路面水泥穩(wěn)定碎石施工質(zhì)量均勻性的保證措施

范海媛

(山西省交通建設(shè)工程監(jiān)理有限責(zé)任公司，山西太原 030012)

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

青海省某高速公路，是該省路網(wǎng)規(guī)劃(2009年—2030年)“三縱、四橫、十聯(lián)線”中第三橫的其中一段，全線按雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)車速80 km/h，對(duì)沿黃經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展和建設(shè)新絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶，具有十分重要的意義。

本項(xiàng)目道路全長(zhǎng)57.273 km。路面設(shè)計(jì)采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論，以設(shè)計(jì)彎沉值、瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層層底拉應(yīng)力作為路面整體剛度的設(shè)計(jì)指標(biāo)。路面結(jié)構(gòu)層總厚度為68 cm，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用16 cm級(jí)配碎石墊層、16 cm水泥穩(wěn)定碎石底基層、20 cm水泥穩(wěn)定碎石基層、1 cm預(yù)拌瀝青碎石封層、6 cm中粒式瀝青混凝土(AC-20)下面層、5 cm中粒式瀝青混凝土(AC-16)中面層、4 cm細(xì)粒式SBS改性瀝青混凝土(AC-13)上面層。

2 保證路面水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量均勻性的意義

水泥穩(wěn)定碎石底基層、基層是高速公路路面結(jié)構(gòu)的主要承重層，加強(qiáng)底基層、基層施工質(zhì)量控制，建設(shè)質(zhì)量?jī)?yōu)良的底基層、基層，對(duì)公路工程的壽命周期起著決定性作用，尤其在高海拔、高嚴(yán)寒、晝夜溫差大及日照時(shí)間長(zhǎng)等特殊地理氣候特點(diǎn)的青藏高原地區(qū)，其施工質(zhì)量的好壞將直接影響底基層、基層施工進(jìn)度和質(zhì)量，乃至路面的使用壽命和行車安全。水泥穩(wěn)定碎石底基層、基層質(zhì)量的好壞主要取決于其施工質(zhì)量的均勻性，而施工質(zhì)量的均勻性必須從原材料粒徑及混合料級(jí)配、拌合均勻性、攤鋪過(guò)程中離析控制、碾壓的均勻性等方面進(jìn)行控制。

3 路面水泥穩(wěn)定基層質(zhì)量狀況

在該高速公路項(xiàng)目鋪筑的路面基層試驗(yàn)段(K45+180～K45+620共440 m)質(zhì)量檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量較差，經(jīng)與業(yè)主、施工單位多方討論決定現(xiàn)場(chǎng)鉆取芯樣進(jìn)行檢查，以分析問(wèn)題原因。檢查數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

從表1中發(fā)現(xiàn)芯樣質(zhì)量合格率較低，僅達(dá)到80%，在對(duì)不合格芯樣及該路段基層施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)研究總結(jié)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)造成問(wèn)題的主要原因?yàn)樾緲泳鶆蛐圆睢⒑穸炔蛔恪⒒鶎悠秸炔睢⒒鶎舆吘壋尚筒睢⒈砻骐x析多，具體占比見(jiàn)表2。

表1 路面試驗(yàn)段水泥穩(wěn)定基層鉆芯取樣情況統(tǒng)計(jì)表

表2 路面水泥穩(wěn)定基層施工質(zhì)量檢測(cè)不合格項(xiàng)目調(diào)查表

從表2中發(fā)現(xiàn)芯樣均勻性差占到了70%以上，嚴(yán)重影響整體路面工程施工進(jìn)度和質(zhì)量。

4 路面水泥穩(wěn)定碎石基層施工均勻性差的主要原因

1)在施工過(guò)程中對(duì)進(jìn)場(chǎng)的原材料把關(guān)不嚴(yán)，原材不穩(wěn)定，堆放不符合要求。2)水泥劑量的選取、粗細(xì)集料的摻配比例不當(dāng)，造成了混合料均勻性差。3)拌合設(shè)備計(jì)量不準(zhǔn)確，攪拌時(shí)間較短造成混合料攪拌不勻。4)混合料的含水量控制不好。5)不同規(guī)格料倉(cāng)的料隔擋不嚴(yán)造成竄倉(cāng)。6)混合料裝料中長(zhǎng)時(shí)間在同一位置裝料造成料車邊部粗料較多，中間細(xì)料較多。7)攤鋪過(guò)程中造成的離析。

