大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工常見問題及質(zhì)量控制

吳輝本，韓 燁，蔡長松，吳立強，張正超，閆翔鵬

（1.濱州市公路事業(yè)發(fā)展中心，山東 濱州 256600；2.山東省交通科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250031）

引言

公路路面基層是路面和路基的“連接帶”，主要用來將路面在荷載作用下受到的不均勻受力化為均布力作用于路基，其施工質(zhì)量直接影響道路壽命和駕駛舒適性，因此，對其施工質(zhì)量的控制就顯得十分重要［1］。大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層采用超厚寬幅一次攤鋪技術(shù)，單層施工厚度超過20 cm，提高了基層連接性，避免了以往底基層兩薄層受力的弊端，加快了施工速度，其應(yīng)用越來越廣泛［2］。但是由于此技術(shù)的應(yīng)用尚在發(fā)展初期，施工過程中難免出現(xiàn)各種問題，影響施工工期和質(zhì)量，所以規(guī)范其施工工藝，加強管理水平，才能充分發(fā)揮大厚度水泥穩(wěn)定基層的優(yōu)勢。

1 大厚度水泥穩(wěn)定碎石施工

1.1 機(jī)械設(shè)備選擇

施工機(jī)械設(shè)備的選擇需考慮相應(yīng)工程的工程量及施工能力，大厚度水泥穩(wěn)定碎石施工單位時間內(nèi)需要的混合料是常規(guī)施工方式的近兩倍，需選擇與攤鋪能力想匹配的拌和設(shè)備。攤鋪機(jī)的攤鋪寬度及攤鋪厚度需與選擇的施工參數(shù)相匹配。表1 給出了一套施工機(jī)具組合示例。

表1 大厚度水泥穩(wěn)定碎石施工機(jī)具組合

1.1.1 拌和設(shè)備

采用寬幅大厚度整體施工工藝時，必須至少配置2 臺產(chǎn)量不小于600 t/h 的同型號拌和機(jī)，并與實際攤鋪能力相匹配。采用普通雙臥軸拌和機(jī)時，拌缸總長度不小于5 m，宜采用兩級拌和工藝。為提高混合料拌和機(jī)均勻性，可采用間歇式拌和、振動拌和及順序拌和等新拌和生產(chǎn)工藝。選用前，應(yīng)提前進(jìn)行相關(guān)試驗，驗證相關(guān)技術(shù)工藝參數(shù)及材料適用性。

1.1.2 攤鋪設(shè)備

應(yīng)選用具備夯錘振搗及防離析功能的大型攤鋪機(jī)。攤鋪機(jī)伸縮位置應(yīng)同固定位置具有相同的攤鋪效果。攤鋪機(jī)應(yīng)滿足攤鋪寬度、厚度和平整度的要求。松鋪厚度不大于攤鋪機(jī)最大攤鋪厚度的90%。

1.1.3 壓實設(shè)備

壓路機(jī)的數(shù)量配置，要根據(jù)攤鋪寬度、厚度，同時要與拌和機(jī)和攤鋪機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，以保證施工的連續(xù)性。壓路機(jī)的自重和激振力應(yīng)滿足壓實厚度要求。當(dāng)壓實厚度大于20 cm 時，應(yīng)至少配備2 臺26 t 以上的單鋼輪壓路機(jī)。當(dāng)壓實厚度大于25 cm 時，應(yīng)至少配備2 臺32 t 以上的單鋼輪壓路機(jī)。單鋼輪壓路機(jī)應(yīng)實現(xiàn)全液壓控制，無級變速，激振力、振頻和振幅可調(diào)，以滿足不同壓實厚度。輪胎式壓路機(jī)應(yīng)工作重量可調(diào)，實現(xiàn)無級變速，全液壓操縱，輪胎式接地比壓不宜小于500 kPa。

1.2 施工工藝

大厚度水泥穩(wěn)定碎石施工流程與傳統(tǒng)薄層水泥穩(wěn)定碎石基層施工并無大的差異，施工流程：下承層準(zhǔn)備→檢測放樣→混合料拌和運輸→攤鋪→碾壓→接縫處理→試驗檢測→養(yǎng)生→芯樣檢測。

2 施工過程中的常見問題

大厚度水泥穩(wěn)定碎石施工工藝增加了單位面積上一次施工所用的水泥穩(wěn)定碎石材料的用量，導(dǎo)致在施工過程中縱橫向范圍內(nèi)混合料的均勻性更難控制［3］，施工厚度的增加給對攤鋪及壓實過程提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 原材料選擇不匹配

大厚度水泥穩(wěn)定碎石的原材料要求碎石具備極高的硬度和耐久度，最好來源于破碎的石灰?guī)r和砂巖，且應(yīng)具備一定棱角；水泥應(yīng)含有較多穩(wěn)定性好的硅酸鹽，而相較含有較少的鋁酸鹽。實際工程中如對水泥和碎石的質(zhì)量把控不嚴(yán)，便會較易產(chǎn)生收縮裂縫而影響公路壽命。

2.2 混合料拌和離析

含水量對大厚度水泥穩(wěn)定碎石自身穩(wěn)定性影響極大，如攪拌不均勻，混合料便會從水泥中吸收水分，使水泥產(chǎn)生水化、水解差異，從而影響混合料質(zhì)量，使基層整體質(zhì)量下降［4］；嚴(yán)重的會使粗集料從砂漿中脫離，造成離析。

