抗裂嵌擠型水泥穩(wěn)定碎石基層的施工質(zhì)量控制

馬兵強(qiáng)

(江蘇省東海縣公路管理站，江蘇連云港 222300)

水泥穩(wěn)定碎石作為半剛性基層在我省高等級公路建設(shè)中應(yīng)用已有10余個年頭，混合料級配范圍是懸浮密實(shí)型級配，鋪面表面非常光滑密實(shí)，裂縫很多。2013年下半年江蘇省公路局在全省國省干線公路上推廣抗裂嵌擠型水泥穩(wěn)定碎石，從材料要求、混合料配合比設(shè)計(jì)、施工要點(diǎn)等方面，著重從工序、技術(shù)、工藝和管理角度提出明確要求，提高路面耐久性，提升施工效率和實(shí)體工程質(zhì)量，延長瀝青路面壽命、減少瀝青路面開裂。

結(jié)合310國道東海段養(yǎng)護(hù)大中修工程的具體項(xiàng)目應(yīng)用情況，對采用抗裂嵌擠型水泥穩(wěn)定碎石與懸浮密實(shí)型施工的不同進(jìn)行探討，為水泥穩(wěn)定碎石施工提供借鑒。

1 原材料質(zhì)量要求

水泥穩(wěn)定碎石是由水泥、碎石、水拌合而成的混合物，無論采用懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)還是抗裂嵌擠結(jié)構(gòu)，材料組成上是一致的，只是抗裂型技術(shù)要求上更明確更具體，主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)。

1.1 粗集料的質(zhì)量要求

抗裂嵌擠型結(jié)構(gòu)粗集料相互嵌擠形成堅(jiān)實(shí)的骨架，對混合料的收縮特性影響較大，因此在混合料設(shè)計(jì)中其質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格控制。石料本身強(qiáng)度比較低的話，要提高混合料的強(qiáng)度勢必要增加水泥的用量，這樣無形中對其抗溫度收縮、干濕收縮產(chǎn)生不利的影響。

本項(xiàng)目采用碎石主要技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 粗集料技術(shù)要求

1.2 集料的技術(shù)規(guī)格

對于公稱最大粒徑為26.5 mm的混合料，采用3檔規(guī)格的礦料備料，明顯偏粗，難以有效控制混合料級配的穩(wěn)定性。抗裂嵌擠型水泥穩(wěn)定碎石規(guī)定應(yīng)采用4檔以上不同規(guī)格的集料進(jìn)行摻配。

2 混合料組成設(shè)計(jì)

2.1 級配范圍

級配范圍的選擇應(yīng)該趨向于S形級配的設(shè)計(jì)，增加集料含量，適當(dāng)減少公稱粒徑以上和4.75 mm以下集料的含量，以增加級配的嵌擠作用，提高抗變形能力，并減少施工中級配的離析現(xiàn)象。優(yōu)化后的級配范圍見表2。級配的走向應(yīng)選擇靠近中值偏下、靠近級配范圍的下限使礦料級配形成S形曲線，基層4.75 mm以上粗集料的含量不低于65%，形成骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)。

表2 抗裂嵌擠型水泥穩(wěn)定碎石的顆粒組成范圍

2.2 混合料配比確定

1)最佳含水量和最大干密度的確定。混合料擊實(shí)試驗(yàn)可采用重型擊實(shí)法和振動擊實(shí)法，抗裂嵌擠型水泥穩(wěn)定碎石粗顆粒含量較多，采用重型擊實(shí)法得到的最大干密度偏小，需對試驗(yàn)結(jié)果乘以1.02～1.03的修正系數(shù)進(jìn)行修正，否則會出現(xiàn)現(xiàn)場壓實(shí)度超過100%的現(xiàn)象。本項(xiàng)目確定不同劑量混合料的最佳含水量和最大干密度，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 水泥穩(wěn)定碎石擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果匯總表

2)強(qiáng)度檢驗(yàn)。根據(jù)確定的最佳含水量，分別拌制4種水泥穩(wěn)定碎石混合料，用靜壓法(100%壓實(shí)度)和振動法(98%壓實(shí)度)按成型不同劑量強(qiáng)度試件，放在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)生6 d，養(yǎng)護(hù)溫度為20℃ ±2℃，在養(yǎng)生第7天將試件浸水，取出后做無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 水泥穩(wěn)定碎石混合料7 d成型強(qiáng)度匯總表

配合比設(shè)計(jì)應(yīng)用工程的半剛性基層設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求為大于3.5 MPa 或 5.5 MPa。

考慮到水泥穩(wěn)定碎石的拌和以及現(xiàn)場攤鋪施工控制精度的實(shí)際情況，本項(xiàng)目水泥穩(wěn)定碎石混合料設(shè)計(jì)水泥劑量確定為4.0%。

