關(guān)于大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量檢測及影響因素

黃立新

（湖南聯(lián)智橋隧技術(shù)有限公司，湖南 長沙 410199）

1 原材料控制要點(diǎn)及配合比驗(yàn)證

1.1 原材料控制要點(diǎn)

原材料質(zhì)量控制是大厚度水穩(wěn)施工質(zhì)量控制的源頭；碎石場開采前需提前進(jìn)行地質(zhì)勘探；礦料必須經(jīng)有資質(zhì)的單位對(duì)物理化學(xué)性能進(jìn)行檢測，符合路面施工和設(shè)計(jì)的質(zhì)量要求；至少二級(jí)及以上破碎工藝，鄂式破碎機(jī) （一破） +反擊式破碎機(jī) （二破） +除塵設(shè)備 （旋風(fēng)除塵）；為重點(diǎn)控制集料級(jí)配，要求加大隔片篩長度。為保證集料的潔凈程度，要求碎石場設(shè)置分揀區(qū)、廢料堆放區(qū)，并相對(duì)分開。

（1） 原材料控制的重點(diǎn)是對(duì)集料級(jí)配的控制，就是對(duì)各檔集料級(jí)配的關(guān)鍵篩孔控制范圍。試驗(yàn)室按規(guī)范要求對(duì)原材料生產(chǎn)和進(jìn)場時(shí)進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)不合格產(chǎn)品及時(shí)清理出場，級(jí)配波動(dòng)偏大的及時(shí)對(duì)篩網(wǎng)進(jìn)行檢查調(diào)整。

（2） 原材料檢測。

水泥：水穩(wěn)站水泥罐至少要配備4個(gè)，水泥進(jìn)場后立即進(jìn)行檢測，均檢測滿足凝結(jié)時(shí)間、安定性等檢測合格后方可使用。

水：施工用水最好選取打井取水方式，水質(zhì)良好，經(jīng)化驗(yàn)要滿足生產(chǎn)用水要求相關(guān)。

（3） 粗細(xì)集料。

碎石場生產(chǎn)集料共分為四檔19～31.5 mm碎石、 9.5～19 mm碎石、 4.75～9.5 mm碎石、0～4.75 mm機(jī)制砂。各項(xiàng)指標(biāo)均符合《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T F20—2015）、《瀝青路面施工管理規(guī)定 （第二版） 》及設(shè)計(jì)要求。

1.2 配合比驗(yàn)證

施工單位根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的級(jí)配比例和《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T F20—2015）及設(shè)計(jì)文件等相關(guān)要求，按2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%5個(gè)水泥劑量進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石1#粗級(jí)配、2#經(jīng)驗(yàn)級(jí)配、3#細(xì)級(jí)配進(jìn)行配合比試驗(yàn)，分別采用3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%預(yù)加含水率進(jìn)行無機(jī)結(jié)合穩(wěn)定材料重型擊實(shí)、振動(dòng)壓實(shí)試驗(yàn)，確定每個(gè)級(jí)配設(shè)定水泥劑量的最大干密度與最佳含水率。通過分析選定最佳級(jí)配曲線。按照施工單位選定的最佳級(jí)配中心試驗(yàn)室進(jìn)行了驗(yàn)證，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

根據(jù)施工技術(shù)規(guī)范要求，對(duì)拌合設(shè)備主要參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定，并多次不同時(shí)間段取料進(jìn)行篩分，待拌合參數(shù)確定后，再進(jìn)行冷料流速測試，根據(jù)已確定的使用比例和波動(dòng)范圍，計(jì)算實(shí)際生產(chǎn)中混合料波動(dòng)范圍以確定生產(chǎn)配合比集料摻配比例，結(jié)合實(shí)際的施工情況采取振動(dòng)成型法確定的最大干密度及最佳含水率。

1.3 最大干密度的確定

室內(nèi)試驗(yàn)擊實(shí)儀器選用重型擊實(shí)儀和振動(dòng)擊實(shí)儀，兩者在擊實(shí)方式和擊實(shí)功上有很大的差別，所以兩種方法設(shè)計(jì)的水泥穩(wěn)定碎石物理特性與路用性能也會(huì)有差別。隨著大噸位壓路機(jī)的使用和大厚度結(jié)構(gòu)層對(duì)壓實(shí)度的要求，通過試驗(yàn)結(jié)果比對(duì)表明振動(dòng)擊實(shí)試驗(yàn)方法下的最大干密度、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度結(jié)果較重型擊實(shí)試驗(yàn)方法下的結(jié)果高，擬采用振動(dòng)擊實(shí)試驗(yàn)方法的最大干密度、最佳含水率作為現(xiàn)場壓實(shí)度檢測控制指標(biāo)。

