水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)在高速公路建設(shè)中的應(yīng)用

杜龍海

（中交第三公路工程局有限公司第五工程分公司）

水泥穩(wěn)定碎石俗稱水穩(wěn)碎石，其骨料成分為級(jí)配碎石，骨料縫隙填充料為膠凝材料和灰漿，該材料是通過(guò)嵌擠原理進(jìn)行壓實(shí)的材料。水泥穩(wěn)定碎石技術(shù)使用范圍廣泛，成型后表面堅(jiān)實(shí)、強(qiáng)度較高，同時(shí)抗凍性能和抗?jié)B性能相對(duì)較好，雨天不會(huì)出現(xiàn)路面泥濘不堪的現(xiàn)象，就目前來(lái)說(shuō)，是高級(jí)公路基層施工中首選的理想基層施工材料。

1 工程概況

湖南某高速公路在建設(shè)施工中，基層采用了水泥穩(wěn)定碎石基層，該公路的路基平均寬度為25.2m，該公路路面結(jié)構(gòu)由上到下分別為：瀝青混凝土路面、下封層乳化瀝青稀漿、5%水泥穩(wěn)定碎石基層、4%水泥穩(wěn)定碎石底基層，厚度依次為17cm、0.6cm、34cm、20cm。其中，水泥穩(wěn)定碎石基層結(jié)構(gòu)施工需要應(yīng)用到的材料有水泥、碎石、水等，為了提高基層施工質(zhì)量，必須嚴(yán)格把控施工材料的質(zhì)量，同時(shí)確定科學(xué)的混合料配比，并按照施工計(jì)劃和流程進(jìn)行基層施工。

2 原材料

2.1 水泥

水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，水泥是主要的施工材料，國(guó)內(nèi)經(jīng)常應(yīng)用到的水泥主要有：火山硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥以及復(fù)合水泥四種，嚴(yán)格禁止應(yīng)用受外界影響過(guò)多的變質(zhì)水泥，在應(yīng)用水泥前需要檢查其外觀質(zhì)量，如果發(fā)現(xiàn)結(jié)硬塊的現(xiàn)象謹(jǐn)慎應(yīng)用。本項(xiàng)目應(yīng)用的水泥為35.2 級(jí)水泥，該水泥終凝時(shí)間超過(guò)6h，施工實(shí)踐證明，這類水泥具有良好的穩(wěn)定性和抗破壞能力，可以滿足項(xiàng)目施工要求。

水泥含量直接決定了水泥穩(wěn)定碎石基層的強(qiáng)度，為此，想要提高水泥穩(wěn)定碎石基層整體施工質(zhì)量，必須嚴(yán)格控制水泥含量。一般來(lái)說(shuō)，隨著水泥用量的增加，水泥穩(wěn)定碎石基層的物理力學(xué)性能也會(huì)得到改善，但是一旦水泥用量超過(guò)一定的范圍，雖然基層強(qiáng)度可以得到保證，但是基層容易產(chǎn)生收縮或者裂縫問(wèn)題，不利于基層施工質(zhì)量的保證[1]。因此，在計(jì)算水泥穩(wěn)定碎石基層材料的用量時(shí)，必須綜合考慮各種因素，結(jié)合試驗(yàn)確定水泥的最佳用量，從而提高水泥穩(wěn)定碎石基層整體質(zhì)量水平。

2.2 碎石

碎石最大粒徑不能超過(guò)31.5mm，在軋制碎石時(shí)注意按照碎石粒徑不同分堆存放，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇套篩。水泥穩(wěn)定碎石基層施工對(duì)于石料的應(yīng)用有較為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，比如混合料中軟石含量不能超過(guò)5%，針片狀碎石的含量不能超過(guò)22%，粉塵含量不能超過(guò)2%等，本項(xiàng)目還要求混合料的CBR 值必須超過(guò)80%。

