水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)研究與探討

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，市政工程建設(shè)也邁入了一個(gè)新的歷史高點(diǎn)，選擇具有高穩(wěn)定性的路面材料是市政工程建設(shè)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。水泥穩(wěn)定碎石由于其自身獨(dú)特的物理結(jié)構(gòu)特征，良好的力學(xué)性能、板體性、水穩(wěn)定性以及抗凍性，極大地穩(wěn)定了我國市政道路的發(fā)展，成為了市政建設(shè)中必不可少的基層材料。本文以市政工程建設(shè)為背景，研究與探討水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)的應(yīng)用。

工作原理

水泥穩(wěn)定碎石（以下簡稱“水穩(wěn)”）是一種無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料，它是將級(jí)配碎石、水泥等材料通過拌合、攤鋪、壓實(shí)和養(yǎng)生而形成的一種路面基層施工方法，其強(qiáng)度主要靠碎石間的嵌擠鎖結(jié)原理，同時(shí)有足夠的灰漿體積來填充骨料的空隙。水穩(wěn)的初期強(qiáng)度高，并且隨齡期增加而增加，水穩(wěn)的作用主要是作為瀝青面層的下承層，承擔(dān)瀝青面層傳遞的行車垂直荷載，并將荷載均勻地分散到路基中。水穩(wěn)水泥較其他路基材料高，其用量一般為混合料的3%～6%，7天的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)1.5 Mpa～4.0%Mpa，水穩(wěn)成活后遇雨不泥濘，表面堅(jiān)實(shí)，是高級(jí)路面的理想基層材料。其整個(gè)施工過程必須在水泥終凝前完成，并且一次達(dá)到質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，否則不易修整。為此，水穩(wěn)的施工方法也符合了現(xiàn)代化大規(guī)模機(jī)械化發(fā)展的方向。

施工技術(shù)研究與探討

市政工程水穩(wěn)基層施工應(yīng)采用集中廠拌，攤鋪機(jī)分層攤鋪，壓實(shí)機(jī)械分層碾壓的施工工藝。從施工技術(shù)要點(diǎn)分析水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)，這對(duì)指導(dǎo)市政工程建設(shè)具有重要的意義。

1. 原材料的要求

施工準(zhǔn)備階段是整個(gè)施工過程的第一步，高品質(zhì)的原材料是工程得以良好運(yùn)行的必備條件。

（1） 水泥：宜采用強(qiáng)度等級(jí)較低的水泥，建議使用42.5級(jí)的緩凝水泥，禁止使用快硬水泥、早強(qiáng)水泥以及其他受外界影響而變質(zhì)的水泥，其質(zhì)量應(yīng)符合《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007的要求，各齡期強(qiáng)度、安定性應(yīng)達(dá)到相應(yīng)指標(biāo)要求；要求水泥初凝時(shí)間4h以上，終凝時(shí)間不小于6h。

（2） 集料：最大粒徑不應(yīng)超過31.5mm。一律采用規(guī)格料配制，可以使用0～31.5mm的混合料。集料的壓碎值、顆粒級(jí)配、針片狀含量等指標(biāo)必須符合規(guī)范要求。

（3） 水：凡飲用水皆可使用，遇到可疑水源，應(yīng)委托有關(guān)部門化驗(yàn)鑒定。

2. 混合料的組成設(shè)計(jì)

組成設(shè)計(jì)原則①改善集料級(jí)配、粉料含量不宜過多；②在達(dá)到強(qiáng)度的前提下，宜采用最小水泥劑量，但不小于4.0%；通過對(duì)單料級(jí)集料的篩分，根據(jù)一定的方法合成礦質(zhì)混合料，其級(jí)配需滿足《公路工程路面基層施工技術(shù)規(guī)范》JTJ034-2000的要求。礦料配合比確定后將指導(dǎo)拌和站生產(chǎn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整，以確定生產(chǎn)配合比。礦料配合比設(shè)計(jì)完成后，按照設(shè)計(jì)的水泥劑量制作試件，進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，以測定是否達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。