2 大厚度水穩(wěn)檢測中容易出現(xiàn)的問題

存在普遍性需注意的問題有：合理的碾壓組合；嚴(yán)格的碾壓控制；下層密實(shí)；精細(xì)化的設(shè)備操控；嚴(yán)格控制碾壓段落接頭處的平整度；穩(wěn)定的級(jí)配及含水率；控制集料潔凈程度及水泥用量；底部不密實(shí)；頂部壓碎；平整度合格率低；早期開裂。

2.1 施工前下承層質(zhì)量檢測

水泥穩(wěn)定碎石施工前，應(yīng)對(duì)下承層施工質(zhì)量進(jìn)行檢測，標(biāo)高、寬度、橫坡度、壓實(shí)度、彎沉的各項(xiàng)指標(biāo)均必須滿足施工技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求。對(duì)存在松散嚴(yán)重、局部軟彈、層間污染的現(xiàn)象進(jìn)行檢查，凡不符合要求的路段，應(yīng)分別采用補(bǔ)充碾壓、換填好的材料壓實(shí)等，以避免水穩(wěn)層鉆取芯樣底部不密實(shí)、不平整及爛根現(xiàn)象等。

（1） 拌和站使用前對(duì)計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定、并經(jīng)動(dòng)態(tài)標(biāo)定確定施工參數(shù)。

（2） 每天開盤時(shí)，驗(yàn)證混合料級(jí)配、水泥劑量、含水率的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)配合比波動(dòng)較大時(shí)，根據(jù)集料的級(jí)配、天然含水率、計(jì)量系統(tǒng)等及時(shí)修正施工配合比。

（3） 混合料生產(chǎn)過程中每隔1～2 h檢查一次拌合情況，取樣對(duì)含水率、級(jí)配、水泥劑量進(jìn)行檢測，異常時(shí)隨時(shí)檢測，并做好記錄。

（4） 通過對(duì)混合料的篩分試驗(yàn)總結(jié)可以看出：通過對(duì)原材料級(jí)配的有效管理，在施工過程中對(duì)關(guān)鍵篩孔級(jí)配值與生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)值的允許誤差可以較管理規(guī)定的值更精確。

2.2 施工中出現(xiàn)問題及改進(jìn)措施

2.2.1 含水率控制偏低，不穩(wěn)定

改進(jìn)措施：增加含水率檢測頻率，車輛等候過程中不得提前掀開篷布，必須在攤鋪時(shí)方可掀開篷布，減少水分的散失。

2.2.2 水泥穩(wěn)定碎石基層施工時(shí)間記錄

科學(xué)、合理安排施工，前后場統(tǒng)一調(diào)度。保障運(yùn)料線路通暢，確保在水泥初凝前完成攤鋪、碾壓。通過對(duì)拌合時(shí)間的分析，就目前天氣溫度（ 5～20 ℃ ），正常施工情況下施工段落距離拌和站5 km時(shí)，每增加5 km的運(yùn)輸時(shí)間理論為10 min，從拌和站出料到第一個(gè)碾壓段攤鋪完成需要90 min，碾壓時(shí)間需要至少45 min，從拌料至碾壓結(jié)束共計(jì)需要至少135 min，完全能符合水泥的凝結(jié)時(shí)間要求。

