水泥穩(wěn)定碎石路基施工中的技術(shù)問(wèn)題及對(duì)策分析

呂英碩

（山東遠(yuǎn)通公路工程集團(tuán)有限公司，山東滕州 277500）

0 引言

隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)道路質(zhì)量不斷提高，同時(shí)人們對(duì)道路的要求也在不斷提高，對(duì)道路的平整度有更高的要求[1]。道路基層是顯示道路平整度的一項(xiàng)重要指標(biāo)，為提高道路工程質(zhì)量，需做好道路基層的施工。水泥穩(wěn)定碎石材料相對(duì)于其他材料，具有強(qiáng)度好、抗凍性能強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，目前其已被廣泛應(yīng)用在路基施工中。

1 水泥穩(wěn)定碎石基層概述

水泥穩(wěn)定碎石是一種碾壓式的混凝土，由石子、石粉、水泥等組成[2]，這是一種半柔性、半剛性的材料，其目前被廣泛應(yīng)用于公路基層施工中，能夠幫助公路由剛性向?yàn)r青柔性過(guò)渡。

1.1 水泥穩(wěn)定碎石基層性能要求

公路基層的材料以及施工質(zhì)量將直接影響公路的使用性能，若公路基層施工質(zhì)量不佳，會(huì)縮減公路的使用壽命，公路易受到破壞，導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)，且增加資金的投入。為提高公路質(zhì)量，需解決公路基層施工中存在的問(wèn)題[3]。

水泥穩(wěn)定碎石基層必須具備一定的強(qiáng)度以及剛度。道路需要承受車輛的重量以及車輪的反復(fù)碾壓，只有具有合適的強(qiáng)度以及剛度，才能夠保證道路在反復(fù)碾壓的過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)變形以及斷裂[4]。

水泥穩(wěn)定碎石基層需要具有一定的水穩(wěn)定性和冰凍穩(wěn)定性。當(dāng)降雨時(shí)，路面上的積水會(huì)進(jìn)入道路的內(nèi)部，地下存在的水同樣會(huì)進(jìn)入道路中。在較冷的地區(qū)，路面經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)冰的情況，路基上層以及路面的底基層會(huì)長(zhǎng)期處于潮濕的狀態(tài)，長(zhǎng)此以往將對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層的整體性、剛性以及強(qiáng)度造成一定影響，影響道路的使用壽命[5]。因此，水泥穩(wěn)定碎石基層需要具備一定的水穩(wěn)定性以及冰凍穩(wěn)定性，保證路面存在積水時(shí)，不會(huì)影響到道路的整體性、剛性以及強(qiáng)度，并且在天氣較冷時(shí)不會(huì)凍壞路面[6]。

水泥穩(wěn)定碎石基層需要具有一定的抗沖刷性。道路長(zhǎng)期承受車輛的重量，以及車輪的反復(fù)碾壓，內(nèi)基層較易出現(xiàn)降低，此時(shí)道路可能出現(xiàn)一些較小的裂縫，若受到雨水等的沖刷，路面可能出現(xiàn)一些唧泥，進(jìn)而對(duì)道路上行駛的車輛造成影響，增加道路上事故概率（抗壓強(qiáng)度與累計(jì)沖刷量的關(guān)系見圖1），因此水泥穩(wěn)定碎石基層需要具備一定的抗沖刷性，避免此種情況的發(fā)生。

圖1 抗壓強(qiáng)度與累計(jì)沖刷量的關(guān)系

水泥穩(wěn)定碎石基層需要具有良好的抗裂性能以及抗疲勞破壞能力。道路經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用，會(huì)受到濕度以及其他因素的影響，此時(shí)基層材料受到的拉力也會(huì)增加，一旦此種拉力超過(guò)了基層材料的限值，基層就會(huì)出現(xiàn)開裂的情況，此種情況不僅會(huì)給基層結(jié)構(gòu)的整體性造成影響，還會(huì)降低道路的強(qiáng)度，最終縮短道路的使用壽命[7]。因此，水泥穩(wěn)定碎石基層需要具有良好的抗裂性能以防止道路基層出現(xiàn)開裂。道路長(zhǎng)期受到車輛的碾壓，加上環(huán)境溫度的影響，道路表面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度將會(huì)下降。若荷載超過(guò)了道路所能承受的范圍，道路基層將出現(xiàn)斷裂，因此水泥穩(wěn)定碎石基層需要有良好的抗疲勞性能，從而有效地避免道路基層斷裂。

1.2 水泥穩(wěn)定碎石組成結(jié)構(gòu)

一是懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)在細(xì)骨料中較多，在粗骨料中較少，骨料相互之間缺乏接觸，因此較難形成骨架。但是此種結(jié)構(gòu)的黏結(jié)力較強(qiáng)，內(nèi)摩阻角較低。此種結(jié)構(gòu)主要利用其自身具有的黏結(jié)力來(lái)維持結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，若外部施加過(guò)大的作用力，其較易被破壞。如果利用這種結(jié)構(gòu)來(lái)制作水泥穩(wěn)定碎石基層，可能影響到結(jié)合料的性質(zhì)，并且路面的結(jié)構(gòu)也較易被破壞，因此此種結(jié)構(gòu)一般不應(yīng)用在道路基層施工中[8]。

