水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制

張建平、姚國強

（江西省路港檢測中心有限公司，江西 南昌 330200）

1 工程概況

汕頭市濱海大道新溪段（起止樁號：K05+400～K09+715.126）起點與新津河大橋順接，沿規(guī)劃區(qū)規(guī)劃范圍向北方向延伸，至外砂河大橋，路線全長約4.315km，紅線寬51.5m。濱海大道承擔(dān)著規(guī)劃區(qū)與外部的主要聯(lián)系交通，定為城市主干路，雙向六車道，設(shè)計車速60km/h，3.5%水泥穩(wěn)定碎石，強度等級R7≥2.5MPa，彎沉值≤102（0.01mm），壓實度≥97%[1]。

濱海大道新溪段路面結(jié)構(gòu)布置如下：細粒式改性瀝青混凝土(AC-13C)4cm 改性乳化瀝青黏層PC-3 黏油層0.5L/m2；中粒式瀝青混凝土(AC-20C)5cm；改性乳化瀝青黏層PC-3 黏油層0.5L/m2；粗粒式瀝青混凝土(AC-25C)7cm；稀漿封層1cm；逶層AL(M)-2 液體石油瀝青1.5L/m2；5% 水泥穩(wěn)定級配碎石32cm；3.5%水泥穩(wěn)定級配碎石15cm。

2 優(yōu)選原材料

路用的水泥、碎石、石屑等材料必須檢測合格，不合格的材料嚴禁進場，更不準使用。

2.1 水泥

水泥穩(wěn)定碎石基層要想保證施工質(zhì)量合格，必須加強原材料質(zhì)量管控，而水泥是穩(wěn)定劑的類型，所以做好水泥質(zhì)量控制極為關(guān)鍵。為了能夠有效提升水泥穩(wěn)定碎石混合料的綜合性能，施工時間充足，應(yīng)該選擇初凝時間超過3h，終凝時間在6～10h 之間且強度為32.5 的復(fù)合硅酸鹽水泥或者42.5 的普通硅酸鹽水泥。水泥品牌的選擇尤為重要，工作人員要保證質(zhì)量穩(wěn)定、供應(yīng)充足且運輸距離合理。每批次水泥材料進場前，檢查和質(zhì)量合格證明書，分批次進行抽檢，確保滿足施工要求。該工程采用生產(chǎn)廠家為華潤水泥（汕頭）有限公司、品種等級為PC.32.5R 復(fù)合硅酸鹽水泥，初凝時間為183min，終凝時間為234min，28 天抗壓強度為33.6MPa，檢測結(jié)果均符合技術(shù)規(guī)范要求。

