水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)在市政道路施工中應(yīng)用研究
——以坪山新區(qū)科環(huán)路市政工程為例

文｜廣東省建筑工程機(jī)械施工有限公司 何躍彬

一、引言

我國(guó)大中小城市近年來(lái)成為吸納人口和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要區(qū)域，城市建設(shè)速度不斷加快，市政道路大量建成滿足新時(shí)期交通出行的需求。在新建的市政道路中大量采用具有良好強(qiáng)度、穩(wěn)定性、抗凍性、耐用性的水泥穩(wěn)定碎石基層，大大提升了市政道路的使用壽命和經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值。市政道路中如何采取有效措施針對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層改進(jìn)施工工藝，成為市政施工單位面對(duì)的一大技術(shù)挑戰(zhàn)，也是確保市政道路施工質(zhì)量的重要基礎(chǔ)技術(shù)保證。下面以坪山新區(qū)科環(huán)路水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用研究探討。

二、工程簡(jiǎn)介

坪山新區(qū)科環(huán)路市政工程設(shè)計(jì)全長(zhǎng)1763m，為東西走向，西起碧沙北路，東至錦龍大道，道路紅線寬度30～33m，機(jī)動(dòng)車道為雙向四車道，采用1.5%直線形路拱。主要技術(shù)指標(biāo)如表1。

表1 科環(huán)路施工技術(shù)指標(biāo)

三、市政道路水泥穩(wěn)定碎石基層的技術(shù)特點(diǎn)及要求

1.水泥穩(wěn)定碎石基層技術(shù)特點(diǎn)

城市市政道路基層施工要求滿足車輛良好的通過(guò)性，具備一定的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。水泥穩(wěn)定碎石基層是由水、膠凝料和集料混合而成的半剛性材料，脆性大，比較容易受到溫度變化影響產(chǎn)生裂縫，加上大量車輛荷載頻繁對(duì)基層進(jìn)行碾壓導(dǎo)致路面不平發(fā)生裂痕。針對(duì)這些技術(shù)特性需要從材料、施工、保養(yǎng)等方面采取針對(duì)性措施進(jìn)行處理。本工程中經(jīng)技術(shù)部門研究，決定采取有效基層質(zhì)量控制技術(shù)措施：嚴(yán)格按配合比拌合，注意控制路基最佳含水量由于施工周期跨過(guò)雨季，路基實(shí)施分段施工、分段成型方案，施工作業(yè)保持均衡并進(jìn)行流水作業(yè)，且需做好路基防水、排水有效應(yīng)對(duì)措施，避免因雨季對(duì)路基現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境造成損害，保證路基邊坡不受雨水沖蝕。嚴(yán)格控制基層鋪設(shè)厚度，采用合適的機(jī)械進(jìn)行碾壓，完成后連續(xù)保持7天濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間禁止重型車輛通行。

2.水泥穩(wěn)定碎石基層的材料要求

作為路面施工中的關(guān)鍵項(xiàng)目，在進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石基層作業(yè)前，材料質(zhì)量須符合設(shè)計(jì)和質(zhì)量合格要求。本工程4%和5%水泥穩(wěn)定碎石路面底基層和基層均采用深圳市城市道路建設(shè)中經(jīng)驗(yàn)成熟的廠拌水泥碎石，其中：（1）行車道路面結(jié)構(gòu)。基層5%水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石厚30cm；底基層：4%水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石厚20cm；厚度：50cm。（2）人行道路面結(jié)構(gòu)。級(jí)配碎石厚15cm。（3）自行車道路面結(jié)構(gòu)。5%水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石厚20cm。

3.路基投入的大型施工機(jī)械

2 臺(tái)穩(wěn)定土攤鋪機(jī)、4 臺(tái)18 噸振動(dòng)壓機(jī)、1 臺(tái)平地機(jī)、1 臺(tái)灑水車、2 臺(tái)裝載機(jī)，平地機(jī)平整路面，大型振動(dòng)式壓路機(jī)壓實(shí)，配備K30 承載板、核子密度儀。

四、市政道路水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制

1.水泥穩(wěn)定碎石基層原材料質(zhì)量控制

(1)水泥的選用

水泥穩(wěn)定碎石基層中水泥性能對(duì)其形成的強(qiáng)度產(chǎn)生重要影響，選用初凝時(shí)間3h、終凝時(shí)間長(zhǎng)（超過(guò)6h）緩凝型的32.5 級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥使用前除了檢查生產(chǎn)日期、合格證外，還要取樣送檢其體積安定性、強(qiáng)度等指標(biāo)合格后方能使用。

