道路水穩基層常見質量缺陷原因分析及預防辦法

郭寧寧 劉洋 周志剛

北京城建華晟交通建設有限公司 北京 102400

引言

隨著公路與城市道路的飛速發展，瀝青混凝土路面所占比例也越來越高，基層的承重要求也越來高。水泥穩定碎石混合料廣泛用于各級公路的基層與底基層，在施工過程中受到施工工藝和環境等各種因素的影響，在水穩基層施工過程中容易出現平整度不能滿足質量要求、松散、裂縫、離析、強度不合格等缺陷，進而影響這個路面工程的質量，造成嚴重的后果。本文分別介紹水穩基層的常見病害，并分析產生原因提出預防措施[1]。

1 工程概況

G45大廣高速吉安至南康段改擴建工程A1標段起點即為項目起點，吉安南樞紐互通的北端（大廣高速方向）K2872+500樁號處，在曲瀨鎮西面跨贛江支流瀘水河，經黃塘、烏石、蒲塘村，在吉安縣西南面設吉安縣互通連接省道S319，下穿吉衡鐵路，設置吉安服務區，往南跨禾水，到本標段終點泰和縣石山鄉江下村（K2892+100），本標段路線全長19.54km。

本標段主要施工內容：級配碎石底基層、水泥穩定碎石下基層、水泥穩定碎石中基層、ATB-25密集配瀝青碎石上基層、冷再生上基層、瀝青混凝土下、中、上面層等工程。

2 道路水穩基層施工常見質量缺陷原因分析

2.1 平整度差的表現及原因分析

2.1.1 表現。壓實后表面平整度不好，不符合質量驗收標準。主要產生位置為，縱橫縫接縫位置，邊部位置塌邊，大范圍或者小范圍的波浪形起伏。

2.1.2 原因分析。縱橫縫接縫處未按要求設置模板或方木支擋、未將厚度不合格部分切除。攤鋪機攤鋪時不能均勻行駛、連續供料、原地面不平整起伏較大造成攤鋪面起伏。碾壓設備急停造成水穩推移、在未成形工作面上長時間停放，造成表面不平整。原地面不平整，雖然松鋪頂面平整但由于壓縮量相差較大造成壓實后表面平整度較差。鋼絲繩基準線拉力不夠中間下垂造成規律性的起伏[2]。

2.2 表面松散的表現及原因分析

2.2.1 表現。基層表面局部有松散石子或灰料，干燥時塵土飛揚，雨天時泥漿四濺。

2.2.2 原因分析。在高溫季節表面干燥快，養護不及時使表面松散。碾壓時灑水多，水壓大將表面水泥沖走，失去強度干燥后導致起殼松散。混合料養護期不足、強度未充分形成就通車，將表面壓壞石料松散。攤鋪離析，骨料集中處有松散現象。

2.3 裂縫的表現及原因分析

2.3.1 表現。碾壓成型的混合料經過一段時間在基層表面上出現橫向裂縫，縫寬可達幾毫米甚至更寬，橫縫距一般5～20m，縫長可為部分路幅或全路幅。

2.3.2 原因分析。干縮裂縫，由于混合料中水分蒸發后，干燥收縮、產生裂縫。含水量越大收縮越嚴重。溫縮裂縫，碾壓后的混合料，在低溫季節由于冷縮而產生溫縮裂縫。混合料未充分壓實，強度不足或厚度不夠在外荷載下產生強度裂縫。地基的不均勻沉降有時會使基層產生裂縫，如橋頭搭板端部處、填挖交界處。進行返挖施工的管線等，回填水穩與原水穩不構成整體產生裂縫[3]。

2.4 離析的表現及原因分析

2.4.1 表現。水穩攤鋪后局部粗集料或細集料較集中，外觀色澤深淺不一。

2.4.2 原因分析。水穩混合料在攪拌過程中發生離析，混合料在運輸過程中、攤鋪過程中也會產生離析現象。

2.5 壓實度不合格的表現及原因分析

2.5.1 表現。壓實度檢測不符合設計要求。

2.5.2 原因分析。分層過厚碾壓設備也分層厚度不匹配，碾壓變數不夠，集料含水量不合格等原因。

3 道路水穩基層施工常見質量缺陷的預防

3.1 平整度差的預防

加密基準控制導線的支撐樁距離，由10m一斷面變為每5m設一個斷面，用不易變形的鋁合金梁代替鋼絲繩，嚴格控制放樣樁位高程、位置不受擾動。

攤鋪機保證連續供料，勻速攤鋪，分料器中的料應始終保持在分料器高度的2/3以上。不同廠家的料松鋪系數應由試驗確定，混合料配比應穩定，含水量均勻，以保證混合料易于碾壓成型。運料車倒車時與攤鋪機預留10～20cm距離由攤鋪機推著料車前進，防治運料車倒車時頂撞攤鋪機造成攤鋪面不平。碾壓設備成梯形前進，先輕后重，先靜后振方式進行碾壓[4]。

