抗裂嵌擠型水泥穩定碎石基層的施工質量控制

馬兵強

(江蘇省東海縣公路管理站，江蘇連云港 222300)

水泥穩定碎石作為半剛性基層在我省高等級公路建設中應用已有10余個年頭，混合料級配范圍是懸浮密實型級配，鋪面表面非常光滑密實，裂縫很多。2013年下半年江蘇省公路局在全省國省干線公路上推廣抗裂嵌擠型水泥穩定碎石，從材料要求、混合料配合比設計、施工要點等方面，著重從工序、技術、工藝和管理角度提出明確要求，提高路面耐久性，提升施工效率和實體工程質量，延長瀝青路面壽命、減少瀝青路面開裂。

結合310國道東海段養護大中修工程的具體項目應用情況，對采用抗裂嵌擠型水泥穩定碎石與懸浮密實型施工的不同進行探討，為水泥穩定碎石施工提供借鑒。

1 原材料質量要求

水泥穩定碎石是由水泥、碎石、水拌合而成的混合物，無論采用懸浮密實結構還是抗裂嵌擠結構，材料組成上是一致的，只是抗裂型技術要求上更明確更具體，主要體現在以下兩點。

1.1 粗集料的質量要求

抗裂嵌擠型結構粗集料相互嵌擠形成堅實的骨架，對混合料的收縮特性影響較大，因此在混合料設計中其質量應嚴格控制。石料本身強度比較低的話，要提高混合料的強度勢必要增加水泥的用量，這樣無形中對其抗溫度收縮、干濕收縮產生不利的影響。

本項目采用碎石主要技術指標見表1。

表1 粗集料技術要求

1.2 集料的技術規格

對于公稱最大粒徑為26.5 mm的混合料，采用3檔規格的礦料備料，明顯偏粗，難以有效控制混合料級配的穩定性。抗裂嵌擠型水泥穩定碎石規定應采用4檔以上不同規格的集料進行摻配。

2 混合料組成設計

2.1 級配范圍

級配范圍的選擇應該趨向于S形級配的設計，增加集料含量，適當減少公稱粒徑以上和4.75 mm以下集料的含量，以增加級配的嵌擠作用，提高抗變形能力，并減少施工中級配的離析現象。優化后的級配范圍見表2。級配的走向應選擇靠近中值偏下、靠近級配范圍的下限使礦料級配形成S形曲線，基層4.75 mm以上粗集料的含量不低于65%，形成骨架密實型結構。

表2 抗裂嵌擠型水泥穩定碎石的顆粒組成范圍

2.2 混合料配比確定

1)最佳含水量和最大干密度的確定。混合料擊實試驗可采用重型擊實法和振動擊實法，抗裂嵌擠型水泥穩定碎石粗顆粒含量較多，采用重型擊實法得到的最大干密度偏小，需對試驗結果乘以1.02～1.03的修正系數進行修正，否則會出現現場壓實度超過100%的現象。本項目確定不同劑量混合料的最佳含水量和最大干密度，試驗結果見表3。

表3 水泥穩定碎石擊實試驗結果匯總表

2)強度檢驗。根據確定的最佳含水量，分別拌制4種水泥穩定碎石混合料，用靜壓法(100%壓實度)和振動法(98%壓實度)按成型不同劑量強度試件，放在標準養護室養生6 d，養護溫度為20℃ ±2℃，在養生第7天將試件浸水，取出后做無側限抗壓強度試驗，試驗結果見表4。

表4 水泥穩定碎石混合料7 d成型強度匯總表

配合比設計應用工程的半剛性基層設計強度要求為大于3.5 MPa 或 5.5 MPa。

考慮到水泥穩定碎石的拌和以及現場攤鋪施工控制精度的實際情況，本項目水泥穩定碎石混合料設計水泥劑量確定為4.0%。

3 施工質量控制要求

3.1 拌料與裝料

1)拌和前由試驗人員檢查料場內各種集料含水量，換算施工配合比，確定混合料用水量，外加用水量的總和要比最佳含水量略高。2)開始拌和后，試驗人員應按規定取混合料試樣，檢查混合料級配、含水量及水泥劑量等各項指標，隨時檢查混合料的配比和含水量等是否發生變化。3)裝載機向冷料倉送料，應采用在料堆中部進行鏟料，避免由于料堆底部滑坍的粗集料集中現象。4)經常檢查拌和樓的拌和質量，保證出料均勻一致，防止粗細粒料離析。試驗人員及拌和樓操作手密切關注混合料顏色、級配，發現異常立即停止拌和，并查找原因，采取有效的處理措施后再繼續拌和。

3.2 運輸

1)拌和好的水泥穩定碎石采用較大噸位的自卸汽車運輸，裝料前將運輸車廂內清理干凈。運輸車的運量應較拌和能力或攤鋪速度有所富余。2)運輸車接料方式采用前、后、中的方式均勻接料(見圖1)，以減少粗細集料的離析現象。裝料高度不允許超過原車廂板50 cm，以防止混合料滿溢。3)車輛配備氈布，在運輸過程中，根據運距的長短和天氣情況決定是否遮蓋，避免運輸過程中水分散失。

圖1 混合料裝車圖

3.3 攤鋪

1)攤鋪機行進速度要均勻，中途不得變速，專人指揮卸車卸料，運料車在攤鋪機前10 cm～30 cm處停住，掛空擋依靠攤鋪機推動前進卸料，不得倒車撞擊攤鋪機。2)攤鋪前及攤鋪過程中應檢查攤鋪機各部分運轉情況，攤鋪過程中，應保持螺旋布料器有2/3埋入混合料中，保證在攤鋪機全寬度斷面上不發生離析。3)攤鋪時應盡量避免粗細集料離析現象，并用新拌混合料找補，避免出現局部松散，強度不足等現象。

3.4 碾壓

碾壓順序一般為:穩壓(1遍～2遍)→輕型振動碾壓(2遍～3遍)→重型振動碾壓(2遍～3遍)→收光(壓至無輪跡)。

1)穩壓。采用鋼輪振動壓路機緊跟攤鋪機前后穩壓1遍～2遍，一次碾壓長度一般為50 m～80 m，實際長度視試驗段及天氣情況確定。2)復壓。采用20 t以上單鋼輪壓路機前后弱振2遍，強振2遍～3遍。3)終壓。采用膠輪壓路機收光碾壓2遍。

3.5 養生

1)每一段碾壓完成后立即進行質量檢查，并養生。2)養生方法為人工覆蓋土工布，再用灑水車灑水養生。養生期為7 d，養生結束后，應將覆蓋物清除干凈。

4 檢驗結果

4.1 壓實度檢測

在基層混合料碾壓完成后，立即通過灌砂法測定了不同碾壓遍數后混合料的壓實度。按照要求的碾壓方案碾壓6遍～7遍后，混合料壓實度均能達到98.5%以上，說明現有碾壓設備組合后能夠滿足抗力嵌擠型基層混合料的壓實要求。

4.2 芯樣取樣檢測

基層施工完后，現場取芯檢測，從芯樣檢測結果可知:除極少量底部不夠密實外，大部分芯樣完整，整體較密實。通過對芯樣的無側限抗壓強度檢測，強度代表值滿足設計要求，施工質量控制良好。

5 結語

抗裂嵌擠型級配混合料粗集料含量大，易造成混合料離析，而現場施工中的變異是不可避免的，必須引起重視。須對工程材料、配合比設計、施工管理等各方面嚴格控制，以保證水泥穩定碎石施工質量。

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