2.3 水

為了保證施工質(zhì)量，施工中一般應(yīng)用飲用水級(jí)別的水，如果應(yīng)用其他不明水源，需要施工方將其送到相關(guān)部門進(jìn)行檢測(cè)，合格后方可投入使用。

3 混合料配合比設(shè)計(jì)

綜合考慮項(xiàng)目施工要求、施工原材料的質(zhì)量和來(lái)源來(lái)設(shè)計(jì)混合料的配合比，并且根據(jù)基層壓實(shí)試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，保證配合比符合施工要求。本項(xiàng)目集料級(jí)配范圍如表1 所示。

表1 水泥穩(wěn)定碎石混合集料的級(jí)配范圍

4 水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)

4.1 試驗(yàn)段鋪筑

在正式施工前的半個(gè)月左右全面勘查施工路段，對(duì)于不合格路段及時(shí)進(jìn)行整修，確保其可以達(dá)到水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。底基層表面必須足夠堅(jiān)實(shí)和平整，不存在任何軟弱或者松散的部位。選擇200～300m 長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)路段，用以確定最佳的機(jī)械組合形式、壓實(shí)厚度、最佳含水量、壓實(shí)順序、遍數(shù)、速度等參數(shù)，并做好詳細(xì)的記錄，為后續(xù)正式施工提供指導(dǎo)。施工團(tuán)隊(duì)也可以根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果修訂施工組織計(jì)劃。施工技術(shù)流程圖如圖1 所示。

圖1 水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)流程圖

4.2 施工放樣

施工中首先進(jìn)行放樣，對(duì)于直線段，沿著路線每間隔15～20m 設(shè)一樁；對(duì)于曲線段，沿著線路每間隔10～15m 設(shè)一樁。在所有樁上標(biāo)記鋪砌高度，同時(shí)掛好標(biāo)線。公路路槽兩邊需要補(bǔ)釘邊樁，準(zhǔn)確測(cè)量出中樁的位置，然后補(bǔ)釘中樁，如果后續(xù)施工需要可以在中樁與邊樁之間設(shè)置平樁。

4.3 水穩(wěn)碎石的運(yùn)輸

⑴裝料：裝料一般分前中后三個(gè)位置進(jìn)行，裝料過(guò)程必須配置專業(yè)的人員指揮和提示，為了保證運(yùn)輸效率，裝料時(shí)物料不能裝得過(guò)少，為了避免運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)灑溢現(xiàn)象，裝料時(shí)物料也不能裝得過(guò)多。運(yùn)輸車輛必須在物料初凝時(shí)間范圍內(nèi)，將物料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。

⑵覆蓋：為了降低外界因素給物料質(zhì)量帶來(lái)的影響，在運(yùn)輸過(guò)程中需要用油布適當(dāng)遮蓋。

⑶運(yùn)輸車輛進(jìn)入到施工現(xiàn)場(chǎng)后謹(jǐn)慎慢行，停車位置在攤鋪機(jī)前30cm 處，注意不能撞擊攤鋪機(jī)和將物料撒到外面，同時(shí)運(yùn)輸司機(jī)還要注意卸料時(shí)運(yùn)輸車輛掛空擋。

4.4 混合料拌和

混合料的拌和統(tǒng)一在拌和場(chǎng)進(jìn)行，應(yīng)用到的拌和機(jī)器大多為間歇式拌和設(shè)備。為了提高拌和設(shè)備運(yùn)行中的穩(wěn)定性，拌和場(chǎng)的場(chǎng)地必須做硬化處理，集料在拌和場(chǎng)中也應(yīng)分類存放，相鄰物料堆之間間隔不能過(guò)近或過(guò)遠(yuǎn)。均勻拌和，因?yàn)榛旌狭线\(yùn)輸中往往會(huì)流失少量水分，所以控制拌和完成的混合料的含水量應(yīng)略大于最佳值，這樣運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行攤鋪碾壓的混合料的含水量才不會(huì)小于最佳含水量[2]。如果運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)或者運(yùn)輸天氣較炎熱，為了防止損失過(guò)多水分，需要對(duì)混合料運(yùn)輸車輛進(jìn)行適當(dāng)?shù)母采w。