3. 混合料的拌合

混合料按照設(shè)計(jì)配合比，通過水穩(wěn)拌合機(jī)充分拌合，經(jīng)皮帶輸送機(jī)、儲(chǔ)料斗裝車運(yùn)至施工現(xiàn)場。拌合時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制水泥用量和含水量，確保配合比準(zhǔn)確，拌合均勻，混合料顏色色澤一致，無明顯離析及粗細(xì)骨料明顯集中現(xiàn)象。每天拌和前，應(yīng)檢查集料的原始含水量，調(diào)整當(dāng)天的生產(chǎn)配合比，混合料的含水量要比最佳含水量略高。實(shí)際拌合時(shí)的水泥劑量考慮到施工離散性的影響，可大于設(shè)計(jì)時(shí)確定的水泥劑量約0.5%，但實(shí)際采用的水泥劑量和現(xiàn)場抽檢的水泥劑量應(yīng)不大于設(shè)計(jì)劑量。同時(shí)，在充分估計(jì)施工富余強(qiáng)度時(shí)要從縮小施工偏差入手，不得以提高水泥用量的方式提高基層的強(qiáng)度。

4. 水穩(wěn)的攤鋪

優(yōu)先選用ABG全斷面攤鋪機(jī)，也可采用兩臺(tái)同種型號(hào)的攤鋪機(jī)同時(shí)攤鋪。當(dāng)拌和好的混合料運(yùn)至現(xiàn)場，應(yīng)馬上按松鋪厚度均勻攤鋪，攤鋪前，應(yīng)將兩側(cè)分料器接頭處離析混合料清除，攤鋪中如有離析現(xiàn)象，應(yīng)用人工及時(shí)找補(bǔ)，同時(shí)注意含水量大小，及時(shí)反饋拌和場進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。攤鋪過程中，應(yīng)隨時(shí)檢測攤鋪面的標(biāo)高和橫坡，不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整熨平板高度和橫坡直到合格為止。攤鋪過程中要保持?jǐn)備仚C(jī)的速度恒定，應(yīng)考慮拌和場的生產(chǎn)能力與攤鋪速度相匹配，避免中途不必要的停機(jī)，攤鋪速度宜控制在在1.0m/min ～3.0m/min。

5. 水穩(wěn)的碾壓

水穩(wěn)基層一次碾壓長度一般為50m～80m，碾壓段落必須層次分明。碾壓應(yīng)遵循生產(chǎn)試驗(yàn)段所確定的程序與工藝，注意穩(wěn)壓要充分，振壓不起浪、不推移。碾壓順序：先穩(wěn)壓1-2遍，然后振動(dòng)碾壓3-4遍，再用三輪光碾（18t以上）碾壓1-2遍，最后由膠輪壓路機(jī)碾壓1-2遍趕光成活，具體壓實(shí)遍數(shù)以滿足壓實(shí)度為準(zhǔn)，并保持無明顯輪跡。 碾壓速度：穩(wěn)壓階段控制在1.5km/h，壓實(shí)聯(lián)合體速度控制在2km/h，光面階段行走速度控制在2.5 km/h，起步和制動(dòng)應(yīng)做到慢速，杜絕快速起動(dòng)、緊急剎車現(xiàn)象。

6. 水穩(wěn)的接縫處理

接縫處理是指在連續(xù)作業(yè)的過程中，因故中斷2h以上造成的路面橫縫連接的工作，原則上水穩(wěn)施工必須連續(xù)不中斷。每天收工之后，第二天開工的接頭斷面也要設(shè)置橫縫。橫縫應(yīng)與路面中心線垂直設(shè)置，具體做法是將之前已經(jīng)碾壓成功且符合標(biāo)準(zhǔn)的末端進(jìn)行斷面挖掘，其形狀與路中心向下的路面相同。

7. 養(yǎng)生和交通管理

在整個(gè)施工過程中，加強(qiáng)交通管理工作是進(jìn)行安全施工的保障。每一段碾壓完成后應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)生，同時(shí)進(jìn)行壓實(shí)度的檢查。養(yǎng)生方法：碾壓完成后立即用濕潤的土工布進(jìn)行覆蓋，覆蓋2h后，用灑水車采取噴霧式的模式進(jìn)行灑水處理，灑水的次數(shù)依據(jù)不同的天氣狀況而選擇，其根本宗旨是保持整個(gè)路面碎石的濕潤工作。這個(gè)保持周期一般是7-10d濕潤狀態(tài)，28d正常養(yǎng)護(hù)狀態(tài)，并且保持交通的封閉。