2.2 級配碎石

級配碎石粒徑控制在26.5mm 以內(nèi)，如果粒徑超標，則容易損害設(shè)備且會造成離析問題發(fā)生。城市主干路對結(jié)構(gòu)層的使用性能要求高，應(yīng)選擇不少于4 檔備料，保證級配的穩(wěn)定性。為了使混合料均勻性達標且便于施工操作，采用19～26.5mm、9.5～19mm、4.75～9.5mm 的粗集料，0～4.75mm 的石屑四種材料按一定比例參配而成。最大粒徑不大于26.5mm 級配碎石的顆粒組成要符合《公路路面基層施工技術(shù)細則》（JTG/T F20—2015）表4.5.4 中C-B-1 級配要求，其液限不大于28%，塑性指數(shù)不大于5。水泥穩(wěn)定級配碎石中0.075mm 以下的含量較高時，將影響混合料的收縮性，容易開裂；含量較低時，將影響混合料的抗疲勞性能，因此施工過程要嚴格控制混合料中0.075mm 檔含量（2%～5%）。粗集料的顆粒級配要符合《公路路面基層施工技術(shù)細則》（JTG/T F20—2015）表3.6.2 的規(guī)格要求（主要檢查所進料的顆粒級配的偏差情況），重、中、輕交通要求粗集料的壓碎值不大于26%，針片狀含量不大于18%，0.075mm 以下粉塵含量不大于2%，軟石含量不大于5%。細集料要測定小于0.075mm 的塑性指數(shù)，其值不大于17，有機質(zhì)含量小于2%，硫酸鹽含量不大于0.25%，顆粒級配要符合《公路路面基層施工技術(shù)細則》（JTG/T F20—2015）表3.7.3 的規(guī)格要求[2]。上述材料在使用前要測兩個樣品，使用過程中每2000m3測兩個樣品試驗。料場堆料時，采用小堆方式存放，高度不能過高，還要防止大粒徑材料滾落，否則會給級配造成影響。工程所需的原材料嚴禁混雜，要分檔隔倉堆放，并有明顯的標志，標志包括材料名稱、產(chǎn)地、規(guī)格、數(shù)量、進料時間、檢驗狀態(tài)、試驗報告號、檢驗批次等。儲料倉在內(nèi)的所有地材存放場地必須加設(shè)輕型鋼結(jié)構(gòu)頂棚，以此起到遮陽、防風(fēng)擋雨的作用，避免材料含水量不均勻，導(dǎo)致混合料離析現(xiàn)象發(fā)生。

綜上所述，該工程所使用各檔材料參配比例及檢測結(jié)果見表1。

表1 各檔材料參配比例及檢測結(jié)果

2.3 水

通常適合于飲用的水，均可作為拌制和養(yǎng)護之用。若使用的非飲用水要進行水質(zhì)檢驗，經(jīng)檢測pH值為7.5，Cl-含量850mg／L，SO42-含量1200mg／L，均符合《公路路面基層施工技術(shù)細則》（JTG/T F20—2015）表2.1.2 的規(guī)定要求。

3 拌和

水泥穩(wěn)定碎石料采用集中廠拌方式制作，水泥為黏結(jié)劑，對于水泥穩(wěn)定碎石混合料的性能產(chǎn)生直接影響。如果水泥加入比例過小，混合料強度無法滿足要求，而比例過大，則會使裂縫發(fā)生率過高，所以對于水泥劑量應(yīng)嚴格控制。拌和站出料前，實驗室人員與拌和站人員配合，在拌和前應(yīng)該做好設(shè)備調(diào)試處理工作，各種材料的配比以及含水率都應(yīng)符合技術(shù)要求，保證混合料的性能達到規(guī)范化標準。按照室內(nèi)設(shè)計的配合比（見表2）先試拌一鍋混合料，再用EDTA 滴定法檢測水泥劑量，以便工作人員能夠及時調(diào)整混合料的水泥劑量。對水泥穩(wěn)定材料，工地上實際采用的水泥劑量要比室內(nèi)試驗確定的劑量多0.5%～1%，采用集中廠拌法施工時要增加0.5%，采用路拌法施工時要增加1%。

表2 3.5%水泥穩(wěn)定碎石配合比

因為降雨潮濕等方面的影響，容易導(dǎo)致水泥輸出管道發(fā)生堵塞問題，工作人員需定期清理，以保證管道通行度合格。裝載水泥的料倉要達到干燥、密封性的效果，同時還要在現(xiàn)場設(shè)置有破拱裝置。在制作時，通過計重裝置進行水泥材料的比例控制，利用電機轉(zhuǎn)速進行計量。試驗室人員做好生產(chǎn)環(huán)節(jié)的全面監(jiān)控，保證拌和場時刻處于管控范圍內(nèi)，間隔2h 進行一次篩分，水泥計量間隔2h 滴定一次。各個料倉都有人員進行監(jiān)控，保證水泥出口的材料顏色均勻。通過顏色即可判斷水泥劑量是否正常，以保證質(zhì)量管理到位。試驗人員取料過程中，必須加強計量，保證集料以及水泥材料的加入比例合格，符合配合比的要求，按照四分法進行取樣，如有必要使用9.5mm 過篩，將影響質(zhì)量的集料去除掉，確保水泥計量滴定達到精度要求。除以上方式，為了保證水泥劑量符合要求，還要有專人做好每日混合料數(shù)量與水泥材料的使用量統(tǒng)計和攤鋪現(xiàn)場對比分析，實現(xiàn)全面控制。

