小議水泥穩定碎石基層瀝青路面施工工藝

賈絲童 支鵬飛

摘 要：隨著交通荷載的不斷加大，對路面承載能力提出了更高的要求。相比其他路面基層材料，水泥穩定類基層材料靈活性、適用性更強。但是，在長期實踐中發現，此類基層材料在使用過程中很容易出現裂縫、水穩定性差等病害。裂縫的存在，不僅會影響車輛行駛質量，還會破壞路面結構整體性。為解決此類病害，提高行車舒適性和安全，延長路面使用壽命，必須重視路面基層抗裂問題，解決工程中存在的技術難題，提高水泥穩定碎石基層工程整體質量。

關鍵詞：水泥穩定碎石基層;瀝青路面;裂縫原因

0 引言

作為路面結構的主要承重層，路面基層質量的優劣直接影響路面結構的整體強度、使用壽命。據相關資料顯示，路面病害與基層關系密切。若基層強度不足，在行車荷載和自然因素的長期作用下，很可能出現大量殘余變形及剪切破壞，從而產生龜裂、縱橫向裂縫等。此外，在瀝青路面通行服務期間，水也會滲透到路面基層，從而產生水損壞等嚴重病害，最終破壞路面路基結構。因此，必須合理控制路面基層施工質量。水泥穩定碎石是路面基層的常用材料，其具有良好的耐久性和整體穩定性，且承載力和強度較高。將其用于路面基層施工，可大幅提升路面基層施工質量。

1 水泥穩定碎石基層裂縫形成原因

水泥穩定碎石基層是瀝青路面常見的一種基層形式，水泥穩定碎石基層初期具有較高強度，隨著齡期的增長，基層強度也迅速增加，并形成一個板體，其具有強度高、抗滲及抗凍能力良好等特點。但在長期使用過程中，水泥穩定碎石基層極易發生裂縫病害，甚至出現反射裂縫，進而影響路面行車舒適性和安全。為了更好地達到防裂抗裂效果，必須全面了解水泥穩定碎石基層裂縫形成原因，具體如下：

（1）干縮裂縫形成原因。在水泥穩定碎石基層當中，在和外界環境接觸的空隙部位最易發生材料干縮情況，隨著水分蒸發量越來越多，材料毛細管水面逐步下降，進一步加大毛細管張力，導致半剛性材料初期產生體積收縮情況。在失水速率不斷加快的同時，毛細管孔徑將逐步減小，張力卻隨之增加，這種情況下，材料干燥收縮情況愈發嚴重，進而產生裂縫。同時，水泥穩定碎石基層存在大量水泥材料，在水泥水化作用下，同樣會產生裂縫，因此，水泥摻量的多少將會對失水率造成一定影響，這也是產生干縮的主要原因。

（2）溫縮裂縫形成原因。溫縮裂縫主要是因為溫度變化而產生，主要分為2大因素，即晝夜溫差、季節性溫差。首先，晝夜溫差作用。一般情況下，基層材料鋪筑，多在高溫季節施工，主要原因在于日照強、氣溫高，但是由于夜間溫度下降，且晝夜溫差較大，將會大大增加基層溫縮應力，這種情況下，很容易產生基層裂縫。其次，季節溫差作用。于水泥穩定碎石基層而言，季節溫度變化對其影響很大，特別是四季分明的北方地區。冬季嚴寒、氣溫零度以下，基層極易出現凍害情況，進而加重基層收縮現象。基于面層與底基層的上下約束，基層在面臨氣溫變化時，往往會出現拉應力大幅增長的問題，從而出現基層裂縫。

2 工程概況

某公路工程全長23.3 km，起訖樁號為00+000～23+300。路面基層結構當中上基層、底基層分別采用15 cm、20 cm厚的水泥穩定碎石。在施工過程中，發現局部存在裂縫問題，雖不嚴重，但為了保障后期施工質量，經商議決定，采用抗裂型水泥穩定碎石基層施工方案，即玄武巖纖維抗裂性水泥穩定碎石。

3 原材料選擇

（1）水泥。根據相關規定要求，在水泥穩定碎石基層施工中，不得使用早強水泥、變質水泥，應采用42.5普通硅酸鹽水泥。水泥安定性和各齡期強度均應符合公路路面基層施工技術細則相關規定。一般情況下，初凝時間需大于4 h，終凝時間大于6 h。若采用散裝水泥，應在進入施工現場前，提前放置7天，當其安定性達到規定要求后，才能用于施工。若施工當天氣溫較高，需嚴控水泥溫度，不得高于50℃，若超過該溫度，需及時采取降溫措施。

