基層穩定土冬季施工措施

摘要：在冬季對路面底基層、基層穩定土進行施工，應采取一些低溫施工措施，以保證工程質量。

關鍵詞：基層穩定土 冬季 施工

0 引言

按照《建筑工程冬期施工規程》當室外日平均氣溫連續5d穩定低于5℃即轉入冬期施工，當室外日平均氣溫連續5d高于5℃時解除冬期施工。在冬期施工前后，應密切注意天氣預報和天氣變化，以防突然降溫，遭受寒流和霜凍的襲擊。《公路路面基層施工技術規范》規定路面底基層、基層穩定土的合理施工期為：宜在春末及春末后氣溫較高季節組織施工。施工期的最低氣溫應在5℃以上，在有冰凍的地區并應在第一次重冰凍（-3℃—-5℃）到來之前的半個月到一個月完成。對于內蒙古包頭地區上述氣溫的限期指10月上旬，即從10月中旬起施工季節不利于基層穩定土施工。但是一些工程由于特殊原因必須在上述季節以后進行底基層、基層穩定土的施工。例如我們2007度年施工的包頭市百滿公路工程，由于開工時間晚并且業主要求當年必須通車。使部分施工段落底基層及基層的施工處于10月下旬以后，當時我們采取了一些低溫施工措施。跨年度之后檢測建筑實體效果不錯，結構層強度能夠滿足設計要求。但是經過試驗室的試驗及實踐證明，盡管采取措施如果施工期最低氣溫低于-3℃（低于此溫，夜間有較重霜凍），應完全停止施工，否則將發生質量事故，我所談的低溫施工措施指最低氣溫在-3℃以上的氣候條件下進行的施工作業：

1 概況

百滿公路工程中基層設計為水泥穩定砂礫（水泥：天然砂礫=5：95），設計強度2.5Mpa，水泥使用路用32.5緩凝水泥。底基層設計為二灰穩定砂礫（石灰：粉煤灰：砂礫=8：13：79），設計強度0.8Mpa。在氣溫正常的9月份施工現場試驗室對混合料進行了配合比設計，施工過程中在現場進行隨機取樣制作的強度試件在氣候正常時期7天無側限抗壓強度能夠達到并高于設計要求。因為考慮到基層可能將在10月下旬完工，即將處于不利季節，從9月起工地試驗室每天多制作一倍的試件，標養的同時進行同條件養護，以利于及時反映實體的真實強度，避免對結構層進行破壞性檢測。氣溫正常時期，同條件養護水穩砂礫試件7天無側限抗壓強度為標養的50—60%，而10月中旬氣溫開始下降，最低氣溫在0—5℃之間徘徊，并且夜間出現輕霜凍，同條件養護到期的試件抗壓強度也降至標養的45—55%。為保證工程質量，從10月中旬起，我們決定采取一定的低溫施工措施。

2 對材料采取的措施

水泥穩定砂礫是高等級道路較普遍采用的基層材料，具有良好的板體性，早期強度高。但較不利于低溫施工，因其產生強度的主體是水泥，在成型后的第一、二天的早期強度增長十分關鍵，后期強度的增長是以早期強度為基礎的。如果由于氣候的原因，在早期受凍將導致水泥失去膠結作用，從而嚴重降低結構層強度。因而我們考慮使用其他可替代的基層混合料。