8. 試驗(yàn)檢測

（1） 含水量、水泥劑量、級(jí)配檢測。混合料拌和完成后，及時(shí)取樣檢測水泥劑量、含水量，并將所取混合料烘干后進(jìn)行篩分，及時(shí)將檢測結(jié)果通知拌和站，以便作人員對(duì)達(dá)不到要求時(shí)及時(shí)調(diào)整，不合格混合料應(yīng)廢棄。

（2） 壓實(shí)度檢測。在水泥穩(wěn)定碎石攤鋪過程中，碾壓完成后要立即檢測壓實(shí)度。壓實(shí)度采用灌砂法，按規(guī)范要求的頻率進(jìn)行。對(duì)達(dá)不到要求的馬上補(bǔ)壓，直至達(dá)到壓實(shí)要求為止。

（3） 水穩(wěn)基層養(yǎng)生7-10天后要進(jìn)行彎沉和鉆取芯樣的檢測，彎沉值要滿足設(shè)計(jì)要求。鉆取的芯樣要完整、密實(shí)，其抗壓強(qiáng)度要能滿足設(shè)計(jì)要求。取樣要求每層均取，在第二層攤鋪之前要先取下層的樣，如果路面鉆芯機(jī)取不出完整鉆件，則應(yīng)找出不合格基層的界限，進(jìn)行返工處理。

質(zhì)量控制要點(diǎn)

水穩(wěn)基層有諸多優(yōu)點(diǎn)，但也不能忽視它的缺陷，這種結(jié)構(gòu)如果操作不好，容易出現(xiàn)裂紋，影響整體強(qiáng)度。其主要的原因是水泥穩(wěn)定碎石由于強(qiáng)度高、剛度大，容易產(chǎn)生收縮裂縫。一般網(wǎng)狀裂紋比較少見，裂縫的出現(xiàn)一般都很有規(guī)則，大概12～15m左右出現(xiàn)一條橫向裂縫。基層裂縫往往會(huì)對(duì)瀝青面層造成反射裂縫或?qū)?yīng)裂縫，從而導(dǎo)致面層水下滲，使得基層與面層之間積水，隨著車輪的荷載作用力形成動(dòng)壓，基層中的細(xì)料在動(dòng)水的不斷沖刷下，往往會(huì)產(chǎn)生“唧泥”現(xiàn)象，導(dǎo)致面層出現(xiàn)坑洞破壞，因此，應(yīng)減少裂縫的產(chǎn)生。為減少基層的裂縫，必須做到三個(gè)限制：在滿足設(shè)計(jì)確定的基礎(chǔ)上限制水泥用量；限制集料中小于0.075mm的顆粒含量不超過5%；混合料含水量嚴(yán)格根據(jù)天氣及氣溫變化限制在最佳含水量的±1%。同時(shí)基層施工完畢后，最好在一星期左右即進(jìn)行下封層或噴灑透層油的施工，保證基層不繼續(xù)失水而引起干縮裂縫。

結(jié) 語

在市政工程的項(xiàng)目建設(shè)之中，水穩(wěn)作為一項(xiàng)新的路面施工工藝，對(duì)工程質(zhì)量至關(guān)重要。為此，原材料上必須進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，力求調(diào)配高品質(zhì)，高質(zhì)量的水穩(wěn)半成品。同時(shí)，進(jìn)行有力的組織施工工作，根據(jù)水穩(wěn)的施工特點(diǎn)和材料特性進(jìn)行施工，做好施工現(xiàn)場各項(xiàng)質(zhì)量保證措施，將水穩(wěn)的性能加以最大化的提高，確保整個(gè)工程項(xiàng)目的質(zhì)量。

（作者單位：南京弘楠建設(shè)工程有限公司）