地温度的变化，适时调整碾压段的长度。温度越高，水分蒸发越快，碾压长度也就越短；在天气寒冷时，可以适当加长碾压长度，如果压实区太短，则会产生不均匀的现象，通常采用橡胶压路机或钢轮压路机进行1～2 次碾压。复压方法是用振动压路机加压2～4 次，最后使用钢轮式压路机或橡胶轮式压路机加压1～2 次。在碾压工序中不允许有任何多余的平弯段，应从两边的道路上碾压，如超高则要从内部的道路向外碾压。碾压时相邻的两个路肩要形成45°的台阶，从搅拌到粉碎时间应控制在2h以内。

3.5 水稳层的养护

后期妥善维护水稳层，以保证水泥层稳定碎石的强度，有效减少和预防干缩开裂的发生。应加强对原材料的控制，确保混凝土施工的整体质量。每段基底层须经过压实度的检验，再加以维护、保湿养生，待基层施工结束后及时移交给路面施工单位用沥青乳液保养，以免基层长时间曝晒于空气中。对于沥青路面，其表面必须保持干燥清洁，同时，还应加强对行车荷载以及自然因素的控制。养护期一般超过7d，在一条彻底闭塞的路上，除洒水车外，不得有车辆通行。若温度较低，须对公路面层进行加热处理。冬季养护中，应采取覆盖、保温等措施。为了避免基层产生裂缝或表层的破坏，可使用先铺设塑料膜的方法，然后用黏土膜保养，减少或避免温差过大造成温缩裂缝。

4 结语

由于水稳定基层施工技术的特性，施工中被广泛应用。因其强度高、施工工艺简单、施工效率高，水稳基层技术受到了广泛重视。在实践中，通过对路面质量的控制，采取更加科学合理的控制方法，可以有效改善道路的施工质量。目前，我国的公路工程建设已取得了长足的发展，其优良的力学性能、水稳性、抗裂性等优势在工程实践中得到充分体现。结合工程实际，从多个方面对工程质量进行全面控制，全面提高工程建设的质量。在施工中需严格按施工程序进行，避免人为因素的影响，不断提高技术水平和路面的质量，为通行安全打下良好基础。