韓 睿,張燕春
1.山東省濟南市歷下區市政工程管理局,山東濟南 250014
2.山東高速實業發展有限公司,山東濟南 250014
水泥穩定碎石是一種半剛性板體結構,因其具有良好的力學性能和整體性、穩定性、耐久性和抗凍性等特點,且料源廣泛、可就地取材、易于機械攤鋪操作,現已被廣泛應用于高等級路面的基層或底基層。濟南市2000年以后的市區主、次干路大都采用水泥穩定碎石基層,取得了良好的技術、經濟和社會效益。現筆者結合多年市政道路工程管理的實踐經驗,對水泥穩定碎石基層的質量控制作簡要分析,以供借鑒。
參照《城鎮道路工程施工與質量驗收規范》(CJJ1-2008)中水泥穩定土類基層質量檢驗的有關規定,并結合濟南市的實際情況,市政道路水泥穩定碎石基礎的質量標準及要求如下:對于壓實度,城市快速路、主干路≥97%,其他等級≥95%;表面應平整、堅實、接縫平順,無明顯粗、細骨料集中現象,無推移、裂縫、貼皮、松散、浮料;原材料質量、壓實度、7d飽水抗壓強度應符合相應的要求;允許偏差應符合表1的規定。

表1 水泥穩定土類基層允許偏差
綜合筆者多年的市政道路工程管理經驗,濟南市市政道路水泥穩定碎石基層施工過程中出現的質量通病可歸結為以下幾點:
水泥穩定碎石基層對原材料要求較嚴,所用材料必須符合設計和規范要求,但實踐中經常出現原材料級配不佳、含泥量偏高、水泥劑量不準、混合料過濕或過干等通病。
產生以上通病的原因主要有:1)未根據設計要求做好級配試驗;2)材料不合格或混雜堆放;3)偷工減料,減少水泥用量;4)計量不準;5)攪拌時間過短,含水不均勻、骨料不均勻。
基層壓實的質量通病主要是壓實度不足、強度不符合要求。
主要原因有:1)壓路機壓實不到位;2)未在水泥終凝前及時碾壓;3)水泥劑量不足或級配不合理;4)混合料偏干,主要是因為夏季運輸或混合料堆放時間過長導致表皮脫水。
平整度和高程不符合要求也是常見的質量通病,主要原因有:1)整平工作不夠精細,攤鋪機械、設備不到位;2)采用碾壓設備不符合要求或碾壓不到位;3)混合料含水量不均勻或級配不均勻。
水泥是一種水硬性化合物,如不及時灑水養護,會影響其性能進而影響混合料的強度,不能達到預期強度。養生期一般要求為7天,養生期間應封閉交通;不能封閉交通時,應在水泥碎石穩定層上做好覆蓋措施,并限制重型車輛通行。但是在實踐中,迫于工期和交通方面的壓力,往往過早開放交通而相應保護措施沒有做好或提前進行面層的鋪設,導致基層強度達不到要求。
針對以上質量通病,筆者在實踐中不斷探索、積累,總結出以下水泥穩定碎石基層質量控制的措施。
市政道路工程一般采用招投標形式選擇施工隊伍,這種形式是選擇優秀施工隊伍的比較公平的好方法;但在實踐中,由于種種原因,在施工招標段的劃分上往往長度偏短,由此引發了后續的一系列問題,如作業班組過多、操作人員水平參差不齊,原材料供應方增多、質量良莠不齊,應該使用機械設備的設備不到位、改用人工操作,等等。這些問題極易分散甲方、監理方、施工方及質監部門的精力,無法在所有的點面上全數到位。
為此,在招標方案策劃中,應合理劃分施工招標段,盡可能拉長每個施工作業段的長度,使得工程在施工階段能實現專業化、機械化操作。在選擇施工隊伍時,不應僅以最低價為評判標準,應綜合施工隊伍的實力、信譽、經驗、人員、設備等來確定優秀施工隊伍,以從源頭上保證工程質量。
3.2.1 施工前的試驗檢測
1)原材料的檢測
原材料是組成水泥穩定碎石的物質基礎,其質量將直接決定基層的質量,因此做好原材料的試驗檢測、把好質量關至關重要。對于水泥,要選擇符合規范要求的并有出廠合格證、化驗單的水泥;工地試驗室取樣進行水泥細度、稠度、初凝時間、終凝時間及水泥膠砂強度試驗;不合格的水泥堅決拒絕進場。對于碎石、砂、水等原材料也均應符合規范要求,有條件時盡量做好試驗檢測,以確保原材料質量。
2)混合料組成設計
通過對單料級集料的篩分,根據一定的方法合成礦質混合料,其級配應符合《城鎮道路工程施工與質量驗收規范》(CJJ1-2008)的要求。礦料配合比確定后將指導拌和站生產,在此基礎上進行調整,以確定生產配合比。礦料配合比設計完成后,按照設計的水泥劑量制作試件,進行無側限抗壓強度試驗,以測定是否能達到強度要求。
通過擊實試驗確定與水泥劑量對應的混合料的最大干密度和最佳含水量,用以指導施工現場的壓實度檢測。
