高等級(jí)公路水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制

蔡則旺 趙慶國(guó) 崔云龍

(中國(guó)建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450000)

水泥穩(wěn)定碎石作為近些年來(lái)高等級(jí)公路建設(shè)過(guò)程中經(jīng)常應(yīng)用的結(jié)構(gòu)形式，由于其包含了諸多工序使得其無(wú)論是對(duì)材料的拌制還是現(xiàn)場(chǎng)管理均有較為嚴(yán)苛的質(zhì)量控制要求。需要注意的是，水泥穩(wěn)定碎石基層的優(yōu)勢(shì)不僅表現(xiàn)在剛度與強(qiáng)度均較高的技術(shù)特性上，其材料成本較低的特性同樣使得其被廣泛應(yīng)用于高等級(jí)公路路面基層建設(shè)環(huán)節(jié)。因此，強(qiáng)化水泥穩(wěn)定碎石基層的施工質(zhì)量控制具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 水泥穩(wěn)定碎石基層在我國(guó)高等級(jí)公路中的重要應(yīng)用價(jià)值

以高等級(jí)公路面層為例，我國(guó)一直以來(lái)均對(duì)此結(jié)構(gòu)的應(yīng)用技術(shù)有著較高要求，例如，要求必須采用具有突出應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的改性瀝青與玄武巖集料，以保證面層建設(shè)質(zhì)量。而想要實(shí)現(xiàn)面層的構(gòu)建質(zhì)量目標(biāo)，還需要明確半剛性基層的重要性，無(wú)論是基層所應(yīng)用的材料性質(zhì)還是建設(shè)質(zhì)量，均與最終的公路面層構(gòu)建效果存在著極為緊密的聯(lián)系，只有在保證基層優(yōu)秀效果的基礎(chǔ)上，才能將優(yōu)質(zhì)面層的使用優(yōu)勢(shì)突顯出來(lái)。從我國(guó)近些年來(lái)高等級(jí)公路的建設(shè)情況來(lái)看，并不存在過(guò)多的嚴(yán)重問(wèn)題，其在設(shè)計(jì)上的些許不足之處并不會(huì)增大路面的早期破壞風(fēng)險(xiǎn)。但實(shí)際上我國(guó)高等級(jí)公路早期被嚴(yán)重破壞的現(xiàn)象過(guò)于嚴(yán)重，而導(dǎo)致出現(xiàn)此種現(xiàn)象的主要原因是半剛性基層作用下產(chǎn)生的荷載與非荷載裂縫[1]。在局部路面上出現(xiàn)網(wǎng)裂或形變現(xiàn)象，又或是車(chē)道軌跡坑洞等均是荷載裂縫的突出表現(xiàn)。而對(duì)于非荷載裂縫來(lái)說(shuō)，規(guī)則且單獨(dú)列出的裂縫卻并不會(huì)影響其實(shí)際的承載能力，二者的大小以及影響效果與基層整體性以及材料溫濕度變化之間存在著緊密聯(lián)系。

由于出現(xiàn)了反射裂縫，在水分的逐層滲透條件下，基層與土基的承載力將會(huì)逐漸降低，從而加速了路面被破壞的進(jìn)度，無(wú)論是對(duì)路面的使用性能還是使用壽命均會(huì)產(chǎn)生極為嚴(yán)重的不良影響。發(fā)展至今已然成為了半剛性基層路面結(jié)構(gòu)的典型缺陷，同時(shí)也是導(dǎo)致出現(xiàn)路面早期損壞的主要原因。在國(guó)內(nèi)外各類(lèi)措施做針對(duì)性理論分析的同時(shí)，同樣構(gòu)建了多條試驗(yàn)道路，但最終的試驗(yàn)結(jié)果卻與理論分析數(shù)據(jù)無(wú)發(fā)生對(duì)應(yīng)，甚至產(chǎn)生了截然不同的兩種防治效果。而導(dǎo)致出現(xiàn)此類(lèi)現(xiàn)象的主要原因?yàn)槭┕べ|(zhì)量，在施工水平不足的情況下，一旦理論施工手段落實(shí)較為困難，極容易使得反射裂縫的嚴(yán)重性擴(kuò)大。因此，也可以說(shuō)出現(xiàn)的反射裂縫，實(shí)際上是施工單位組織管理水平與建設(shè)工藝先進(jìn)性的綜合反映。