縱縫位置施工時在邊部支鋼模板保證邊部不塌邊、保證邊部的壓實度與平整度。在橫接縫處，攤鋪機應駛離混合料末端；人工將末端含水量合適的混合料整平，緊靠混合料處放兩根方木，高度應與混合料的壓實厚度相同：另一側用砂礫或碎石回填。將混合料碾壓密實，在繼續攤鋪前將方木和碎石除去，檢查其密實度和平整度，合格后再重新攤鋪混合料。

3.2 表面松散的預防

混合料拌和、運輸、攤鋪要保證混合料均勻，不得有粗細料集中現象。混合料在最佳含水量時碾壓，保證壓實度。碾壓成型的混合料必須及時灑水養護，或灑透層瀝青，抑或作瀝青封層，保持混合料表面處于濕潤狀態。灑水養生不能直接噴向水穩面，控制水壓力噴向空中后自由散落向水穩面。采用灑水及覆蓋土工布的方法，養生期不少于7d，并始終保持表面處于濕潤狀態，養生期間始終實施交通管制，只允許灑水車通行，并不得急剎車和在基層面上“調頭”，車輛行駛在該層全寬范圍內均勻分布，禁止重型車輛通行。強度形成后應嚴格控制重車通過。若要少量通車，應作瀝青封層或表面處治。

在攤鋪上層前將表面松散部分掃清，露出骨料，必要時可用水沖凈。

3.3 裂縫的預防及處理方法

選擇質量合格普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽、火山灰硅酸鹽水泥并嚴格控制水穩的水泥用量，一般控制在4%-6%，雖然水泥計量高能保證基層的強度，但是水泥劑量越高水化熱越大，會使基層內外溫差大，干縮變形和文所變形嚴重，更容易產生更多的裂縫。混合料應在接近最佳含水量的狀態下碾壓，要防止輾壓含水量過小，壓實度和強度不足，造成強度裂縫。

合理選擇混合料的配比，控制細料數量，重視結構層的養護，經常灑水，防止水分過快損失，及早鋪筑上層或進行封層，以利減少干縮。

返挖溝槽處回填后控制好碾壓壓實度，提高回填質量，鋪設土工格柵。加強填挖交界處、臺背回填處地基的壓實度，并在填挖交界處，與橋頭搭板處鋪設土工格柵。

對水穩層進行預切縫，提前消除基層產生的收縮應力，能有效消除溫縮與干縮裂縫。

3.4 離析的預防

混合料拌和前，應先調試拌和設備，以確保按設計配合比拌和。嚴格控制拌合機拌合時間。拌和機向車廂內卸料時，應從車廂前部、后部、中部分三次裝料，每次汽車應至少移動兩次位置，以減少混合料離析現象。運料車在運輸過程中，勻速行駛起步剎車平穩，避免強烈的振動顛簸。在向攤鋪機受料斗卸料時勻速提升車廂，控制混合料下卸速度。攤鋪機的螺旋布料器要有三分之二埋入混合料中，攤鋪時要勻速轉動布料器布料，避免或快或慢。

3.5 壓實度不合格的預防

通過試驗段確定攤鋪厚度、碾壓設備、碾壓變數。遵循先慢后快，先靜后振的方式進行初壓、復壓、終壓等步驟。嚴格控制混合料的級配與含水量、在最佳含水量進行碾壓，碾壓完成后進行壓實度檢測，若不滿足規范要求，則調動壓路機進行復壓。碾壓過程中保持混合料表面濕潤，若失水過多應稍微補水，碾壓過程在水泥初凝前碾壓完畢。當混合料發生改變時應重新做試驗段確定施工各項參數。

完善壓實度評價體系，合理確定最大干密度，如果最大干密度取值過大回答之壓實度達不到設計值，取值過小則壓實度會超過100%[5]。

4 安全管理組織機構及責任分解

為實現本項目的安全目標，項目部成立安全生產領導小組，項目經理為組長，項目副經理、項目總工程師為副組長，職能部門和施工隊負責人為組員。安質環保部負責項目日常工作。施工現場安全員按招標文件及規范要求配置，專職負責現場安全管理工作，作業隊配備專職安全員，工班設兼職安全員，形成全員參加的安全體系。安全管理組織機構如圖1所示。

圖1 安全生產管理機構框圖

認真貫徹執行安全生產方針和政策、法規，建立安全生產管理的體系，落實各項安全生產管理制度，督促項目部各部室制定和完善安全管理責任制，以及各單位各級各類人員的安全生產責任制，層層簽訂安全生產責任書。對施工中違章指揮、違章作業行為，要及時給予糾正和制止，對連續發生安全事故或存在事故隱患的作業現場，有權責令停工整頓，并及時將情況報告有關領導和上級主管部門。安全管理目標及責任分解詳如表1所示。

5 結束語

水穩施工中如果不仔細控制或忽視病害產生的原因將導致水穩基層產生病害缺陷，水穩施工的缺陷將影響基層的使用效果，進而影響路面整體使用壽命。控制好基層的質量，能有效減少以后的路面損壞。