3 施工質(zhì)量控制要求

3.1 拌料與裝料

1)拌和前由試驗(yàn)人員檢查料場內(nèi)各種集料含水量，換算施工配合比，確定混合料用水量，外加用水量的總和要比最佳含水量略高。2)開始拌和后，試驗(yàn)人員應(yīng)按規(guī)定取混合料試樣，檢查混合料級配、含水量及水泥劑量等各項(xiàng)指標(biāo)，隨時檢查混合料的配比和含水量等是否發(fā)生變化。3)裝載機(jī)向冷料倉送料，應(yīng)采用在料堆中部進(jìn)行鏟料，避免由于料堆底部滑坍的粗集料集中現(xiàn)象。4)經(jīng)常檢查拌和樓的拌和質(zhì)量，保證出料均勻一致，防止粗細(xì)粒料離析。試驗(yàn)人員及拌和樓操作手密切關(guān)注混合料顏色、級配，發(fā)現(xiàn)異常立即停止拌和，并查找原因，采取有效的處理措施后再繼續(xù)拌和。

3.2 運(yùn)輸

1)拌和好的水泥穩(wěn)定碎石采用較大噸位的自卸汽車運(yùn)輸，裝料前將運(yùn)輸車廂內(nèi)清理干凈。運(yùn)輸車的運(yùn)量應(yīng)較拌和能力或攤鋪速度有所富余。2)運(yùn)輸車接料方式采用前、后、中的方式均勻接料(見圖1)，以減少粗細(xì)集料的離析現(xiàn)象。裝料高度不允許超過原車廂板50 cm，以防止混合料滿溢。3)車輛配備氈布，在運(yùn)輸過程中，根據(jù)運(yùn)距的長短和天氣情況決定是否遮蓋，避免運(yùn)輸過程中水分散失。

圖1 混合料裝車圖

3.3 攤鋪

1)攤鋪機(jī)行進(jìn)速度要均勻，中途不得變速，專人指揮卸車卸料，運(yùn)料車在攤鋪機(jī)前10 cm～30 cm處停住，掛空擋依靠攤鋪機(jī)推動前進(jìn)卸料，不得倒車撞擊攤鋪機(jī)。2)攤鋪前及攤鋪過程中應(yīng)檢查攤鋪機(jī)各部分運(yùn)轉(zhuǎn)情況，攤鋪過程中，應(yīng)保持螺旋布料器有2/3埋入混合料中，保證在攤鋪機(jī)全寬度斷面上不發(fā)生離析。3)攤鋪時應(yīng)盡量避免粗細(xì)集料離析現(xiàn)象，并用新拌混合料找補(bǔ)，避免出現(xiàn)局部松散，強(qiáng)度不足等現(xiàn)象。

3.4 碾壓

碾壓順序一般為:穩(wěn)壓(1遍～2遍)→輕型振動碾壓(2遍～3遍)→重型振動碾壓(2遍～3遍)→收光(壓至無輪跡)。

1)穩(wěn)壓。采用鋼輪振動壓路機(jī)緊跟攤鋪機(jī)前后穩(wěn)壓1遍～2遍，一次碾壓長度一般為50 m～80 m，實(shí)際長度視試驗(yàn)段及天氣情況確定。2)復(fù)壓。采用20 t以上單鋼輪壓路機(jī)前后弱振2遍，強(qiáng)振2遍～3遍。3)終壓。采用膠輪壓路機(jī)收光碾壓2遍。

3.5 養(yǎng)生

1)每一段碾壓完成后立即進(jìn)行質(zhì)量檢查，并養(yǎng)生。2)養(yǎng)生方法為人工覆蓋土工布，再用灑水車灑水養(yǎng)生。養(yǎng)生期為7 d，養(yǎng)生結(jié)束后，應(yīng)將覆蓋物清除干凈。

4 檢驗(yàn)結(jié)果

4.1 壓實(shí)度檢測

在基層混合料碾壓完成后，立即通過灌砂法測定了不同碾壓遍數(shù)后混合料的壓實(shí)度。按照要求的碾壓方案碾壓6遍～7遍后，混合料壓實(shí)度均能達(dá)到98.5%以上，說明現(xiàn)有碾壓設(shè)備組合后能夠滿足抗力嵌擠型基層混合料的壓實(shí)要求。

4.2 芯樣取樣檢測

基層施工完后，現(xiàn)場取芯檢測，從芯樣檢測結(jié)果可知:除極少量底部不夠密實(shí)外，大部分芯樣完整，整體較密實(shí)。通過對芯樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測，強(qiáng)度代表值滿足設(shè)計(jì)要求，施工質(zhì)量控制良好。

5 結(jié)語

抗裂嵌擠型級配混合料粗集料含量大，易造成混合料離析，而現(xiàn)場施工中的變異是不可避免的，必須引起重視。須對工程材料、配合比設(shè)計(jì)、施工管理等各方面嚴(yán)格控制，以保證水泥穩(wěn)定碎石施工質(zhì)量。

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