水泥穩(wěn)定碎石混合料拌和處理環(huán)節(jié)，除了做好水泥劑量控制外，還有就是含水量的控制工作。在混合料制作中，使用流量計控制加水量。城市主干道內(nèi)，水的流量參數(shù)按照中央控制室面板顯示參數(shù)值控制。如果天氣環(huán)境溫度較高或者運輸距離較長，則應(yīng)該適當(dāng)增加含水率。在城市主干道施工中，拌和場間隔2h進行一次含水率的檢測，間隔4h 進行一次結(jié)合料劑量檢測，且做好各項記錄。此外，還要組織相關(guān)人員觀察混合料出口位置上材料的顏色、粗細集料包裹情況等，以確定水泥計量、含水量等參數(shù)是否合格，如果存在問題，應(yīng)及時做出改進和調(diào)整，為混合料質(zhì)量水平的提升奠定基礎(chǔ)。

4 攤鋪與碾壓

要想達到工程的質(zhì)量標準，攤鋪與碾壓控制也非常重要。在攤鋪施工前，做好下述工作：第一，保證下承層結(jié)構(gòu)全部清理干凈，級配碎石表面松散石子清理掉，沒有任何雜物且灑水保濕處理；第二，測量標高尺寸，明確鋪設(shè)基準線；第三，檢查攤鋪機性能，試運行設(shè)備，各項功能符合要求，不會影響攤鋪正常進行；第四，保證人員、材料、設(shè)備都滿足工程施工標準。

要想防止混合料發(fā)生離析問題，應(yīng)采用RP951W型和RP802W 型兩臺瀝青混凝土攤鋪機采取梯隊作業(yè)方式進行攤鋪施工，從而使攤鋪工作順利開展。攤鋪實施環(huán)節(jié)，兩臺攤鋪機設(shè)備的距離控制在10m 以內(nèi)，并且兩個施工路面重疊300～400mm。因為水泥材料在其中的作用，水泥穩(wěn)定碎石材料的強度性能形成比較快，且不會在終壓階段進行繼續(xù)補壓，所以能夠保證攤鋪與碾壓同時進行，連續(xù)作業(yè)施工，現(xiàn)場施工更加緊湊，一次施工即可達到壓實度的標準。城市主干道路中，水泥穩(wěn)定材料從裝車到運輸?shù)浆F(xiàn)場，時間控制在1h 以內(nèi)，如果超出2h，禁止投入工程中使用。混合料的含水率應(yīng)該稍微高于最佳含水率的標準，如果環(huán)境溫度高且較為干燥，則含水率應(yīng)超出最佳含水率0.5%～1.5%。碾壓施工開始后，應(yīng)用雙鋼輪壓路機先穩(wěn)壓2～3 遍，再應(yīng)用激振力超過35t 的壓路機碾壓，最后應(yīng)用18～21t 三輪壓路機進行碾壓壓實施工，雙鋼輪壓路機終壓，以保證路面沒有出現(xiàn)輪跡問題。碾壓施工全部完成后，繼續(xù)進行壓實度檢測，為后續(xù)碾壓提供數(shù)據(jù)支撐。壓實度檢測時，保證含水率和最佳含水率的差值控制在2%以內(nèi)，試驗人員做好現(xiàn)場攤鋪環(huán)節(jié)的管控以及含水量的控制。壓實度參數(shù)能夠在一定程度表明路面結(jié)構(gòu)的密實度性能，如果壓實度無法滿足要求，成型后結(jié)構(gòu)強度也無法達到要求，會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度與強度的下降，破壞總體施工效果。在具體施工作業(yè)階段，從攤鋪、碾壓到檢測的各個環(huán)節(jié)進行分工協(xié)作與控制，如果存在問題，工作人員應(yīng)及時解決處理。另外，要想保證水泥穩(wěn)定碎石基層結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制，必須做好下述三個方面工作：

