水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制研究

黃學(xué)兵

(貴州陸通集團(tuán)監(jiān)理有限責(zé)任公司)

1 工程概況

某高速公路是全國(guó)高等級(jí)公路網(wǎng)國(guó)道主干線同江－三亞高速公路的一段，既是高速公路網(wǎng)的重要組成部分，也是粵西交通大動(dòng)脈，全長(zhǎng)126 km，2000年9 月動(dòng)工，計(jì)劃2003年6 月通車。按平原微丘區(qū)設(shè)計(jì)，雙向四車道，寬28 m，全互通、全立交、全封閉，路面結(jié)構(gòu)上面層為4 cm 瀝青混凝土AK－16A，中面層為5 cmAC－20 中粒式瀝青混凝土，下面層為6 cmAC－25 粗粒式瀝青混凝土;1 cm 厚瀝青中砂下封層，18 cm 水泥穩(wěn)定碎石上基層，18 cm 水泥穩(wěn)定碎石下基層，20 cm 水泥穩(wěn)定粒料底基層，15 cm 級(jí)配碎石墊層。

2 水泥穩(wěn)定碎石基層的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.1 水泥穩(wěn)定碎石基層的工作原理

水泥穩(wěn)定碎石是以級(jí)配碎石為骨料，采用了多項(xiàng)膠凝材料和足夠的砂漿，總體積的填補(bǔ)了材料中的骨料之間的空隙，而后在攤鋪壓實(shí)后再加以使用。其壓實(shí)的程度較高，接近緊湊，強(qiáng)度壓實(shí)主要靠碎石間的嵌擠鎖結(jié)原理，同時(shí)有足量的灰漿用以填補(bǔ)砂漿骨料空隙。

水泥穩(wěn)定碎石的建設(shè)初期其強(qiáng)度較高，并且強(qiáng)度與建設(shè)好的時(shí)間成正相關(guān)，在建設(shè)好以后強(qiáng)度迅速增加，并且會(huì)較快的形成板體，它具有高強(qiáng)度和抗凍性以及更好的抗?jié)B性能。水穩(wěn)水泥材料比其他的路基材料強(qiáng)度要更高，其通?；旌?%～7%的材料，7 d 的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)1.5%～4.0%，在其成型以后即便是遇到雨水也能夠保持不渾濁，表面堅(jiān)固性不會(huì)受雨水的影響，是理想的高等級(jí)公路基礎(chǔ)材料。在整個(gè)施工過(guò)程必須在水泥的最終凝固之前完成，并一次性達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，否則在完成施工以后修整的難度較高。因而需要加快施工進(jìn)度，提高機(jī)械化設(shè)施的施工效率。水穩(wěn)的施工方法符合現(xiàn)代化大規(guī)模機(jī)械化發(fā)展的方向。

2.2 水泥穩(wěn)定碎石基層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

(1)高強(qiáng)度:只要基層混合灰劑量不超過(guò)6%，其強(qiáng)度可達(dá)到為6 MPa 以上。

(2)水穩(wěn)定性好:只要結(jié)構(gòu)成型便不害怕水體的侵蝕，其一些性質(zhì)與水泥混凝土較像。

(3)抗疲勞能力較強(qiáng)。因?yàn)樗母邚?qiáng)度，具有較好的穩(wěn)定性和耐用性，比其它結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。

(4)操作方便:基層混合料易生產(chǎn)，易混合。根據(jù)分級(jí)灰劑量某些情況下，水含量容易控制，可以根據(jù)監(jiān)視的情況來(lái)隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

(5)半剛性:因?yàn)榕c混凝土是不同的，所以不會(huì)由于收縮產(chǎn)生裂縫。

(6)長(zhǎng)期成本低:其長(zhǎng)壽命，可以節(jié)省重復(fù)費(fèi)用，降低施工成本。

3 施工控制要點(diǎn)

3.1 材料的選擇

在道路施工過(guò)程中，要注意原材料的選擇，不僅要注意其終凝時(shí)間，還要注意其標(biāo)號(hào)。原材料的質(zhì)量對(duì)整個(gè)工程有著十分重要的影響，最好采用的是礦渣硅酸鹽水泥。這種類型的水泥凝聚時(shí)間在3 h 以上，水泥的凝聚時(shí)間不能較短，也不能選擇那些易變質(zhì)的水泥。采用凝聚時(shí)間比較長(zhǎng)的水泥原料，可以保證有足夠的時(shí)間來(lái)進(jìn)行拌合、運(yùn)輸、攤鋪以及碾壓等工作。在水泥碎石基層主體中，最為關(guān)鍵的原料為集料，集料在一定程度上決定著水泥的強(qiáng)度。集料主要是由一些堅(jiān)實(shí)度以及耐久性比較強(qiáng)的巖石構(gòu)成。根據(jù)實(shí)際的施工過(guò)程可知，在施工時(shí)，使用的粗集料的粒徑應(yīng)在31.5 mm 以內(nèi)，較粗的集料因其中含有大量顆粒較大的石子，在進(jìn)行拌合、運(yùn)輸和攤鋪工作時(shí)，會(huì)出現(xiàn)集料分布不均勻的現(xiàn)象。不僅增加了基層裂縫出現(xiàn)的幾率，而且在一定程度上影響了基層材料的收縮性。此外，集料中不應(yīng)有土等雜質(zhì)，還應(yīng)注意施工過(guò)程中水的控制，集料中的水分對(duì)水泥的壓實(shí)度、強(qiáng)度等方面都有著一定的影響?，F(xiàn)場(chǎng)集料含水量變化范圍如圖1 所示。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)集料含水量變化范圍

