水穩(wěn)碎石基層施工與質(zhì)量控制技術(shù)研究

賈 琦 聞

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司第一分公司，山西 晉中 030600)

1 水穩(wěn)碎石基層強(qiáng)度影響因素

1.1 集料

集料是水穩(wěn)碎石基層混合料的重要組成部分，其類別和性質(zhì)直接影響水穩(wěn)碎石基層的強(qiáng)度。形狀規(guī)則、硬度高的集料，可以提高水穩(wěn)碎石基層的強(qiáng)度。集料間的嵌擠作用是水穩(wěn)碎石基層強(qiáng)度的重要組成部分，高強(qiáng)度、多棱角的碎石可以提高基層的強(qiáng)度。

1.2 水泥的成分和劑量

水泥是水硬性材料，其組成成分直接關(guān)系到水穩(wěn)碎石基層的強(qiáng)度增長(zhǎng)。我國(guó)水泥穩(wěn)定類基層通常采用普通硅酸鹽水泥，相比其他類型的水泥穩(wěn)定效果更好。水泥劑量對(duì)水穩(wěn)碎石基層強(qiáng)度和穩(wěn)定性影響較大，施工中必須嚴(yán)格控制水泥劑量。當(dāng)水泥劑量過(guò)低時(shí)，水穩(wěn)碎石基層強(qiáng)度降低，甚至不成型；當(dāng)水泥劑量過(guò)大時(shí)，水穩(wěn)碎石基層強(qiáng)度前期有所增大，但后期會(huì)出現(xiàn)體積膨脹開(kāi)裂的現(xiàn)象，反而造成基層強(qiáng)度降低。

1.3 含水率

水穩(wěn)碎石基層的含水率對(duì)強(qiáng)度影響很大，直接關(guān)系到基層強(qiáng)度的增長(zhǎng)。水穩(wěn)基層的水化作用、離子交換作用和化學(xué)激發(fā)作用等，都需要水參與或提供反應(yīng)環(huán)境，保證基層強(qiáng)度增長(zhǎng)。另外，含水率直接影響基層的壓實(shí)度，水穩(wěn)基層含水率處于最佳含水率附近時(shí)，可以達(dá)到最大壓實(shí)度，基層強(qiáng)度也達(dá)到最大。

1.4 施工工藝流程及養(yǎng)生條件

水穩(wěn)碎石基層混合料拌和越均勻，基層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性越高，因此需要對(duì)混合料的拌和進(jìn)行嚴(yán)格的控制。嚴(yán)格控制水穩(wěn)碎石混合料從拌和到攤鋪的時(shí)間，防止水泥損失過(guò)多。水穩(wěn)碎石基層壓實(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制壓實(shí)度，以保證基層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。基層養(yǎng)生必須灑水保水保濕養(yǎng)生，保證基層表面處于潮濕狀態(tài)，滿足水穩(wěn)碎石基層物理化學(xué)作用對(duì)水分的需要，保證基層強(qiáng)度增長(zhǎng)。同時(shí)，基層養(yǎng)生應(yīng)考慮施工時(shí)氣溫和天氣情況，以確定灑水遍數(shù)和養(yǎng)生時(shí)間。

2 水穩(wěn)碎石基層施工技術(shù)

2.1 試驗(yàn)路段施工

在進(jìn)行正式施工之前，根據(jù)設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行試驗(yàn)路段的鋪筑，以確定混合料的最佳配合比、拌和時(shí)間，施工中的攤鋪速度、松鋪厚度、壓實(shí)機(jī)具的型號(hào)、數(shù)量和組合方式、碾壓工藝等施工參數(shù)。另外，還要對(duì)水穩(wěn)碎石基層的養(yǎng)生條件、成型質(zhì)量和強(qiáng)度等進(jìn)行確定，必要時(shí)對(duì)水泥劑量和含水率進(jìn)行調(diào)整。

2.2 混合料拌和

施工過(guò)程中，應(yīng)保證原材料的充足供應(yīng)，拌和前施工現(xiàn)場(chǎng)堆放的原材料應(yīng)滿足3 d～5 d的施工用量，所選用的拌和設(shè)備生產(chǎn)能力不低于400 t/h。運(yùn)輸設(shè)備的數(shù)量應(yīng)結(jié)合與施工現(xiàn)場(chǎng)的距離、拌和機(jī)的生產(chǎn)能力和攤鋪機(jī)的攤鋪速度等確定。

對(duì)水泥劑量進(jìn)行嚴(yán)格控制，在攪拌站和施工現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行EDTA滴定，準(zhǔn)確確定水泥劑量。全面考慮施工中水泥有效用量的損失，攪拌站拌和的水泥劑量應(yīng)較設(shè)計(jì)增大0.5%～1%，且應(yīng)控制最大劑量不能超過(guò)5%。

對(duì)水穩(wěn)碎石混合料的含水率進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證混合料拌和均勻。每天開(kāi)拌前，對(duì)攪拌站內(nèi)的原材料含水率進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)氣溫和運(yùn)輸距離適當(dāng)調(diào)整混合料的含水率，控制含水率在最佳含水率附近。

混合料運(yùn)輸使用自卸汽車，運(yùn)輸過(guò)程中加蓋篷布，防止水分散失。裝料時(shí)先對(duì)車斗前端進(jìn)行填裝，再填裝后部，最后填裝中部，以防止混合料離析。運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)盡量減少顛簸，防止產(chǎn)生骨料離析。