第一方面，加強含水量的監(jiān)測。如果含水量過低，水泥在混合料內(nèi)水化反應(yīng)沒有完成，黏結(jié)性能比較低，碾壓后容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)干燥、松散，外觀質(zhì)量不合格，壓實度性能也不足。若存在這些問題，應(yīng)立即使用灑水車噴水并且補壓施工；如果有局部松散的情況，應(yīng)及時將松散部分挖除干凈，再填充合格的混合料；如果含水量過高，會出現(xiàn)軟彈的問題，不容易成型，應(yīng)該及時將該部分挖出，再重新填料碾壓施工。

第二方面，還要加強水泥劑量監(jiān)測。級配性能合格的條件下，水泥劑量越大，干容重也會越大，強度也會越高，但是極易發(fā)生裂縫問題，因此工作人員要及時做好水泥劑量監(jiān)控和管理工作。

第三方面，礦料級配監(jiān)測。保證級配合理，達到混合料的性能要求，保證結(jié)構(gòu)強度、剛度性能合格。

5 養(yǎng)護

水泥穩(wěn)定碎石制作完成后，應(yīng)該及時灑水養(yǎng)生施工，時間控制在7d 以上。經(jīng)過養(yǎng)護施工，保證水泥穩(wěn)定碎石基層的質(zhì)量合格，結(jié)構(gòu)性能達標，尤其是夏季環(huán)境溫度較高的情況下，連續(xù)灑水保濕極為重要。養(yǎng)生階段，禁止大型車輛通行。

6 結(jié)論

濱海大道新溪段水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，做好質(zhì)量控制尤為重要，具體如下所示:一是調(diào)試拌和機，保證各種材料達到配合比要求；二是調(diào)試拌和時間，確保材料均勻性合格；三是檢測混合料含水量、集料級配、水泥劑量、7 天無側(cè)限抗壓強度；四是水穩(wěn)碎石出料要及時檢測混合料含水量和水泥劑量，再根據(jù)前場檢測結(jié)果作調(diào)整；五是虛鋪厚度為21cm，采用雙基準線控制，基準線采用鋼絲繩，高程控制樁間距為10m。通過上述,應(yīng)采取的措施如下：一是水泥穩(wěn)定碎石料符合施工要求，運輸?shù)浆F(xiàn)場無離析、無粗細骨料分離現(xiàn)象，色澤一致，易于攤鋪；二是現(xiàn)場抽樣檢測，水泥劑量、顆粒級配均符合要求；三是碾壓成活后，壓實度均≥97%。

同時嚴格執(zhí)行《公路路面基層施工技術(shù)細則》（JTG/T F20—2015）要求，嚴格落實質(zhì)量管控措施，但是存在如下難點：一是級配控制難；二是防止發(fā)生基層裂縫。為了能夠防止發(fā)生裂縫的問題，嚴格使用壽命，應(yīng)從下述幾點出發(fā)：一是嚴格控制集料含泥量；二是保證混合料含水量不超過最佳含水量±1%；三是加強水泥加入比例控制；四是嚴格落實養(yǎng)生措施。只有如此，才能提高水泥穩(wěn)定基層質(zhì)量水平，養(yǎng)護7d后，經(jīng)現(xiàn)場檢測，各項指標均符合設(shè)計要求：一是基層平整，無裂縫現(xiàn)象，二是彎沉值為86（0.01mm），三是基層取芯，厚度達155mm、芯樣完整、無松散現(xiàn)象，四是芯樣抗壓強度為3.5MPa。