2 水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制

想要達(dá)到水泥穩(wěn)定碎石施工控制的目的，就要重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)內(nèi)容：第一，對(duì)集料組織管理予以強(qiáng)化，應(yīng)確保集料的級(jí)配與試驗(yàn)室的情況相符[2]；第二，需要保證水泥劑量的準(zhǔn)確性，確保基層材料強(qiáng)度均勻性滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求；第三，需要對(duì)碾壓厚度與含水量進(jìn)行嚴(yán)格控制，以幫助將基層壓實(shí)度與整體性提升。質(zhì)量控制的關(guān)鍵在于以下三點(diǎn)：嚴(yán)控混合料級(jí)配與材料的含水量，明確碾壓流程以保證最終的基層壓實(shí)效果，保證養(yǎng)護(hù)及時(shí)性以降低早期裂縫的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

2.1 材料組成設(shè)計(jì)

材料選擇方面，應(yīng)在確保其與基本規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)匹配的基礎(chǔ)上，選擇具備含泥量較小、彈性模量較大且結(jié)構(gòu)致密的集料類(lèi)型。而對(duì)于水泥穩(wěn)定碎石基層來(lái)說(shuō)，其干縮應(yīng)變與材料塑性指數(shù)等，均能夠總結(jié)出一定的指標(biāo)規(guī)律。例如，含泥量越大且塑性指數(shù)越高，對(duì)應(yīng)的基層干縮應(yīng)變也將會(huì)有所提升。以水泥為例，C3A的含量越小則意味著該類(lèi)型水泥的減小收縮的能力就越強(qiáng)；配合比設(shè)計(jì)方面，集料的級(jí)配是影響混合料最終強(qiáng)度的關(guān)鍵因素，此時(shí)必須通過(guò)保證級(jí)配調(diào)整合理性的方式，以具體情況為依據(jù)明確科學(xué)的集料級(jí)配數(shù)據(jù)[3]。同時(shí)應(yīng)選擇應(yīng)用具有骨架密實(shí)特性的結(jié)構(gòu)，用以幫助將水泥含量與單方用水量減少，并對(duì)細(xì)料含量予以限制。

2.2 拌和廠組織管理

拌和廠的主要工作任務(wù)就是以已經(jīng)明確的各類(lèi)對(duì)應(yīng)不同粒級(jí)礦料的配合比數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，尤其是對(duì)已經(jīng)劃定級(jí)配范圍的混合料做科學(xué)配比與拌和處理。

集料的組織管理主要應(yīng)從兩個(gè)方面入手：第一，石料廠管理，幫助維持石料生產(chǎn)連續(xù)性與穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，同樣也是構(gòu)建與拌和廠之間穩(wěn)定聯(lián)系的重要基礎(chǔ)；第二，針對(duì)拌和站集料的管理，應(yīng)為此環(huán)節(jié)制定專(zhuān)門(mén)的驗(yàn)收制度，分門(mén)別類(lèi)的堆放不同粒級(jí)的集料并強(qiáng)化整個(gè)流程的管理效果。通常情況下，一般集料的堆放體積不宜過(guò)大，以避免出現(xiàn)集料離析現(xiàn)象。

水泥劑量與用水量同樣需要進(jìn)行嚴(yán)格控制，之所以出現(xiàn)用水量難以控制的現(xiàn)象，主要原因?yàn)楝F(xiàn)階段應(yīng)用的拌和機(jī)無(wú)法保證半剛性材料的應(yīng)用效果。多數(shù)拌和機(jī)的加水裝置主要包括橡皮管與閥門(mén)開(kāi)關(guān)，因此應(yīng)派專(zhuān)人向拌和室做實(shí)時(shí)加水處理，且需要對(duì)加水量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。另外應(yīng)嚴(yán)控碾壓含水量，為將基層抗干燥收縮開(kāi)裂的性能進(jìn)一步提升奠定基礎(chǔ)。除此之外，還應(yīng)強(qiáng)化對(duì)設(shè)備的管理及加強(qiáng)對(duì)人員培訓(xùn)，提高操作人員的材料控制質(zhì)量意識(shí)以保證攪拌的規(guī)范效果，為保證其計(jì)量精度提供完備條件。