3 試驗(yàn)檢測完成情況

（1） 水泥穩(wěn)定碎石現(xiàn)場檢測。

本次水穩(wěn)施工采用大厚度、大寬度、一次攤鋪、一次碾壓成型的施工工藝。大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層混合料采用大功率抗離析全幅攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪，攤鋪速度控制在1.5 m/min，夯錘平率按照2.5檔控制，碾壓過程由邊部到中部，由低速到高速，由弱振→強(qiáng)振→弱振，為確保平整度嚴(yán)格控制碾壓時(shí)行駛速度，第1～2遍為1.5～1.7 km/h，以后各遍應(yīng)為1.8～2.2 km/h。碾壓完成后及時(shí)進(jìn)行平整度、壓實(shí)度檢測。檢測合格后同步跟進(jìn)養(yǎng)生，采用灑水+塑料薄膜+土工布組合。以確保水泥穩(wěn)定碎石養(yǎng)生施工質(zhì)量。 養(yǎng)生時(shí)間不少于7 d，且應(yīng)保持養(yǎng)生至上層開始施工的前2 d。壓實(shí)完成后，由試驗(yàn)室結(jié)合現(xiàn)場人員立即對(duì)壓實(shí)度 （灌砂法）、厚度、平整度、寬度等進(jìn)行檢測。

（2） 水泥穩(wěn)定碎石基層平整度檢測。

水泥穩(wěn)定碎石基層平整度數(shù)據(jù)見表1。

表1 水泥穩(wěn)定碎石基層平整度數(shù)據(jù)

（3） 水泥穩(wěn)定碎石壓實(shí)度檢測。

通過灌砂法分層測定壓實(shí)度進(jìn)行比較，分上下層對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行比對(duì)分析。壓實(shí)度檢測對(duì)比數(shù)據(jù)見表2。

表2 壓實(shí)度檢測對(duì)比數(shù)據(jù)

通過分析壓實(shí)度分層檢測結(jié)果，上部10 cm壓實(shí)度偏高，壓實(shí)較為密實(shí)，壓實(shí)度部分大于100%；挖除面層10 cm后檢測對(duì)應(yīng)下部壓實(shí)度偏低，上下差值約為0.5%～1.0%，但數(shù)據(jù)均滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

從7 d取芯情況看，芯樣完整密實(shí)，中間碎石完好，分布均勻，底部無明顯離析現(xiàn)象。綜上可認(rèn)為設(shè)計(jì)施工碾壓方案下大厚度水穩(wěn)基層分層壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，可用于指導(dǎo)后續(xù)施工。

（4） 水泥穩(wěn)定碎石基層回彈彎沉、強(qiáng)度、混合料級(jí)配、厚度等各項(xiàng)檢測指標(biāo)結(jié)果均符合《瀝青路面施工管理規(guī)定（第二版） 》 《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T F20—2015）及設(shè)計(jì)文件的要求。

4 建議

4.1 低溫天氣施工及養(yǎng)護(hù)

（1） 一天平均氣溫在5 ℃以下或最低氣溫在0 ℃以下時(shí)應(yīng)停止水泥穩(wěn)定碎石基層施工；當(dāng)未來7天預(yù)報(bào)最低氣溫低于0 ℃以下時(shí)應(yīng)停止基層施工。

（2） 當(dāng)天天氣出現(xiàn)有毛細(xì)雨或者雨霧時(shí)應(yīng)停止施工。

（3） 增長養(yǎng)護(hù)時(shí)間，正常氣溫條件下養(yǎng)護(hù)時(shí)間增加至10 d，極端氣候條件下適當(dāng)延長至極端氣候結(jié)束之后。

（4） 氣溫低于0 ℃時(shí)，為防止凝凍對(duì)水穩(wěn)結(jié)構(gòu)層的影響，需采用一布一膜或在薄膜養(yǎng)生上覆蓋土工布的養(yǎng)生的方式，當(dāng)氣溫持續(xù)低于0 ℃時(shí)還要增加棉被保溫。

4.2 影響平整度的最主要因素

水泥穩(wěn)定混合料級(jí)配不符合施工配合比級(jí)配時(shí)；

碾壓時(shí)混合料含水率未到達(dá)最佳含水率 （應(yīng)控制在最佳含水率+0.5%）；

含水率過大時(shí)進(jìn)行碾壓，混合料易出現(xiàn)軟彈；

壓路機(jī)行駛速度過快易造成表面擁包、擠壓；

壓實(shí)作業(yè)面接頭重疊處等。

5 結(jié)語

大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層的施工對(duì)提高水泥穩(wěn)定碎石基層整體受力，減少施工污染，增加層間黏結(jié)力，改善路面結(jié)構(gòu)的整體性，提高工作效率，加快工程進(jìn)度、縮短施工工期、延長瀝青路面使用壽命等起著非常大的作用。