2.3 攤鋪離析

大厚度水泥穩(wěn)定碎石對攤鋪要求較高，不但需要配備專門的攤鋪機(jī)器，還需針對性調(diào)整攤鋪工藝，若攤鋪機(jī)械選擇不當(dāng)、參數(shù)設(shè)置不合理，會使攤鋪厚度達(dá)不到設(shè)計要求或攤鋪不均勻；在攤鋪過程中，若料斗中間集料中的粗骨料比兩側(cè)先輸送攤鋪，會產(chǎn)生橫向離析；若螺旋布料器旋轉(zhuǎn)速度過快，會產(chǎn)生縱向離析。

2.4 壓實離析

碾壓是施工過程中最關(guān)鍵的工序，若選擇不當(dāng)?shù)姆桨负凸に嚕瑫?dǎo)致壓實度不足和不充分，從而影響基層質(zhì)量［7］。同時應(yīng)采取相應(yīng)技術(shù)手段，保證碾壓的均勻程度。

3 施工控制方法及改進(jìn)措施

3.1 混合料設(shè)計

大厚度水泥穩(wěn)定碎石混合料采用骨架密實型級配型的級配范圍，盡量減少0.075 mm 通過率，使混合料具有較好的嵌擠結(jié)構(gòu)，在強度滿足要求的前提下，具有最佳的抗裂能力［6-7］。控制水泥穩(wěn)定碎石混合料的最大粒徑為31.5 mm，公稱最大粒徑為 26.5 mm，以減少離析［5］。

3.2 離析控制措施

（1）拌和時集料出現(xiàn)離析情況。控制方法為對拌合站關(guān)鍵部件進(jìn)行抗離析處理，包括：延長攪拌軸長度至2.5 m；出料口加裝“井”字格架以及防止集料高位拋擲離析的擋板，并可根據(jù)攤鋪厚度及材料調(diào)整反向葉片數(shù)量和角度。（2）攤鋪時攤鋪機(jī)右側(cè)找平頂上導(dǎo)軌、機(jī)械仰角未調(diào)至最大導(dǎo)致攤鋪厚度不夠。控制方法為對攤鋪機(jī)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，包括：更換直徑為170 mm 的機(jī)械仰角調(diào)整螺母；機(jī)械仰角調(diào)為600；將找平導(dǎo)軌板上調(diào)一個孔，使找平油缸調(diào)到高位。（3）攤鋪不均勻，中間密度低，兩端密度高。控制方法為調(diào)整攤鋪機(jī)相應(yīng)部件參數(shù)，包括：主熨平及1.5 m 熨平振幅調(diào)為主8 mm、副12 mm；反拱多孔板上調(diào)3 個孔，降低伸縮段的攤鋪仰角，減小進(jìn)料量；右側(cè)伸縮熨平仰角與高度以左側(cè)為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整。（4）攤鋪時出現(xiàn)底部離析，即底部大料較多，無細(xì)料填充出現(xiàn)底部松散現(xiàn)象。控制方法為加裝擋料板橡膠板與卸料口擋料板；擋料板橡膠板由原23 cm 加高至35 cm；同時加高加寬卸料口擋料板。（5）攤鋪螺旋軸端頭離端板空間太大，導(dǎo)致螺旋端頭離析。控制方法為螺旋軸端頭再加裝1 個葉片，保證卸料口不大于50 mm。（6）攤鋪時中間螺旋齒輪箱兩側(cè)離析。控制方法為安裝一組反向葉片；并將第一個葉片換為480 mm 的漸開線葉片。

3.3 壓實工藝

應(yīng)在混合料含水率處于或略大于最佳含水率時進(jìn)行碾壓，直到達(dá)到要求的壓實度［8］。碾壓應(yīng)遵循生產(chǎn)試驗路段確定的程序與工藝。碾壓程序和碾壓遍數(shù)應(yīng)通過試驗路段確定［10］。碾壓應(yīng)遵循試驗路段確定的程序與工藝，由路邊向路中、先輕后重、低速行駛碾壓的原則，避免出現(xiàn)推移、起皮和漏壓的現(xiàn)象。壓實時，壓路機(jī)緊跟攤鋪機(jī)，遵循初壓→復(fù)壓→終壓的程序，壓至無輪跡為止［9］。注意初壓要充分，振壓不起浪、不推移，一次碾壓長度一般以不超過80 m 為宜。碾壓設(shè)備組合及程序：（1）初壓：采用單鋼輪振動壓路機(jī)前靜后振1 遍；（2）復(fù)壓：采用鋼輪振動壓路機(jī)弱振1 遍，強振不少于4 遍，膠輪穿插碾壓1 遍；（3）終壓：雙鋼輪壓路機(jī)靜壓不少于1 遍，直至無明顯輪跡。

4 結(jié)語

相較傳統(tǒng)的水泥穩(wěn)定碎石基層施工，大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工對施工機(jī)械及施工工藝控制要求高，在施工過程中，需針對常見問題進(jìn)行相應(yīng)的施工參數(shù)調(diào)整。