2.3 施工現(xiàn)場(chǎng)控制

選擇應(yīng)用攤鋪機(jī)攤鋪混合料的方式，應(yīng)確保基層厚度與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相符，無(wú)論是延遲壓實(shí)還是過(guò)度碾壓，均會(huì)影響水泥基層的穩(wěn)定性。對(duì)于水泥穩(wěn)定混合料來(lái)說(shuō)，若其延遲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則無(wú)論是其強(qiáng)度損失還是壓實(shí)度均會(huì)受到不良影響。在水泥水化反應(yīng)一段時(shí)間后，此時(shí)水泥穩(wěn)定層強(qiáng)度將在此種條件下初步形成[4]。若在此條件下依然進(jìn)行過(guò)度碾壓，則對(duì)于水泥穩(wěn)定基層來(lái)說(shuō)，薄面剪切與基層的整體強(qiáng)度均會(huì)受到嚴(yán)重影響，同時(shí)沒(méi)有獲得充分壓實(shí)的混合料，在其局部區(qū)域的孔隙率將會(huì)有所提升，基層強(qiáng)度受到影響的同時(shí)無(wú)論是抗凍性還是溫縮性均會(huì)降低，此時(shí)必須確保其具備足夠的壓實(shí)度條件才能夠幫助將基層裂縫最大限度的減少。

2.4 養(yǎng)護(hù)管理

在完成碾壓任務(wù)后，就應(yīng)立即進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)，例如可以采用塑料薄膜或濕麻袋對(duì)基層做覆蓋處理，需要注意的是整個(gè)養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)應(yīng)時(shí)刻保持濕潤(rùn)狀態(tài)。結(jié)束養(yǎng)護(hù)后，應(yīng)保證噴灑透層瀝青的及時(shí)性，且應(yīng)盡快鋪筑面層，避免基層受長(zhǎng)時(shí)間暴曬，這也是避免出現(xiàn)基層早期干縮的關(guān)鍵措施[5]；養(yǎng)護(hù)過(guò)程中應(yīng)禁止無(wú)關(guān)車(chē)輛通行；已經(jīng)產(chǎn)生收縮裂縫的道路區(qū)域，應(yīng)選擇應(yīng)用合適措施做局部防治處理，以幫助將收縮裂縫的產(chǎn)生速度延緩，將損害最大限度的縮減。

2.5 工程質(zhì)量檢測(cè)

已經(jīng)完成基層建設(shè)的路基應(yīng)派監(jiān)理與自檢人員進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，通過(guò)科學(xué)檢測(cè)能夠準(zhǔn)確定位路段的質(zhì)量問(wèn)題與性能隱患，提出與之對(duì)應(yīng)的整治措施以達(dá)到預(yù)期的公路建設(shè)目的。針對(duì)高等級(jí)公路工程需要進(jìn)行檢測(cè)的項(xiàng)目主要包括壓實(shí)度、平整度以及厚度指標(biāo)，而最為常見(jiàn)的檢測(cè)手段就是鉆芯取樣法。水硬性材料組合而成的水泥穩(wěn)定碎石具有強(qiáng)度高與整體性好的特點(diǎn)，因此選擇應(yīng)用鉆芯取樣法能夠保證質(zhì)量檢查的直觀效果，這樣既能夠明確鋪筑厚度數(shù)值，也能夠確保壓實(shí)功率與壓路機(jī)振幅等調(diào)整的及時(shí)性。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量與高等級(jí)公路能夠充分發(fā)揮其應(yīng)用效果、滿(mǎn)足對(duì)其使用壽命的要求之間存在著極為緊密的聯(lián)系，因此需要對(duì)施工過(guò)程的監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)予以強(qiáng)化，嚴(yán)控施工過(guò)程質(zhì)量，為我國(guó)公路建設(shè)水平的進(jìn)一步提升奠定基礎(chǔ)。