（2）集料。基于經濟性原則，在集料選擇時，需采取當地生產材料，即粗集料采用石灰巖，細集料采用石料生產中的石屑。并按照現行集料試驗規程相關規定，對集料的物理力學性能進行測定與分析，保證滿足施工規定要求。通過篩分結果，可獲取混合料合成級配情況。

（3）玄武巖纖維。為解決本工程微裂縫問題，特提出了采用玄武巖纖維抗裂性水泥穩定碎石基層施工方案，在本抗裂材料當中，玄武巖纖維是關鍵。相比其他材料，玄武巖纖維基本與玻璃纖維相同，其為褐色，具有較高強度。在加工制作時，需在高溫下（1 500℃），先熔化玄武巖碎石，隨后進行高速拉絲。在水泥當中，玄武巖纖維的穩定性良好，同時，可均勻分散于混合料內，具有極強的聯結力。該項目采用25 mm束狀單絲纖維作為玄武巖纖維材料，其技術指標如下：①纖維Φ7.5 μm;②密度2.63 g/cm3;③拉伸強度4 267 MPa;④彈性模量115 GPa。

4 水泥穩定碎石基層施工技術要點

（1）拌和。拌和施工中，混合料需采用振動攪拌機拌和，根據工程實際情況，生產能力不得小于400 t/h。分種類、分標號進行存儲、堆放，不允許混雜，且避免受潮。為避免混合料離析，成品儲料倉不能太大，需結合拌和實際合理控制倉儲大小。投入玄武巖纖維時，要以人工方式投料，由于纖維自重較小，很容易被吹散，因此，應撒布到集料傳輸帶上，且按照傳輸帶供料速度進行纖維撒布量的準確計算，保證每分鐘撒布無誤。同時，根據試驗確定拌和時間，待拌和料均勻、無花白時，即可完成拌和。在整個拌和過程中，要隨時對其均勻性進行檢查，避免出現異常問題。

（2）運輸。待混合料拌和后，便可向運輸車輛裝料，為保證裝料質量，可多次移動車輛分次完成裝料施工。應按照“及時、快速、均勻”原則運輸，盡可能減少運輸時間，避免混合料出現離析問題。同時，將雙篷布覆蓋到車頂，起到保溫、防雨、防污染等作用。

（3）攤鋪施工。攤鋪施工前期，首先清理干凈下基層表面，比如垃圾、雜物、積水等，保持作業面干凈無污染。當運輸車輛達到攤鋪現場之后，指派專人指揮車輛，距離攤鋪機30 cm左右停車，通過攤鋪機推動運輸車緩慢前行，并源源不斷將混合料卸入攤鋪機料斗內。一般來講，為保證攤鋪施工的連續性，必須保證攤鋪能力和運輸能力相匹配，能夠持續、勻速前行。根據本工程實際情況，可在2 m/min控制攤鋪速度，并由專人詳細觀察攤鋪質量，若局部出現虛鋪問題，需及時采取措施進行處理。

（4）碾壓施工。在水泥初凝前，必須完成所有纖維穩定碎石基層碾壓作業，并確保整個碾壓施工中基層始終保持濕潤。一般情況下，碾壓施工可分為三個階段，第一階段為初壓，本工程采用了大噸位雙鋼輪壓路機進行碾壓施工，碾壓形式為靜壓，碾壓遍數為1～2遍，并在1.5 km/h～2.0 km/h之間控制碾壓速度;第二階段為復壓，采用了大噸位振動壓路機，通過振動壓實進行了3～4遍碾壓，并在2.0 km/h～2.5 km/h之間控制碾壓速度。第三階段為終壓，選取了膠輪壓路機，碾壓遍數為2遍，直至明顯輪跡消除。

（5）養護。完成上述施工，待基層壓實度檢測滿足設計要求后，即可進入養護階段，主要采用灑水養生方式。養護施工中，需先浸潤透水土工布，隨后在基層頂面覆蓋。待達到7d齡期后，可通過人工方式灑水，灑水量不宜過多，當基層強度達到一定要求后，便可采取灑水車進行灑水。養護結束后，便可進行下一階段施工。

5 結束語

綜上所述，隨著通車運營時間的增長，道路使用過程中，極易發生裂縫、水穩定性不足等情況，尤其是水泥穩定碎石基層開裂病害最為常見。為了解決這一技術難題，提高水泥穩定碎石基層施工質量，必須找出病害原因，采取科學、有效的防治措施，從而促進我國公路建設水平不斷進步。

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