磷石膏水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)及其應(yīng)用

馬超

（中國(guó)葛洲壩集團(tuán)三峽建設(shè)工程有限公司，湖北宜昌443000）

1 工程概況

龍泉鎮(zhèn)柏臨河大道二期工程，道路全長(zhǎng)3.2km，按照雙向4 車(chē)道進(jìn)行設(shè)計(jì)，路面基層設(shè)計(jì)為磷石膏水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石。

2 原材料的要求

第一，磷石膏。磷石膏的質(zhì)量應(yīng)符合《磷石膏》（GB/T 23456—2018）規(guī)定，磷石膏在使用前應(yīng)經(jīng)過(guò)改性處理。第二，水泥。該工程所采用的水泥為普通硅酸鹽水泥，水泥強(qiáng)度等級(jí)為42.5。第三，水。水采用普通飲用水即可。水中雜質(zhì)過(guò)多，會(huì)對(duì)拌和物產(chǎn)生不利影響，因此需要事先對(duì)水質(zhì)進(jìn)行鑒定，合格后方可使用。第四，礦渣粉。采用S95 級(jí)礦渣粉。第五，細(xì)集料。細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化和雜質(zhì)，且顆粒級(jí)配合理。第六，粗集料。采用質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久、潔凈的碎石，不應(yīng)含有黏土塊、有機(jī)物等。

3 混合料的配合比設(shè)計(jì)

對(duì)磷石膏、礦渣粉、水泥進(jìn)行混合配比試驗(yàn)，制出基膠凝材料。另外，磷石膏占比≥40%、普通硅酸鹽水泥占比≤6.5%。在試驗(yàn)室內(nèi)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選取不同水泥劑量的磷石膏水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層，對(duì)其進(jìn)行7 天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，并綜合考慮抗沖刷和抗裂性能以及經(jīng)濟(jì)性等方面的要求，最終確定上基層、下基層、底基層水泥劑量分別為5%、4%、3%，最佳含水量控制在7%。

4 混合料的攤鋪與壓實(shí)

4.1 測(cè)量放樣

開(kāi)工前按圖紙及有關(guān)規(guī)定，復(fù)測(cè)線路及高程，核對(duì)及增設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)量與繪制路線橫斷面。測(cè)量結(jié)果應(yīng)記錄并成形資料報(bào)監(jiān)理工程師審查簽字。在墊層中樁每10m 打樁掛鋼線作為攤鋪導(dǎo)向線，其中底基層攤鋪導(dǎo)向點(diǎn)距中樁8.68m，中基層導(dǎo)向點(diǎn)距中樁8.38m，上基層導(dǎo)向點(diǎn)距中樁8.08m。沿導(dǎo)向線定好邊樁，每隔10m 測(cè)定一點(diǎn)，控制高程和橫坡度，根據(jù)松鋪系數(shù)計(jì)算出松鋪厚度，決定導(dǎo)向控制線的高度，掛好導(dǎo)向控制線，控制線的鋼絲繩拉應(yīng)力不小于800N。經(jīng)計(jì)算，松鋪系數(shù)為1.45，底基層攤鋪厚度為26.1cm、中基層為29cm、上基層為29cm。

4.2 拌和與運(yùn)輸

采用集中廠拌和攤鋪機(jī)攤鋪工藝。在正式拌制混合料之前，應(yīng)先調(diào)試所用設(shè)備，使混合料的級(jí)配組成和含水率都達(dá)到配合比設(shè)計(jì)要求。生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)按配合比設(shè)計(jì)確定的材料規(guī)格及數(shù)量進(jìn)行拌和。

天氣炎熱或運(yùn)距較遠(yuǎn)時(shí)，拌和磷石膏穩(wěn)定層混合料時(shí)可適當(dāng)增加含水率。根據(jù)工程量和運(yùn)距，配備20輛混合料運(yùn)輸車(chē)。混合料運(yùn)輸車(chē)裝料前，清除車(chē)廂內(nèi)雜物，將車(chē)廂清理干凈；混合料運(yùn)輸車(chē)裝好料后，用篷布將廂體覆蓋嚴(yán)密，到攤鋪機(jī)前準(zhǔn)備卸料時(shí)才可打開(kāi)。