5 路面水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量均勻性的保證措施

1)對(duì)計(jì)劃進(jìn)場(chǎng)的原材料從料源開(kāi)始嚴(yán)格把關(guān)，確保各檔材料級(jí)配穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，現(xiàn)場(chǎng)集料堆放不宜過(guò)高，以免造成粗細(xì)料離析。

2)按照J(rèn)TG/T F20—2015公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則要求，進(jìn)行集料的篩分、級(jí)配合成，確定各檔集料的摻配比例及合成級(jí)配的波動(dòng)范圍以及水泥的用量，在粗、細(xì)集料、水泥試驗(yàn)合格的情況下，采用 G2∶G8∶G11∶XG3=20∶32∶30∶18(水泥劑量為 4.5%)(已批復(fù)標(biāo)準(zhǔn)配合比)的摻配比例進(jìn)行水穩(wěn)碎石基層的級(jí)配確定，其篩分合成級(jí)配檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 實(shí)施后現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際篩分合成級(jí)配范圍結(jié)果統(tǒng)計(jì)

從表3可以看出，在粗集料、細(xì)集料、水泥檢驗(yàn)合格的情況下，按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)比例摻配后進(jìn)行了級(jí)配的細(xì)化和調(diào)整，調(diào)整后各篩孔通過(guò)率均滿足《骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石(砂礫)路面穩(wěn)定基層施工方法》規(guī)定級(jí)配的要求。因此，強(qiáng)化集料級(jí)配控制，提高集料級(jí)配的均勻性和穩(wěn)定性，是提高水泥穩(wěn)定碎石混合料均勻性、減少施工質(zhì)量的變異性、提高底基層、基層施工質(zhì)量均勻性的重要手段。

3)在拌合前對(duì)計(jì)量設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，切實(shí)做好靜、動(dòng)態(tài)標(biāo)定和復(fù)核工作，確保稱量準(zhǔn)確;拌合過(guò)程不能出現(xiàn)間斷，同時(shí)要控制好拌合時(shí)間及混合料的含水量，如發(fā)現(xiàn)有花白料，粗細(xì)料離析等現(xiàn)象時(shí)應(yīng)重新拌合直至達(dá)到要求并積極推廣兩次拌合的生產(chǎn)工藝;拌和時(shí)應(yīng)按規(guī)定頻率抽檢試驗(yàn)，及時(shí)檢測(cè)含水量，級(jí)配等進(jìn)行試驗(yàn)，使之達(dá)到規(guī)定要求。

4)在各料倉(cāng)中間加高隔板，以免不同規(guī)格的料竄倉(cāng)。混合料在裝料過(guò)程中料車應(yīng)及時(shí)前后移動(dòng)，分別在車輛的前中后三個(gè)部位裝料，減少裝料造成混合料離析。

