水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)探討

馬陽(yáng) 魏臣忠

摘 要： 作為我國(guó)高等級(jí)常見(jiàn)的路面結(jié)構(gòu)類型，半剛性基層施工質(zhì)量的優(yōu)劣極為關(guān)鍵。水泥穩(wěn)定碎石材料是半剛性基層的主要材料形式，如設(shè)計(jì)不合理或施工不規(guī)范等，都會(huì)影響基層的耐久性，極易出現(xiàn)路面開裂等病害。為此，必須在充分了解水泥穩(wěn)定碎石作用原理的基礎(chǔ)上，規(guī)范施工工藝，采取科學(xué)有效的質(zhì)量控制措施，進(jìn)一步提高工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞： 水泥穩(wěn)定碎石；作用機(jī)理；質(zhì)量控制

一、水泥穩(wěn)定碎石作用原理

水泥穩(wěn)定碎石的骨料主要為級(jí)配碎石，其作用原理為骨料空隙可選取充足的膠凝材料、灰漿體積進(jìn)行填充，根據(jù)嵌擠理論進(jìn)行有效攤鋪、壓實(shí)，要求合理控制其壓實(shí)度。水泥穩(wěn)定碎石前期具有較高強(qiáng)度，在齡期不斷增長(zhǎng)的過(guò)程中，其強(qiáng)度將快速構(gòu)成板體，增強(qiáng)強(qiáng)度，且具備良好的抗?jié)B性能及抗凍能力。相比混合料，水泥穩(wěn)定碎石內(nèi)的水泥含量應(yīng)控制在其3%到6%之間，且可在5mpa左右控制7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，相比其他路基，其所用材料較高。

根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，選取中粒土用于水泥穩(wěn)定碎石，因膠凝材料如水泥等存于水穩(wěn)碎石混合料內(nèi)，規(guī)定必須在水泥終凝前結(jié)束整個(gè)施工環(huán)節(jié)，且一次滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以此易于整修。

二、水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝

某公路工程總長(zhǎng)度為96km，為增強(qiáng)基層整體強(qiáng)度、密實(shí)度及抗水能力，可選用抗裂型水泥穩(wěn)定碎石作為基層材料。抗裂型水穩(wěn)碎石基層試驗(yàn)段起止樁號(hào)為K6+300～K6+900， 選取該試驗(yàn)段其中2段進(jìn)行分析，其中，振動(dòng)成型法用于K6+600～K6+900段，傳統(tǒng)重型擊實(shí)法用于K6+300～K6+600段，具體施工工藝如下：

1、施工放樣

以10m一個(gè)斷面在施工前測(cè)量路線標(biāo)高、中邊樁。選取懸掛鋼絲基線進(jìn)行所有結(jié)構(gòu)層縱斷面高程控制。同時(shí)，基準(zhǔn)線立柱需間隔10m設(shè)置，且根據(jù)高程要求掛鋼絲。為拉緊鋼絲，可姜測(cè)力器安設(shè)到兩端緊線器兩端，且在800N以上控制鋼絲拉力。完成懸掛鋼絲基準(zhǔn)線后，需及時(shí)復(fù)測(cè)基準(zhǔn)線。攤鋪過(guò)程中，必須實(shí)時(shí)檢測(cè)基準(zhǔn)線的實(shí)際情況。

2、拌和及運(yùn)輸

根據(jù)試驗(yàn)路確定的生產(chǎn)配合比進(jìn)行碎石用量的確定，要求在5%以內(nèi)控制水泥劑量，并保證拌和施工時(shí)，含水量在最佳含水率允許范圍內(nèi)。按照室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)顯示，2.452g/cm3為振動(dòng)成型法施工段最大干密度，4.5%為其最佳含水量。而2.387 g/cm3為傳統(tǒng)重型擊實(shí)法施工段最大干密度，5.3%為其最佳含水量。選取20t自卸汽車運(yùn)送施工材料，按照計(jì)算量向指定地點(diǎn)倒料。

3、攤鋪及碾壓

向施工作業(yè)面運(yùn)送水泥穩(wěn)定粒料之后，即可進(jìn)行攤鋪施工。施工過(guò)程中，應(yīng)重視平、縱坡比，且根據(jù)松鋪系數(shù)等進(jìn)行嚴(yán)格施工，嚴(yán)禁混合料離析問(wèn)題出現(xiàn)。如部分路段存在凹陷，需采取人工+機(jī)械的方式進(jìn)行找平，同時(shí)選用人工方式進(jìn)行邊沿整形。

完成上述施工作業(yè)后，即可進(jìn)行碾壓施工。當(dāng)混合料含水量在最佳含水量以上的情況下，需及時(shí)選取振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行施工。碾壓時(shí)，先進(jìn)行2遍靜壓，隨后進(jìn)行4遍振壓，碾壓過(guò)程中后輪重疊輪寬為1/2左右，且必須大于相鄰兩段接縫位置。碾壓至壓實(shí)度要求后，可再次進(jìn)行1遍靜壓，保證輪跡基本消除后，即可停止碾壓施工。通過(guò)鉆孔取芯分析可見(jiàn)，兩種施工方法完整芯樣取出時(shí)間有所不同，且表面結(jié)構(gòu)等也存在差異。具體為振動(dòng)壓實(shí)法路段完整芯樣取出時(shí)間為4天，此時(shí)該路段具有密實(shí)度良好的表面，且粗集料可構(gòu)成嵌擠結(jié)構(gòu)；重型擊實(shí)法路段完整芯樣取出時(shí)間較晚，為7天，此時(shí)該路段基本具備密實(shí)的表面，但有一定孔隙產(chǎn)生。