二是骨架孔隙結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)多見于粗骨料，一般不會(huì)出現(xiàn)在細(xì)骨料中，其能夠形成骨架，但是骨架之間會(huì)有較大的空隙。此種結(jié)構(gòu)具有較低的黏結(jié)力，但相較于懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)，其具有較大的內(nèi)摩阻角，內(nèi)摩阻力越大則結(jié)構(gòu)強(qiáng)度越大。因此，此種結(jié)構(gòu)會(huì)使水泥穩(wěn)定碎石基層具有良好的收縮性能，但是缺少較強(qiáng)的耐久性[9]。

三是骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，其是在前兩種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成的一種結(jié)構(gòu)。水泥穩(wěn)定碎石中不僅存在一些粗骨料，還存在一些細(xì)骨料，因此可以讓其中的粗骨料形成骨架，在骨架的空隙中可以加入一些細(xì)骨料，從而增加水泥穩(wěn)定碎石的密實(shí)度。此種結(jié)構(gòu)具有較高的內(nèi)摩阻角以及黏結(jié)力，其具有較好的力學(xué)性能、抗裂性能、抗收縮性能等。目前道路施工中廣泛應(yīng)用此種結(jié)構(gòu)的水泥穩(wěn)定碎石基層[10]。

2 水泥穩(wěn)定碎石路基施工關(guān)鍵技術(shù)

水泥穩(wěn)定碎石路基進(jìn)行施工時(shí)需要完成多個(gè)步驟（見圖2），文章將對(duì)主要技術(shù)步驟進(jìn)行詳細(xì)介紹。

圖2 水泥穩(wěn)定碎石路基施工的步驟

2.1 攤鋪

在進(jìn)行道路施工時(shí)，首先開展攤鋪操作，通過(guò)良好的攤鋪，能夠有效提高道路的質(zhì)量以及車輛通行的安全[11]。在開展下基層攤鋪操作時(shí)，需利用推土機(jī)進(jìn)行，推土機(jī)停放的位置需根據(jù)其自身的位置規(guī)劃好。為了保證后續(xù)道路施工的順利，需科學(xué)準(zhǔn)確地計(jì)算推土機(jī)的停放面積，除此之外，在進(jìn)行攤鋪前，還需遵守相關(guān)的規(guī)范，嚴(yán)格控制混合料的配合比。

完成下基層的攤鋪工作后即可開始上基層的攤鋪工作，此過(guò)程需根據(jù)道路施工的實(shí)際情況選擇合適的攤鋪設(shè)備。同時(shí)，在攤鋪的過(guò)程中，應(yīng)注意是否出現(xiàn)縱向接縫，以免影響道路施工進(jìn)度。

2.2 碾壓

在完成全部的攤鋪工作后即可進(jìn)行碾壓工作。為了確保施工能夠正常穩(wěn)定地進(jìn)行，需利用合適的靜壓壓路機(jī)進(jìn)行12h 持續(xù)工作，這樣才能夠符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還能減少壓路機(jī)的配置，在進(jìn)行碾壓時(shí)，需選擇能夠關(guān)閉振動(dòng)的振動(dòng)壓路機(jī)。同時(shí)，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況將碾壓的速度控制在1.5～2.0km/h。在碾壓時(shí)盡量將路面壓實(shí)，若出現(xiàn)壓痕需及時(shí)消除，避免影響路面的平整度，如圖3 所示。

圖3 碾壓現(xiàn)場(chǎng)施工圖

在碾壓前需要根據(jù)運(yùn)輸距離、攤鋪時(shí)間以及碾壓速度等，準(zhǔn)確地計(jì)算碾壓工作段的長(zhǎng)度，以有效提高道路基層的強(qiáng)度。一般碾壓工作段的長(zhǎng)度會(huì)控制在30～60m。

水泥穩(wěn)定碎石基層的碾壓工作可以分為穩(wěn)壓、振壓、靜壓和收光四個(gè)步驟。穩(wěn)壓可以提高混合料的穩(wěn)定性，振壓可以保證壓實(shí)工作順利進(jìn)行，靜壓則可以提高混合料的密實(shí)度，收光消除其他步驟時(shí)留下的壓痕以及裂紋等，保證道路的平整度。

2.3 接縫及缺陷處理

一些因素對(duì)公路施工的影響是無(wú)法避免的，因此公路施工時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些裂縫以及缺陷，需要在完成攤鋪以及碾壓等工作后進(jìn)行接縫以及缺陷的處理。對(duì)于裂縫等問(wèn)題，需要及時(shí)使用切割機(jī)來(lái)處理縱縫，并使用混合料將裂縫填平。同時(shí)，施工過(guò)程中需要做好預(yù)防工作，避免出現(xiàn)較為嚴(yán)重的裂縫以及缺陷。