（2）碎石的選用

水泥穩(wěn)定碎石基層中碎石的要求達(dá)到堅(jiān)硬性能好、雜質(zhì)少、無(wú)風(fēng)化，根據(jù)攤鋪的施工要求進(jìn)行對(duì)應(yīng)的級(jí)配，級(jí)配大小值選定是碎石質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)之一，粒徑過(guò)大時(shí)會(huì)導(dǎo)致攪拌時(shí)粘結(jié)度差，粒徑過(guò)小時(shí)會(huì)導(dǎo)致基層產(chǎn)生的強(qiáng)度不足。在本工程路基中選用的4%水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石和5%水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石的級(jí)配范圍值依照表2要求選定。

表2 4%和5%水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石的級(jí)配范圍

（3）水的選用

水泥穩(wěn)定碎石基層中對(duì)水的選擇也比較重要，根據(jù)本工程中的勘察報(bào)告中發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域地表水受到較大污染，部分道路區(qū)域地下水有較強(qiáng)腐蝕性，無(wú)法適用工程現(xiàn)場(chǎng)攪拌用水需要，選用清潔不含雜質(zhì)或腐蝕性化學(xué)物質(zhì)的自來(lái)水或清潔水。

2.水泥穩(wěn)定碎石配合比的制定

水泥穩(wěn)定碎石基層混合料進(jìn)行試驗(yàn)配合比的重要目的是對(duì)水泥使用數(shù)量、最佳含水量確定，水泥數(shù)量使用太多，既增加施工方的成本支出，也因水化熱過(guò)多導(dǎo)致攤鋪后易出現(xiàn)收縮大，產(chǎn)生裂縫質(zhì)量問(wèn)題多，水泥數(shù)量使用太少時(shí)基層強(qiáng)度、剛度不足，承載能力下降。因此，對(duì)水泥劑量分級(jí)和調(diào)整集料的級(jí)配來(lái)控制水泥使用量，水泥混合料中摻入粉煤灰(占集料重量的10%～20%)以減少水泥使用量，粒料中的細(xì)料含量2%～5%減少其過(guò)大的收縮能力，保證基層強(qiáng)度達(dá)到要求，增強(qiáng)抗凍能力和加強(qiáng)基層抗變形能力。

最佳含水量對(duì)基層壓實(shí)度指標(biāo)有重要影響，含水量多時(shí)容易導(dǎo)致碾壓粘輪，含水量少無(wú)法碾壓成型，最佳含水量控制在5%-7%。由于現(xiàn)場(chǎng)氣溫條件較高且水分散失比實(shí)驗(yàn)室快，攤鋪前水泥穩(wěn)定碎石基層已吸收來(lái)自底基層的部分水分，施工水泥穩(wěn)定碎石基層混合料粗粒料配合比與試驗(yàn)室最佳含水量約0.5%～1.0%，混合料中細(xì)粒料配合比與試驗(yàn)室最佳含水量大約1.0%～2.0%，確定水泥最佳用量和最佳含水量后申報(bào)監(jiān)理工程師，經(jīng)批準(zhǔn)后進(jìn)行試驗(yàn)段施工，在基層攤鋪前要注意提前對(duì)基層進(jìn)行灑水并保持濕潤(rùn)。

3.混合料的科學(xué)拌制

骨料分開(kāi)不同規(guī)格堆放，對(duì)選擇好配合的使用水泥、碎石倒入自動(dòng)計(jì)量拌合站統(tǒng)一進(jìn)行拌制，電控加水，派試驗(yàn)人員專門監(jiān)測(cè)混合料和原材料的含水量，以便調(diào)節(jié)用水量，混合料中加入適量的膨脹劑和減水劑，以便控制收縮和裂縫的產(chǎn)生。

(1)配置性能良好碎石拌制機(jī)械設(shè)備

碎石拌制設(shè)備對(duì)拌合混合料的碎石規(guī)格、數(shù)量的準(zhǔn)確性有重要影響，拌合機(jī)提前進(jìn)行試拌運(yùn)轉(zhuǎn)，保持機(jī)械設(shè)備良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，配套足夠的維護(hù)保養(yǎng)力量，配套電子計(jì)量功能，有效對(duì)攪拌料數(shù)量精確控制，在拌制過(guò)程注意水泥用量偏差值與試驗(yàn)室配合比要多0.3%～0.5%，超出偏差值范圍過(guò)大時(shí)及時(shí)調(diào)節(jié)水泥用量。

（2）規(guī)范化建造混合料拌合場(chǎng)

拌合場(chǎng)的建造必須規(guī)范化實(shí)施，是控制拌合料質(zhì)量是否合格的重要基礎(chǔ)設(shè)施，站場(chǎng)進(jìn)出道路硬底化，材料不同規(guī)格、品種有序堆放高度控制在3m 以內(nèi)，水泥堆放在防止水淹的高處并保證干燥存放，配套功率足夠的抽排水泵以便在雨天能及時(shí)排出，由于本工程施工時(shí)適逢雨季，材料堆放上方有足夠的防雨布并有排水措施，拌合設(shè)備安裝穩(wěn)固后靠近水泥、混合料處，便于上料、攪拌、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸。