4、接縫處理

（1）橫縫處理。前后兩段連接位置需搭接拌和，拌和第一段以后，可留置一定距離無(wú)需碾壓。在施工下一段時(shí)，可同時(shí)拌和、整平及碾壓留置段和該路段。

（2）縱縫處理。施工過(guò)程中，盡可能不設(shè)置縱縫。如需分兩幅鋪筑施工，則需搭接拌和縱向接縫。以全寬方式碾壓前一幅，確保其密實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求后，再拌和下一幅，需搭接拌和相鄰前幅邊部30cm左右，隨后進(jìn)行整平、碾壓施工。

5、養(yǎng)生

完成上述施工后，即可進(jìn)行噴霧灑水養(yǎng)生。此時(shí)必須對(duì)噴霧灑水量加以嚴(yán)控，如灑水量過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致細(xì)微料大量流失，粗顆粒露出，為此，必須合理控制灑水量。灑水施工后，需及時(shí)進(jìn)行塑料薄膜覆蓋，該施工階段，必須進(jìn)行做好交通管制工作，避免出現(xiàn)施工安全隱患，一般以7d作為養(yǎng)生時(shí)間。

三、水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制

施工后，連續(xù)對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層進(jìn)行檢測(cè)，可得出該路段基層橫向裂縫產(chǎn)生數(shù)目不多，大部分路段并沒(méi)有產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象，裂縫產(chǎn)生路段中200～300m為裂縫間距范圍。由此可見(jiàn)，抗裂型水泥穩(wěn)定碎石材料的應(yīng)用，具有良好的施工應(yīng)用效果。通過(guò)觀測(cè)基層裂縫分布、間距等情況，可得出兩種施工方法可有效提升基層抗裂性能，對(duì)防治路面早期裂縫問(wèn)題意義重大。據(jù)大量實(shí)踐顯示，水泥穩(wěn)定碎石材料的組成結(jié)構(gòu)對(duì)其性能起決定左右，而礦質(zhì)顆粒的結(jié)構(gòu)特性又直接影響著混合料的結(jié)構(gòu)特性。在混合料結(jié)構(gòu)組成中，如其組分產(chǎn)生改變，則會(huì)嚴(yán)重影響混合料的整體性能，反映出的路面性能也有所不同。為此，可通過(guò)以下幾點(diǎn)控制其質(zhì)量。

1、關(guān)鍵篩孔控制。主、次骨架的形成與集料粒徑大小密切相關(guān)，主骨架所需集料的粒徑在19mm以上，次骨架所需集料的粒徑在9.5mm以上，因此應(yīng)對(duì)級(jí)配上限加以嚴(yán)控，以此構(gòu)成良好骨架。

在水泥穩(wěn)定碎石基層內(nèi)，顆粒粒徑小于4.75mm時(shí)，可起到填充作用，如此類顆粒量較大，則會(huì)將骨架撐開，如用量過(guò)小，則密實(shí)度不足。經(jīng)試驗(yàn)可見(jiàn)，水泥穩(wěn)定碎石基層中可在30%～35%之間控制4.75mm通過(guò)率，此時(shí)其具有最佳路用性能。粉料（0.075mm以下）結(jié)合水泥同時(shí)應(yīng)用，可達(dá)到良好粘結(jié)作用，此時(shí)，必須合理控制粉料用量，保證形成密實(shí)結(jié)構(gòu)。通常可在3%以內(nèi)控制0.075mm以下顆粒用量。

2、最佳含水量控制。擊實(shí)試驗(yàn)顯示，相同混合料在含水量不同的情況下，即便壓實(shí)功相同，所形成的壓實(shí)度也存在差異。當(dāng)具有較大含水量時(shí)，根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)最大壓實(shí)度的目標(biāo)，同時(shí)，提漿作用也會(huì)對(duì)層間結(jié)合造成嚴(yán)重影響，且出現(xiàn)干縮裂縫增加的現(xiàn)象。如具有較小含水量，則無(wú)法有效壓實(shí)混合料，導(dǎo)致水泥各項(xiàng)性能不能充分發(fā)揮，進(jìn)而難以提高結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度，致使板體不密實(shí)。根據(jù)本工程施工可見(jiàn)，當(dāng)碾壓含水量與振動(dòng)法所確定的最佳含水量相近時(shí)，則其壓實(shí)度良好。

3、壓實(shí)度控制。據(jù)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果顯示，每提高1%壓實(shí)度，則強(qiáng)度會(huì)增加10%左右，由此可見(jiàn)，必須合理控制壓實(shí)度，保證壓實(shí)度與施工要求相符，才能提高工程質(zhì)量。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，作為我國(guó)最常見(jiàn)的公路路面基層形式，水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)工程建設(shè)整體質(zhì)量影響較大。因此在水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，應(yīng)保證各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足施工要求，以此有效提升工程施工質(zhì)量，推動(dòng)公路行業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展。■

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