3 施工過(guò)程中的質(zhì)量控制

3.1 嚴(yán)格執(zhí)行水泥穩(wěn)定碎石路基施工的各道工序

水泥穩(wěn)定碎石施工具有連續(xù)性、短期性以及不可彌補(bǔ)性，因此在進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行各道工序，保證連續(xù)施工，保證充足的原材料供給。水泥加水之后迅速發(fā)生反應(yīng)，隨后水泥逐漸凝結(jié)，因此在施工時(shí)需要保證在水泥終凝前完成水泥穩(wěn)定碎石混合料的成型，以免對(duì)工程質(zhì)量造成影響。

3.2 控制材料質(zhì)量及性能

水泥穩(wěn)定碎石的材料主要包括粗集料、細(xì)集料以及水泥等，需要嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，避免不合格的材料混入，影響整個(gè)道路基層施工質(zhì)量。水泥穩(wěn)定碎石的主要材料是集料，因此集料的選擇會(huì)直接影響水泥穩(wěn)定碎石基層的性質(zhì)。集料應(yīng)具有一定的強(qiáng)度，保證道路基層足夠堅(jiān)固，可以承受車輛的不斷碾壓。在選擇粗集料時(shí)，需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，最大的集料不能超過(guò)31.5mm，過(guò)大的集料在進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石制作時(shí)可能與較小的集料分離，導(dǎo)致集料之間出現(xiàn)縫隙，影響水泥穩(wěn)定碎石的品質(zhì)。

3.3 控制水泥劑量

在進(jìn)行公路施工時(shí)需嚴(yán)格控制水泥穩(wěn)定碎石中的水泥劑量。若含有的水泥過(guò)少，會(huì)影響水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度，從而降低公路基層的承載力。若使用過(guò)多的水泥，不僅會(huì)在制作水泥穩(wěn)定碎石基層時(shí)出現(xiàn)材料浪費(fèi)的情況，還可能使基層之間出現(xiàn)裂縫，影響整體結(jié)構(gòu)。不同地區(qū)的溫度以及環(huán)境濕度有所不同，不同地區(qū)水泥和其他材料的配合比也各不相同，因此在施工過(guò)程中，需根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況、環(huán)境等合理地設(shè)置水泥的劑量。

3.4 控制含水量

目前公路施工時(shí)，一般選用廠拌法來(lái)制作水泥穩(wěn)定碎石混合料。在制作混合料時(shí)，需要安排專門的人員實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混合料的含水量，使含水量保持在正常的范圍內(nèi)。最佳含水量主要由當(dāng)日的溫度、濕度以及運(yùn)輸距離等決定。將含水量控制在最佳范圍內(nèi)，不僅能夠提高混合料的質(zhì)量，還能夠保證公路施工的順利進(jìn)行，避免出現(xiàn)返工的情況。

3.5 壓實(shí)

壓實(shí)是制作水泥穩(wěn)定碎石混合料的一個(gè)關(guān)鍵步驟，其能夠有效提高公路施工的質(zhì)量。當(dāng)混合料的含水量大于最佳含水量時(shí)即可進(jìn)行壓實(shí)操作。在進(jìn)行壓實(shí)時(shí)應(yīng)注意，壓實(shí)機(jī)壓實(shí)的力度應(yīng)先輕后重，保證中間不留空隙，壓實(shí)的速度應(yīng)先慢后快，避免影響混合料的硬度。進(jìn)行壓實(shí)前應(yīng)規(guī)劃合理的路線，保證混合料的均勻壓實(shí)，對(duì)于角落處的混合料，可以選用人工或者小型壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，保證充分壓實(shí)每一部分的混合料。在壓實(shí)過(guò)程中需定期檢查混合料的含水量以及密實(shí)度，及時(shí)了解混合料的情況，并采取相關(guān)措施解決遇到的問(wèn)題，保證最終的密度以及壓實(shí)度等參數(shù)符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。在壓實(shí)過(guò)程中，應(yīng)避免機(jī)械在已經(jīng)完成壓實(shí)的地段轉(zhuǎn)向或急剎車，以免破壞已經(jīng)壓實(shí)過(guò)的結(jié)構(gòu)。

3.6 養(yǎng)護(hù)

水泥穩(wěn)定碎石養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)的濕度對(duì)其強(qiáng)度具有較大的影響，在混合料制備時(shí)應(yīng)不斷進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。混合料制備時(shí)，其中的水泥可能發(fā)生水化作用，造成水分流失，因此需要通過(guò)養(yǎng)護(hù)不斷補(bǔ)充水分。在養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，需要避免車輛在道路上行駛。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前水泥穩(wěn)定碎石基層已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在道路施工中，該類基層有著良好的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)具有水穩(wěn)定性、冰凍穩(wěn)定性、抗沖刷性、抗裂性、抗疲勞破壞能力等性能，自身還具有良好的骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，能夠有效提高道路質(zhì)量，延長(zhǎng)道路的使用壽命。水泥穩(wěn)定碎石基層施工主要包括攤鋪、碾壓、接縫及缺陷處理等過(guò)程。在制備的過(guò)程中還需要注意控制材料的質(zhì)量，避免不合格材料混入，同時(shí)控制水泥的劑量，控制含水量等參數(shù)，最大程度地保證施工的順利進(jìn)行和施工質(zhì)量。