4.3 攤鋪

用自卸汽車(chē)將拌和料運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。攤鋪前應(yīng)對(duì)下承層灑水，使其表面濕潤(rùn)。兩側(cè)均設(shè)基準(zhǔn)線，控制高程。采用2 臺(tái)攤鋪機(jī)梯隊(duì)攤鋪的形式，攤鋪機(jī)行進(jìn)速度要均勻，中途不得變速，其速度要與拌和機(jī)拌和能力相適應(yīng)，最大限度地保持勻速前進(jìn)、攤鋪不停頓、不間斷。根據(jù)拌和產(chǎn)量及運(yùn)輸情況，確定攤鋪速度為1m/min，夯錘和振動(dòng)振級(jí)設(shè)定為5 級(jí)[1]。

攤鋪時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：一是攤鋪前，將每層表面清掃干凈并灑水濕潤(rùn)；二是檢查攤鋪機(jī)各部分運(yùn)轉(zhuǎn)情況是否正常；三是攤鋪機(jī)連續(xù)攤鋪，攤鋪速度控制在1m／min，攤鋪機(jī)的螺旋器有三分之二埋入混合料中。

施工時(shí)設(shè)專門(mén)的人工小組跟在攤鋪機(jī)后面，在現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢人員的指導(dǎo)下，對(duì)攤鋪帶邊緣局部缺料、表面明顯不平整、局部混合料明顯離析、攤鋪機(jī)后有明顯拖痕等情況及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。缺陷較嚴(yán)重時(shí)予以鏟除，并調(diào)整攤鋪機(jī)或改進(jìn)攤鋪工藝重新攤鋪。

4.4 碾壓

碾壓方案：采用靜二振四碾壓方案（見(jiàn)表1）。

表1 磷石膏水泥穩(wěn)定碎石碾壓方案

在碾壓過(guò)程中，要嚴(yán)格注意以下幾點(diǎn)：

第一，在攤鋪、整平后，混合料施工中要嚴(yán)格控制含水率，不低于最佳含水率，也不宜高于最佳含水率1%。立即用壓路機(jī)在全寬范圍內(nèi)進(jìn)行碾壓，碾壓的方向與路中心平行。碾壓時(shí)由低處往高處，依次連續(xù)均勻碾壓，避免急轉(zhuǎn)彎，碾壓段落層次分明，一次碾壓長(zhǎng)度為70～80m。

第二，碾壓時(shí)相鄰碾壓帶宜重疊后輪的1/2 寬度。

第三，在第一遍初步穩(wěn)壓時(shí)，倒車(chē)后應(yīng)原路返回，換擋位置應(yīng)在已壓好的路段上，換擋時(shí)要輕、平穩(wěn)，壓路機(jī)要先啟動(dòng)再開(kāi)振動(dòng)，先停止振動(dòng)再停止行駛。

4.5 接縫處理

磷石膏水泥穩(wěn)定碎石基層攤鋪盡量不留縱縫，采用2 臺(tái)攤鋪機(jī)梯隊(duì)作業(yè)時(shí)，對(duì)于出現(xiàn)的縱縫應(yīng)及時(shí)進(jìn)行人工處理，再進(jìn)行一次碾壓密實(shí)；若因其他原因不能對(duì)縱縫及時(shí)處理、碾壓，應(yīng)在先鋪段預(yù)留一個(gè)輪寬的寬度，暫不碾壓，在后續(xù)攤鋪施工過(guò)程中跨縫壓實(shí)[2]。

攤鋪機(jī)攤鋪混合料時(shí)，不宜中斷。如因故中斷時(shí)間超過(guò)2h，應(yīng)設(shè)置橫向接縫。

設(shè)置橫向接縫時(shí)，攤鋪機(jī)應(yīng)駛離混合料末端。人工將末端含水量、高程、厚度、平整度合適的混合料修整整齊，緊靠混合料放兩根方木，方木的高度應(yīng)與混合料的壓實(shí)厚度相同。方木的另一側(cè)用砂礫或碎石回填約3m 長(zhǎng)，其高度應(yīng)稍高出方木高度，將混合料碾壓密實(shí)。在重新開(kāi)始攤鋪混合料之前，將砂礫或碎石和方木除去，并將下承層頂面清掃干凈。攤鋪機(jī)返回到已壓實(shí)層的末端，重新開(kāi)始攤鋪混合料。

如攤鋪中斷后未按上述方法處理橫向接縫，且中斷時(shí)間已超過(guò)合理時(shí)間范圍，應(yīng)將攤鋪機(jī)附近及攤鋪機(jī)下面未經(jīng)壓實(shí)的混合料鏟除，并將已碾壓密實(shí)且高程和平整度符合要求的末端挖成與路中心線垂直并垂直向下的斷面，然后再攤鋪新的混合料[3]。