本工程底基層使用的是石灰、粉煤灰穩定砂礫（配合比為石灰：粉煤灰：天然砂礫=8：13：79），設計強度為0.8Mpa，試驗室試配強度可達到1.0Mpa左右。二灰砂礫廣泛應用于高等級道路工程中，其具有良好的力學性能、板體性、水穩性和抗凍性。石灰粉煤灰穩定粒料初期強度低，但隨齡期的增長幅度大，且在低溫下的冷縮裂縫小于水泥穩定粒料，因而在工程中我們考慮使用二灰砂礫代替水穩砂礫，并在上述配比的二灰砂礫中摻入2%的路用32.5緩凝水泥，以提高混合料的早期強度。對集料的級配也進行了調整，摻入20%—30%規格0.5—4厘米碎石。為降低混合料的干縮性，集料級配采用骨架密實結構，靠近規范集料顆粒組成范圍的中、下限。即配合比為：水泥：石灰：粉煤灰：砂礫（摻入20%—30%的0.5—4碎石）=2：8：13：77。其產生強度的主體為：水泥、石灰、粉煤灰自身；石灰與粉煤灰；水泥與粉煤灰。其中粉煤灰自身產生的強度雖低于水泥和石灰，但粉煤灰中含有大量SiO₂、AL₂O₃等能反應產生凝膠的活性物質，它們在粉煤灰中以比較穩定的形態存在，其與石灰、水泥水化生成的氫氧化鈣發生化學作用，生成水化硅酸鈣與水化鋁酸鈣，大部分水化產物開始以凝膠體出現，隨著凝期的增長，逐步轉化為纖維狀晶體，并隨著數量的不斷增加，晶體相互交叉，形成連鎖結構，填充混合物的孔隙，形成較高的強度，使摻加水泥的石灰、粉煤灰穩定砂礫不僅有較高的早期強度，而且后期強度也有較大提高。試驗室對上述配合比的試配試件7天無側限抗壓強度為2.4Mpa，顯著高于二灰砂礫，雖然略低于水穩基層的7天強度，但考慮到二灰砂礫隨齡期的增幅大，一段時間后其強度應超出水穩砂礫。對于低溫施工而言，混合料早期主要依靠水泥來提高強度，后期依靠石灰及粉煤灰這樣的慢凝材料產生強度。并且石灰自身還有一種特性：強度冬眠效應。指石灰類穩定土受凍后，只要對結構層不擾動，則在低溫下施工成型的混合料在氣溫回升后仍能繼續產生強度。

對于混合料的各種原材料的質量要求為：水泥采用水泥穩定土基層技術規范中關于水泥的質量要求；石灰、粉煤灰、天然砂礫及碎石：采用石灰粉煤灰穩定土基層技術規范中關于各種材料的質量要求。如考慮生石灰消解后水份較大低溫下容易結塊的因素，石灰可用相同鈣、鎂含量的電石粉代替。由于在低溫施工下的二灰砂礫后期強度主要依靠石灰及粉煤灰，故而對所使用的石灰比原要求的提高了一個等級，所進粉煤灰的質量也相對于常溫作了提高。在低溫施工下，對材料的管理與堆放也必須注意，不同品種、不同規格的材料分別堆放。并作好防凍設施，防止材料低溫受凍；對主要材料（水泥、石灰、粉煤灰、天然砂礫、碎石）經常性進行室內試驗，及時出具試驗報告，堅持作到用數據說話；對混合料標養及同條件試件及時制備，確保及時提供準確數據；及時作好混合料灰劑量、含水量的現場檢測，對不符合規范的及時調整。

3 施工措施

3.1 縮短施工時間：拌和站生產時間為早9：00—下午2：00，攤鋪方式為攤鋪機攤鋪，最后混合料成型時間大約在下午3：00之前。地溫尚高于4℃。

3.2 當日成型的二灰穩定砂礫基層表面進行塑料布全面積覆蓋。并在塑料布之上再覆蓋棉被（如考慮費用，則覆蓋15—20厘米素土）養護。可使基層溫度在一定時期內維持在較高溫度。使混合料內水分（混合料的含水量應接近最佳含水量）不致受凍，這樣可確保基層壓實度及混合料內各組成材料水化膠結，保證混合料的早期強度。覆蓋塑料布及覆蓋棉被（或覆土）應及時，在氣溫4℃以上就應完成，防止結構層熱量散失。如遇寒流，白日最高氣溫低于4℃，應停止施工。

3.3 拌和站在混合料中摻加氯鹽以降低混合料冰點，摻拌量依據使用說明書。在拌和站易受凍的如水箱開關等部位圍碳火防止凍損。

3.4 在整體段落施工完畢后，應對整體段落進行封路，完全禁止通行，直止混合料同條件抗壓試件強度能夠達到通車條件為止。因低溫施工的二灰砂礫在被擾動后，其內部剛剛形成的強度將被破壞，失去氣溫回升后強度再增長的可能性。

上述工程基層施工完畢的日期是10月30日，在經過一冬后，我們對低溫施工的段落進行了多項檢測包括彎沉、強度等項目，檢測結果證實結構層強度能夠滿足設計荷載。