4.5 混合料攤鋪

⑴攤鋪?zhàn)鳂I(yè)前徹底清理下承層，并根據(jù)鋪裝層厚度計(jì)算每車混合料可以完成的攤鋪面積，混合料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)妥善卸到路幅中央，如果路幅寬度較大，可以將混合料分兩行卸料。應(yīng)用攤鋪機(jī)連續(xù)、均勻地?cái)備仯瑪備佭^(guò)程不得間斷。

⑵攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中，為了有效消除粗細(xì)集料離析現(xiàn)象，應(yīng)配置裝有新拌混合料的小車跟在攤鋪機(jī)后面，及時(shí)清除粗料并補(bǔ)以新料。

4.6 碾壓

⑴完成攤鋪，適當(dāng)整型，檢測(cè)混合料的含水量，當(dāng)混合料含水量等于或超過(guò)最佳含水量應(yīng)用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，壓路機(jī)后輪壓完整幅路面為1 遍，碾壓時(shí)注意控制壓路機(jī)輪跡重疊必須超過(guò)1/2。盡量在最短的時(shí)間內(nèi)使路面密實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求范圍[3]。本項(xiàng)目中，壓力機(jī)的前兩遍碾壓速度為1.5km/h，后面碾壓速度為2.0km/h。

⑵碾壓中，首先應(yīng)用停振的振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行1～2遍的靜壓，然后打開(kāi)振動(dòng)式壓路機(jī)的振動(dòng)器，再對(duì)路面壓實(shí)2～3 遍，路面兩側(cè)根據(jù)實(shí)際情況多碾壓1～2 遍。

⑶壓力機(jī)碾壓施工中嚴(yán)格禁止掉頭或者急剎車，避免對(duì)成型的路面效果帶來(lái)影響。

⑷碾壓過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)起皮現(xiàn)象及時(shí)處理，常用的處理措施是翻開(kāi)問(wèn)題部位，加入少量水泥或者水進(jìn)行重新拌和處理，促使這部分路基質(zhì)量達(dá)到相應(yīng)的質(zhì)量要求。

⑸整個(gè)碾壓過(guò)程中，水泥穩(wěn)定碎石表面必須保持濕潤(rùn)狀態(tài)，如果因?yàn)榄h(huán)境因素水分蒸發(fā)速度過(guò)快，應(yīng)及時(shí)噴灑少量的水。

4.7 接縫處理

⑴橫縫的處理：做好工作段銜接位置的處理，前一天施工應(yīng)預(yù)留出5～8m 不碾壓，第二天繼續(xù)施工時(shí)，對(duì)未碾壓的部分重新加水進(jìn)行拌和，和即將施工的路段一起進(jìn)行碾壓。處理工作縫的時(shí)候應(yīng)該注意工作縫應(yīng)呈直線，上下垂直，將兩根方木靠緊已經(jīng)完成碾壓的路段，保護(hù)邊緣位置不被破壞。

⑵縱縫的處理：在對(duì)路面進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)用厚度等于穩(wěn)定土層壓實(shí)厚度的鋼模板靠緊進(jìn)行支撐，鋪筑另一幅路面時(shí)或者養(yǎng)生結(jié)束后拆除支撐，然后進(jìn)行整型碾壓。

4.8 養(yǎng)生

碾壓工作完成后及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間必須超過(guò)7 天，養(yǎng)護(hù)方法一般應(yīng)用潤(rùn)水的草簾或者粗麻布覆蓋。

5 結(jié)束語(yǔ)

高速公路工程中，水泥穩(wěn)定碎石基層的應(yīng)用較為廣泛。結(jié)合多年施工經(jīng)驗(yàn)，改善了以往施工中原材料配比不合理、施工過(guò)程不規(guī)范的問(wèn)題，提出了目前相對(duì)成熟的一套施工方法，為日后相似工程的施工提供借鑒和參考。