3.2 混合料的拌和

水泥穩(wěn)定碎石基層施工進(jìn)行過(guò)程中，首先要做的工作就是混合料的拌合。要對(duì)攪拌設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)與調(diào)試。之后需要檢驗(yàn)混合料的原料的組成，還應(yīng)注意含水量都要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。如果集料出現(xiàn)變化，需要對(duì)攪拌設(shè)備及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)還需要根據(jù)外界環(huán)境的變化來(lái)調(diào)整集料中的含水量。集料中的水泥混合量也要控制得到，如果攝入的水泥量太多，不僅會(huì)增加基層路面的裂縫，影響公路的使用壽命以及質(zhì)量，而且會(huì)增加企業(yè)的成本。如果攝入的水泥量太少，那么基層路面的施工質(zhì)量無(wú)法得到保證。水泥穩(wěn)定碎石施工級(jí)配如表1 所示。

表1 水泥穩(wěn)定碎石施工級(jí)配

3.3 混合料的運(yùn)輸

水泥穩(wěn)定碎石基層施工的第二個(gè)環(huán)節(jié)就是混合料的運(yùn)輸，運(yùn)輸過(guò)程中要注意運(yùn)輸設(shè)備的選擇以及運(yùn)輸過(guò)程中混合料的養(yǎng)護(hù)工作。應(yīng)充分考慮到拌合站的工作效率以及攤鋪能力來(lái)合理安排運(yùn)輸設(shè)備。將攪拌好的混合料輸送到施工工地中，在裝車之前，為保證混合料受力均勻，應(yīng)保證運(yùn)輸車內(nèi)有較高的平整度。之后，在運(yùn)輸過(guò)程中，為了防止混合料水分流失，需要對(duì)原料上面鋪上一層塑料布。同時(shí)要保證車速均勻，速度盡量緩慢，保證混合料原本的性能。

3.4 混合料的攤鋪

水泥穩(wěn)定碎石基層施工的第三個(gè)環(huán)節(jié)就是混合料的攤鋪工作，在攤鋪之前，需要選定試驗(yàn)路段，將運(yùn)輸過(guò)來(lái)的混合料要及時(shí)攤鋪。為保證公路路面的美觀及質(zhì)量，攤鋪機(jī)在工作時(shí)，速度要均勻且連續(xù)，不能出現(xiàn)暫停的情況。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，相關(guān)的質(zhì)檢人員工作態(tài)度要格外認(rèn)真，對(duì)原料中的配比以及水泥劑量要及時(shí)檢查并及時(shí)反饋給相關(guān)部門。同時(shí)施工人員對(duì)路面的混凝土鋪設(shè)的厚度及時(shí)檢驗(yàn)，對(duì)于有問(wèn)題的集料應(yīng)及時(shí)處理，同時(shí)要做好新拌混合料的供給工作，采用攤鋪機(jī)整體攤鋪。通常情況下，攤鋪機(jī)采用走鋼絲的方法來(lái)控制施工質(zhì)量，因而要將鋼支柱之間的距離控制在10 m以下。此外，對(duì)于攤鋪機(jī)無(wú)法工作的區(qū)域，需要采用人工攤鋪結(jié)合的方式。

3.5 混合料的壓實(shí)

水泥穩(wěn)定碎石基層施工的第四個(gè)環(huán)節(jié)就是混合料的壓實(shí)工作，這是保證路面工程質(zhì)量的關(guān)鍵。在進(jìn)行碾壓工作之前，需要判斷混合料的含水情況，因?yàn)樗喾€(wěn)定碎石混合料中的顆粒粘結(jié)力較低，在碾壓過(guò)程中很容易出現(xiàn)錯(cuò)位的現(xiàn)象，所以，要選擇全輪驅(qū)動(dòng)的鋼輪碾壓機(jī)。同時(shí)還要注意混合料性能的要求，應(yīng)選擇混合料含水量在最合適的時(shí)間開(kāi)展碾壓工作，同時(shí)要按照由里到外、由兩邊向中間的原則來(lái)開(kāi)展碾壓工作。同攤鋪機(jī)工作一樣，碾壓機(jī)在對(duì)混合料進(jìn)行碾壓的過(guò)程中，速度同樣要?jiǎng)蛩倬徛俣纫话阍?.5～2.4 km/h之間，為了防止基層表面遭到破壞，禁止碾壓機(jī)在路面掉頭或者急剎車。此外還需要做好水泥穩(wěn)定碎石的保養(yǎng)工作。在天氣比較炎熱或者干燥的狀況下，為了防止其表面的水分蒸發(fā)速度過(guò)快，應(yīng)在表面撒一些水。如果在碾壓過(guò)程中出現(xiàn)了起皮的現(xiàn)象，要及時(shí)補(bǔ)充新的穩(wěn)定碎石混合料。

3.6 質(zhì)量檢驗(yàn)

水泥穩(wěn)定碎石基層施工的最后一個(gè)環(huán)節(jié)就是質(zhì)量驗(yàn)收，要保證檢測(cè)率達(dá)到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量檢驗(yàn)其實(shí)也包括在施工之前的混合料的質(zhì)量檢驗(yàn)，同時(shí)也包括工程完工后的路面壓實(shí)的檢測(cè)。水泥穩(wěn)定碎石基層試驗(yàn)段檢查項(xiàng)目及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如表2 所示。

表2 水泥穩(wěn)定碎石基層試驗(yàn)段實(shí)測(cè)項(xiàng)目

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水泥穩(wěn)定碎石的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，因而要注重其在路面基層施工質(zhì)量，優(yōu)化施工質(zhì)量，就必須注重各個(gè)環(huán)節(jié)的施工要點(diǎn)，并進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而保證路面工程的整體質(zhì)量。

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