5)加強(qiáng)攤鋪過(guò)程中的材料均勻性控制。a.嚴(yán)格控制攤鋪機(jī)行走速度，按照施工組織設(shè)計(jì)中攤鋪機(jī)正常速度2 m/min～3 m/min標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行，能夠一定程度保證攤鋪的均勻性。b.嚴(yán)格控制攤鋪機(jī)收斗率，按照施工組織設(shè)計(jì)中要求的收斗率不小于90%的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行控制，盡量避免操作時(shí)未按操作規(guī)程操作要求進(jìn)行收斗、攤鋪過(guò)程中收料斗中集料集中，未及時(shí)收斗等現(xiàn)象發(fā)生。c.攤鋪機(jī)料倉(cāng)出料均勻性控制。攤鋪機(jī)在攤鋪過(guò)程中，分料器向兩側(cè)易出現(xiàn)混合料堆積現(xiàn)象，同時(shí)攤鋪收料斗前易出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，嚴(yán)重導(dǎo)致了攤鋪機(jī)料倉(cāng)出料不均勻，通過(guò)對(duì)水泥穩(wěn)定基層混合料篩分發(fā)現(xiàn)，攤鋪機(jī)料倉(cāng)出料不均勻?qū)е潞Y孔31.5 mm級(jí)配范圍平均通過(guò)率不足95%，造成路面水穩(wěn)基層鉆芯芯樣均勻性差。為了解決這一問(wèn)題，在路面水穩(wěn)基層攤鋪施工過(guò)程中，采取在攤鋪機(jī)上加設(shè)橫向橡膠擋板來(lái)控制攤鋪機(jī)料倉(cāng)出料均勻程度，在攤鋪機(jī)收料斗前及分料器兩側(cè)邊部，通過(guò)焊接固定裝置，加設(shè)橫向橡膠擋板(見(jiàn)圖1)，能有效的解決攤鋪機(jī)攤鋪的水穩(wěn)混合料中產(chǎn)生離析和兩側(cè)粗集料滾落集中形成的料窩，使水穩(wěn)基層混合料整體均勻性有所提高。在對(duì)孔徑31.5 mm篩分通過(guò)率情況進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證(共4次)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

圖1 攤鋪機(jī)上加設(shè)橫向橡膠擋板

表4 水泥穩(wěn)定基層級(jí)配范圍結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

通過(guò)表4發(fā)現(xiàn)水泥穩(wěn)定基層混合料篩分31.5 mm通過(guò)率可以達(dá)到《路面施工組織計(jì)劃》中95% ～100%標(biāo)準(zhǔn)要求。

6)壓實(shí)質(zhì)量控制。壓路機(jī)的振動(dòng)頻率樣按照40 Hz～50 Hz進(jìn)行控制，碾壓次數(shù)按照施工組織設(shè)計(jì)中的每一工作面碾壓不小于6次的標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行，并設(shè)專人記錄次數(shù)，以達(dá)到規(guī)定壓實(shí)度要求。碾壓時(shí)留成錯(cuò)臺(tái)式，在下段碾壓時(shí)先斜向碾壓錯(cuò)臺(tái)，再縱向碾壓，以保證接頭的平順。水泥穩(wěn)定材料宜在容許延遲時(shí)間內(nèi)完成拌合至碾壓的全部作業(yè)，保證基層板結(jié)成型，芯樣不松散，壓實(shí)質(zhì)量良好。

7)加強(qiáng)其他各方面因素控制。水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，加強(qiáng)試驗(yàn)人員的質(zhì)量意識(shí)，加大獎(jiǎng)懲力度，規(guī)范施工工藝，加強(qiáng)養(yǎng)生工序，才能持續(xù)提高水泥穩(wěn)定碎石底基層和基層的均勻性，確保水泥穩(wěn)定碎石底基層和基層的施工質(zhì)量。

6 結(jié)語(yǔ)

路面水穩(wěn)碎石施工過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制進(jìn)場(chǎng)集料的級(jí)配、加大集料合成級(jí)配的檢查、及時(shí)調(diào)整集料的摻配比例及施工配合比、加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)水泥穩(wěn)定碎石混合料的攤鋪、碾壓及養(yǎng)護(hù)等方面質(zhì)量控制，才能切實(shí)減少水泥穩(wěn)定碎石底基層、基層施工質(zhì)量的變異性，均勻、穩(wěn)步提升水泥穩(wěn)定碎石底基層、基層的施工質(zhì)量，確保路面水泥穩(wěn)定碎石施工質(zhì)量的均勻性。