接縫方式。每層接頭采用垂直銜接，或用方木進(jìn)行端頭處理，或碾壓后掛線直接挖除至標(biāo)準(zhǔn)斷面，用三米直尺進(jìn)行檢驗(yàn)，以確認(rèn)接頭處理是否到位。同時(shí)為保證路基水穩(wěn)層質(zhì)量，上基層每隔50m 設(shè)置一條道路變形縫，切割機(jī)割橫縫后(縫深5cm，縫寬8mm)瀝青填縫料填縫，鋪設(shè)25cm 寬抗裂貼。

磷石膏水泥穩(wěn)定碎石基層與現(xiàn)狀瀝青路面搭接處應(yīng)設(shè)置接縫銜接，銜接部位見(jiàn)下圖1。

圖1 與現(xiàn)狀瀝青路面搭接

4.6 養(yǎng)護(hù)和交通管制

磷石膏水泥穩(wěn)定碎石基層碾壓完成并經(jīng)壓實(shí)度檢查合格后，應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)，氣候炎熱干燥時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)穩(wěn)定層面層進(jìn)行補(bǔ)水。磷石膏水泥穩(wěn)定碎石基層的養(yǎng)護(hù)期應(yīng)不少于7 天，養(yǎng)護(hù)期可延長(zhǎng)至上層結(jié)構(gòu)開(kāi)始施工的前2 天。養(yǎng)護(hù)期間可采用灑水、薄膜覆蓋、土工布覆蓋、草簾覆蓋、灑鋪乳化瀝青等方式，需結(jié)合工程實(shí)際情況選擇適宜的方式。

該工程采用薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)方式。薄膜厚度不小于1mm，薄膜之間搭接完整，不留縫隙，薄膜覆蓋后用砂土等材料呈網(wǎng)格狀堆填，局部薄膜破損時(shí)及時(shí)更換。養(yǎng)護(hù)至上層結(jié)構(gòu)層施工前的1～2 天，方可將薄膜掀開(kāi)。在蒸發(fā)量較大的季節(jié)、地區(qū)或養(yǎng)護(hù)時(shí)間大于15 天的工程，可在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中適當(dāng)補(bǔ)水。

養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)封閉交通，除灑水車(chē)和小型通勤車(chē)輛外，嚴(yán)禁其他車(chē)輛通行。磷石膏水泥穩(wěn)定碎石基層養(yǎng)護(hù)期間，小型車(chē)輛和灑水車(chē)的速度應(yīng)小于40km/h。養(yǎng)護(hù)7 天后，因施工需要有重型貨車(chē)通行時(shí)，應(yīng)有專人指揮，按規(guī)定的車(chē)道行駛，且車(chē)速應(yīng)不得大于30km/h。

在基層養(yǎng)護(hù)完成后，應(yīng)立即噴灑透層瀝青或做下封層，這樣可以有效增加瀝青面層與磷石膏水泥穩(wěn)定碎石基層之間的黏結(jié)效果。

4.7 層間處理

在上層結(jié)構(gòu)施工前，將下層養(yǎng)護(hù)用材料徹底清理干凈；采用人工、小型清掃車(chē)及灑水沖刷等方式，將下層表面浮漿清理干凈，松散、起砂等也應(yīng)徹底清理干凈，清理后立即封閉交通。也可采用兩層連續(xù)攤鋪（可有效改善層間結(jié)合狀態(tài)、縮短養(yǎng)護(hù)周期及節(jié)約成本）的方式，但每層施工必須配備獨(dú)立的攤鋪和碾壓設(shè)備，嚴(yán)禁同一套設(shè)備在兩層間來(lái)回施工，下層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，上層應(yīng)同時(shí)處理。

5 試驗(yàn)檢測(cè)

施工過(guò)程中適時(shí)對(duì)厚度、寬度、平整度等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T F20—2015）要求。該工程碾壓結(jié)束后，及時(shí)對(duì)壓實(shí)度指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)均值達(dá)到98.8%，完全符合設(shè)計(jì)要求。養(yǎng)護(hù)結(jié)束后現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了彎沉試驗(yàn)和取芯檢測(cè)，該工程回彈彎沉檢測(cè)采用的是貝克梁法，每車(chē)道每20m 檢測(cè)1 個(gè)點(diǎn)，檢測(cè)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求；取芯芯樣光滑、密實(shí)、完整，標(biāo)樣試件和芯樣試件檢測(cè)均符合要求。

6 結(jié)語(yǔ)

綜合以上探究結(jié)果可以得出：在道路路面基層施工中采用磷石膏水泥穩(wěn)定碎石基層具有可行性。因此，在相關(guān)的道路工程中可有效應(yīng)用磷石膏水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)，為道路工程質(zhì)量提供有力保障。