2.3 基層攤鋪施工

根據(jù)試驗(yàn)路段確定的施工參數(shù)，調(diào)整攤鋪機(jī)施工參數(shù)，準(zhǔn)確控制松鋪厚度。保證施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)料車的數(shù)量，盡可能減少攤鋪過(guò)程中的停機(jī)次數(shù)。攤鋪過(guò)程中運(yùn)料車不得碰撞攤鋪機(jī)，運(yùn)料車應(yīng)停在攤鋪前并掛空擋，由攤鋪機(jī)推著運(yùn)料車向前行進(jìn)，運(yùn)料車將混合料倒入料斗內(nèi)。攤鋪機(jī)后方設(shè)專人對(duì)混合料離析部位進(jìn)行挖除，并用合格集料進(jìn)行填補(bǔ)。另外，施工中對(duì)混合料的含水率、水泥劑量等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)向攪拌站反饋。

2.4 基層碾壓施工

水穩(wěn)基層碾壓首先要選擇好壓實(shí)機(jī)械的類型和數(shù)量，并在施工中做好各類壓實(shí)機(jī)械的組合設(shè)計(jì)。壓實(shí)機(jī)械一般包括三輪壓路機(jī)和重型振動(dòng)壓路機(jī)，施工中首先進(jìn)行靜壓，穩(wěn)定后再采用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。另外，碾壓前對(duì)混合料的含水率進(jìn)行檢測(cè)，一般應(yīng)控制在最佳含水率±2%范圍內(nèi)。在最佳含水率下壓實(shí)的基層，可以獲得最大干密度，進(jìn)而達(dá)到最大壓實(shí)度。碾壓過(guò)程中應(yīng)遵循碾壓原則，控制碾壓遍數(shù)、碾壓重疊和碾壓順序，保證碾壓質(zhì)量。

2.5 養(yǎng)生及交通管制

在水穩(wěn)碎石基層壓實(shí)度檢驗(yàn)合格后，即可開(kāi)始養(yǎng)生。基層養(yǎng)生應(yīng)保水保濕，灑水覆蓋養(yǎng)生。保證基層表面始終處于潮濕狀態(tài)，防止水分過(guò)多散失造成基層表面干縮裂縫。同時(shí)，充足的水分也是保證基層強(qiáng)度增長(zhǎng)的關(guān)鍵。養(yǎng)生過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)交通管制，禁止重載車輛通行。基層養(yǎng)生時(shí)間一般為7 d～10 d，養(yǎng)生期滿進(jìn)行鉆芯試驗(yàn)，根據(jù)其成型情況判斷其強(qiáng)度是否符合要求。基層養(yǎng)生期滿后，為了防止水分過(guò)多散失產(chǎn)生干縮裂縫，應(yīng)及時(shí)灑布透層油。

3 水穩(wěn)碎石基層施工質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)

3.1 水泥劑量的控制

水泥劑量過(guò)高，不僅造成了浪費(fèi)，還會(huì)使水穩(wěn)碎石基層出現(xiàn)開(kāi)裂。因此，在水穩(wěn)碎石基層配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中，在滿足強(qiáng)度要求的前提下，應(yīng)盡可能減少水泥用量。采用重型擊實(shí)法確定水穩(wěn)碎石基層的最佳含水量和最大干密度，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)原材料情況和強(qiáng)度要求確定最佳配合比。水泥劑量建議4%左右，一般不超過(guò)5%。

水泥劑量的控制主要在攪拌站和施工現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行EDTA滴定，并與設(shè)計(jì)曲線進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)室EDTA滴定試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)高于設(shè)計(jì)水泥劑量高0.5%，這主要是考慮在施工過(guò)程中的損失。對(duì)運(yùn)輸時(shí)間較長(zhǎng)的混合料，必須對(duì)水泥劑量進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)水泥劑量嚴(yán)重低于設(shè)計(jì)值，必須進(jìn)行廢棄。

3.2 嚴(yán)格控制細(xì)集料和粉料用量

配合比設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)集料篩分試驗(yàn)，對(duì)骨料級(jí)配進(jìn)行調(diào)整，并對(duì)拌和機(jī)供料比例進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)篩分試驗(yàn)，確定各料倉(cāng)集料的供料量。根據(jù)配合比設(shè)計(jì)中各組成材料的比例，嚴(yán)格控制細(xì)集料和粉料用量，保證配合比準(zhǔn)確。

3.3 嚴(yán)格控制含水率

水穩(wěn)碎石基層的含水率應(yīng)控制在最佳含水率附近，以保證獲得最大壓實(shí)度，保證基層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。含水率過(guò)高，水穩(wěn)碎石基層混合料施工中會(huì)出現(xiàn)彈簧、翻漿等現(xiàn)象，使基層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性受到影響。含水率過(guò)低，混合料碾壓后成型質(zhì)量差，強(qiáng)度增長(zhǎng)速度慢，基層養(yǎng)生后成型質(zhì)量差。總之，為了減少水穩(wěn)碎石基層表面干縮，保證基層強(qiáng)度和穩(wěn)定性，必須對(duì)其含水率進(jìn)行嚴(yán)格控制。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，我國(guó)公路主要采用半剛性基層，而水穩(wěn)碎石基層是最常用的基層結(jié)構(gòu)形式。水穩(wěn)碎石基層在施工過(guò)程中受到很多施工因素的影響，對(duì)其強(qiáng)度造成影響。制定科學(xué)合理的質(zhì)量控制措施，在基層施工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量控制，可有效減少基層病害，提高公路的使用性能，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有效保障。