3.2.2 施工過程中的試驗檢測
1)壓實度檢測
在水泥穩定碎石攤鋪過程中,碾壓完成后應立即檢測壓實度。壓實度采用灌砂法,按規范要求的頻率進行。對未達到要求的立即補壓,直至達到壓實要求為止。
2)含水量、水泥劑量、級配檢測
混合料拌和完成后,及時取樣檢測水泥劑量、含水量、級配情況,并將所取混合料烘干后進行篩分,及時將檢測結果通知拌和站工作人員以便及時調整。不合格混合料應廢棄,嚴禁摻入使用。
3.2.3 施工后的試驗檢測
水泥穩定碎石基層養生7天后要檢測彎沉和鉆取芯樣進行強度檢測。彎沉值要滿足設計要求。鉆取的芯樣要完整、密實,其抗壓強度要能滿足設計要求。對不合格的路段要進行返工處理。
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3.3.1 底基層的質量控制
底基層的質量也影響著水泥穩定碎石基層的質量,為此,濟南市正在嘗試由2:8灰土碎石底基層改為二灰碎石(石灰、粉煤灰、碎石)底基層。原2:8灰土碎石采用場拌,原材料、灰土劑量、配合比等都較難把握,施工質量不穩定,往往會對水泥穩定碎石基層產生不利影響;而二灰碎石采取拌和站集中拌和,可機械攤鋪、碾壓,施工質量好、強度高、穩定性好,較大的提高了水泥穩定碎石基層的使用性能。
3.3.2 鋪筑試驗段
正式施工前鋪筑試驗段,可獲得最優生產配合比、合適的拌和時間、攤鋪速度、壓實機具的組合及碾壓工藝、松鋪系數等一系列控制參數,從而保證施工質量。
3.3.3 測量放樣
測量放樣的目的主要是控制高程。首先是在經檢測合格的底基層上恢復中樁和邊樁,一般直線段每20m設一樁,曲線段每10m設一樁,并在路肩外設指示樁。根據設計標高及試驗段確定的松鋪系數確定松鋪厚度,架設鋼絲導線,拉緊固定,并在攤鋪前和攤鋪過程中對導線進行復核測量,確保施工的準確性。
3.3.4 混和料的拌和與運輸
濟南市已完全采用集中廠拌法、實現自動配料稱量系統將砂、碎石、水泥按試驗段總結出的施工配合比進行配合。含水量應根據氣溫以及各種原材料的自然含水量情況略加調整,使混合料運到現場攤鋪碾壓時,其含水量不小于最佳含水量的2%。水泥劑量應略大于試驗室設計的水泥劑量,一般按按5.5%控制。
運輸須采用大噸位的自卸翻斗車,數量要能滿足攤鋪要求。裝料時,車要有規律地移動,使拌料在裝車時不致產生離析。運輸過程中應避免車輛的顛簸,以減少混合料的離析;在氣溫較高、運距較遠時要加蓋氈布,以防止水分過分損失。發料時要記錄車號、出料時間等,由收料人核對查收,堅決剔除超出延時時間的混和料,以免誤鋪影響工程質量。
3.3.5 混合料的攤鋪與壓實
為保證質量,混合料的攤鋪與壓實應選擇符合要求的機械設備。攤鋪前,將底基層表面清掃干凈,灑水濕潤。按松鋪系數調整好攤鋪機。開始攤鋪時,當鋪到10m左右時,檢測攤鋪面的標高、橫坡、厚度,如不符合設計應適當調整,使之滿足要求后,再進行攤鋪。正常施工時,每10m做一次松鋪系數檢查并記錄,每50m檢測一次橫坡。攤鋪時保持勻速前進,為保持平整度,攤鋪機傳感器應自動控制標高。
對于壓路機,應根據試驗段的施工總結出水泥穩定碎石施工所用的合適的機械或機械組合。初壓、復壓、終壓均應符合規范要求。碾壓長度需根據施工現場的實際情況確定,如果實測混合料的含水量高于最佳含水量、且氣溫較低時可適當延長碾壓長度;如果混合料已接近最佳含水量且溫度較高蒸發快時,應縮短碾壓長度,以確保在最佳含水量時進行碾壓、保證碾壓質量。
3.3.6 養生
“三分施工、七分養生”,水泥穩定碎石基層經壓實成型并經壓實度檢測合格后應立即進行養生,不能延誤,且養生期不小于7天。可采用不透水的塑料薄膜覆蓋或用濕砂覆蓋進行養生,也可用瀝青乳液進行養生,還可以在完成的基層上即時做下封層、利用下封層進行養生,同時也可在已完成混合料直接灑水養生。養生期間應由專人負責限制車輛行駛,并及時灑水,以保證養生質量。
水泥穩定碎石基層施工的關健是人員、材料、設備的合理配置。在施工前應根據實際情況,選擇優良的施工隊伍;施工前嚴格控制各種試驗及檢測,控制好原材料的質量以及混和料的組成設計;施工過程中嚴格執行規范要求,嚴把施工質量關。在此過程中應注意信息的及時反饋和處理。實踐證明,只有把好人員、材料、機械設備的質量關,加強管理,精心組織施工,才能創造出精品工程。