4.混合料的運(yùn)輸路線安排和卸料

對(duì)已拌合的混合料要合理安裝好運(yùn)輸路線，按照施工攤鋪時(shí)間的計(jì)劃連續(xù)供應(yīng)不間料，考慮到運(yùn)輸中水分的蒸發(fā)，混合料含水量較試驗(yàn)室最佳含水量要高，保持供料的連續(xù)性，運(yùn)輸車輛統(tǒng)一加蓬布覆蓋。現(xiàn)場(chǎng)派專人指揮拌合料的卸料，每100m 處設(shè)置一個(gè)專門卸料點(diǎn)。

5.混合料的現(xiàn)場(chǎng)攤鋪

水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石是本工程道路路面施工中的關(guān)鍵項(xiàng)目，投入兩臺(tái)德國(guó)進(jìn)口的穩(wěn)定土攤鋪設(shè)備，按照設(shè)計(jì)要求對(duì)道路厚度分層進(jìn)行施工，驗(yàn)收底基層是否滿足平整、密實(shí)等技術(shù)指標(biāo)，經(jīng)監(jiān)理工程師確認(rèn)后實(shí)施攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。攤鋪施工采用雙側(cè)基準(zhǔn)線鋼絲法，鋼絲繩限長(zhǎng)200m，隔15m 設(shè)置支架，傳感器放在導(dǎo)向鋼絲繩上調(diào)節(jié)平衡，基準(zhǔn)線放置前用測(cè)量?jī)x器每隔200-300m 設(shè)置一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，復(fù)核標(biāo)高、縱坡支點(diǎn)。

攤鋪機(jī)作業(yè)時(shí)控制均勻2-3m/min 行進(jìn)時(shí)速，攤鋪時(shí)輪胎式裝載機(jī)、配備50 臺(tái)10t自卸汽車來(lái)回連續(xù)不間斷供料，攤鋪機(jī)前保持等待狀態(tài)3-5 輛運(yùn)輸車輛有序供料，螺旋布料器內(nèi)的混合料至少達(dá)到2/3，熨平板前保證連續(xù)供料，以防止部分區(qū)域待料時(shí)間長(zhǎng)影響壓實(shí)度出現(xiàn)離析質(zhì)量問(wèn)題，由專人檢測(cè)厚度、平整度、橫坡度，發(fā)現(xiàn)厚度、標(biāo)高誤差過(guò)大時(shí)對(duì)傳感器按照3mm/m 微調(diào)到位為止，攤鋪機(jī)夯動(dòng)鋼板、振動(dòng)力度在混合料攤鋪后達(dá)到至少80%以上壓實(shí)度。

6.混合料的現(xiàn)場(chǎng)碾壓

本工程碾壓機(jī)械配置用15t 雙鋼輪壓路機(jī)8 臺(tái)，26t 輪胎壓路機(jī)8 臺(tái)聯(lián)合使用從外往內(nèi)碾壓的方式。碾壓的遍數(shù)：雙鋼光輪靜壓2 次，輪胎穩(wěn)壓4 次，在復(fù)壓時(shí)應(yīng)采用26t 振動(dòng)壓路機(jī)，輪胎提漿穩(wěn)壓2 次。均勻碾壓速度2-3km/h，碾壓距離控制20-50m 并適量噴水，碾壓時(shí)混合料兩側(cè)支撐采用三個(gè)固定點(diǎn)的方木不能過(guò)早拆除。振動(dòng)時(shí)低頻高振，壓路機(jī)不能在已完成碾壓基層上緊急制動(dòng)、任意調(diào)頭。

7.混合料的養(yǎng)護(hù)

基層完成碾壓后，檢驗(yàn)壓實(shí)度達(dá)到重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的98%以上，清除碾壓表面痕跡后，基層干燥收縮的破壞容易發(fā)生在早期，及時(shí)采用不透水的塑料薄膜瀝青乳液、濕砂覆蓋進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d，做好雨季中基層防水及排水措施，針對(duì)夏季水分散失過(guò)多情況及時(shí)實(shí)施灑水養(yǎng)護(hù)。

五、結(jié)語(yǔ)

在快速發(fā)展的城市建設(shè)中，市政道路大量建設(shè)便利了市民出行的同時(shí)，也提升了城市交通功能，對(duì)道路基層質(zhì)量要求不斷提升，在施工過(guò)程中除了對(duì)原料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)外，還要嚴(yán)格控制材料的拌制、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓、養(yǎng)護(hù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量，保證基層滿足道路設(shè)計(jì)和質(zhì)量規(guī)范要求，不斷提高市政道路施工技術(shù)水平。