水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層質(zhì)量控制研究

吳健

摘 要：根據(jù)農(nóng)村公路建設(shè)實(shí)際情況，通過(guò)分析、研究路面基層質(zhì)量現(xiàn)狀和通病，從公路的功能、研究的必要性、基層破壞因素等方面出發(fā)，提出以設(shè)計(jì)交通荷載等級(jí)和路基參數(shù)，基層設(shè)計(jì)厚度、基層設(shè)計(jì)參數(shù)、原材料技術(shù)要求、路面結(jié)構(gòu)組合，施工期間的原材料、混合料生產(chǎn)、攤鋪與碾壓、養(yǎng)生及質(zhì)量檢驗(yàn)作為控制的要點(diǎn)，提高路面基層的使用壽命，并提出需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石或礫石;基層;質(zhì)量;控制

0 引言

水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石或礫石適用于各種交通荷載等級(jí)的基層和底基層，適用公路等級(jí)較為廣泛、施工技術(shù)較成熟，具有良好的整體性、足夠的力學(xué)強(qiáng)度、抗水性等性能，其初期強(qiáng)度較高，并且隨著齡期的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，所以本文以農(nóng)村公路水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石或礫石基層（下文均稱(chēng)“基層”）為主要研究對(duì)象[1]。

1 研究的必要性

基層的主要病害是疲勞開(kāi)裂、車(chē)轍和面層反射裂縫。地表水從反射裂縫處滲入后容易出現(xiàn)唧泥、基層脫空等損壞現(xiàn)象，從而加速路面狀況急劇惡化，并會(huì)影響路基強(qiáng)度。經(jīng)分析、研究，主要是受以下因素影響：（1）在農(nóng)村公路實(shí)際使用年限內(nèi)，實(shí)際交通荷載等級(jí)、當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載累計(jì)作用次數(shù)與可行性研究和施工圖設(shè)計(jì)階段出入較大，主要表現(xiàn)為實(shí)際交通荷載等級(jí)高于設(shè)計(jì)階段交通荷載等級(jí)。（2）設(shè)計(jì)交通荷載等級(jí)低于實(shí)際交通荷載等級(jí)后，致使路基頂面回彈模量設(shè)計(jì)值偏低，不能滿(mǎn)足實(shí)際交通荷載等級(jí)需求，導(dǎo)致路基提前出現(xiàn)損壞，進(jìn)而影響基層和面層工程質(zhì)量。（3）基層設(shè)計(jì)厚度、原材料技術(shù)要求、設(shè)計(jì)參數(shù)及結(jié)構(gòu)組合等不滿(mǎn)足規(guī)定或取值不當(dāng)，會(huì)對(duì)基層質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。（4）基層施工過(guò)程中，原材料、混合料生產(chǎn)、施工工藝、攤鋪與碾壓、養(yǎng)生與交通管制、質(zhì)量檢驗(yàn)未按設(shè)計(jì)要求或技術(shù)規(guī)范施工，也會(huì)造成工程質(zhì)量達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)[2]。

2 基層質(zhì)量控制要點(diǎn)

基層設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹就地取材的原則，認(rèn)真做好當(dāng)?shù)夭牧系恼{(diào)查，根據(jù)交通量及組成、筑路材料以及路基水文狀況等因素，選擇技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)層。施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)根據(jù)基層設(shè)計(jì)厚度、材料性能、攤鋪與碾壓方式等，充分發(fā)揮壓實(shí)機(jī)具的功能，保證基層質(zhì)量。

2.1 設(shè)計(jì)交通荷載

根據(jù)公路技術(shù)等級(jí)和設(shè)計(jì)使用年限，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查并結(jié)合可行性研究報(bào)告中的交通量年平均增長(zhǎng)率等資料，準(zhǔn)確計(jì)算設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)設(shè)計(jì)車(chē)道累計(jì)大型客車(chē)和貨車(chē)的交通量，確定設(shè)計(jì)交通荷載等級(jí)，使設(shè)計(jì)交通荷載等級(jí)與實(shí)際交通荷載等級(jí)一致。為保證基層不發(fā)生由于疲勞開(kāi)裂導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞，應(yīng)控制疲勞開(kāi)裂壽命不小于設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載累計(jì)作用次數(shù)。

2.2 路基回彈模量

路基回彈模量設(shè)計(jì)值E0，應(yīng)不小于路基回彈模量要求值[E0]。除路基濕度調(diào)整系數(shù)和干濕循環(huán)或凍融循環(huán)折減系數(shù)外，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下路基動(dòng)態(tài)回彈模量值MR對(duì)路基回彈模量設(shè)計(jì)值影響最大。如受試驗(yàn)條件限制，對(duì)于新建農(nóng)村公路可采用路基填料的CBR值估算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下填料的回彈模量值[3]。

2.3 厚度范圍和最小厚度

基層厚度應(yīng)根據(jù)交通荷載等級(jí)、材料性能，壓實(shí)機(jī)具的功率，以及有利于施工等因素選擇最佳壓實(shí)厚度。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)分析，當(dāng)施工厚度小于最小厚度時(shí)，在重載車(chē)的作用下，層底易產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力而出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象，發(fā)生疲勞開(kāi)裂破壞的風(fēng)險(xiǎn)明顯提高。

2.4 材料特性和參數(shù)

基層材料應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、交通荷載等級(jí)和當(dāng)?shù)夭牧咸匦缘龋诩夹g(shù)經(jīng)濟(jì)論證基礎(chǔ)上確定材料設(shè)計(jì)參數(shù)。原材料技術(shù)要求和混合料組成與技術(shù)要求應(yīng)符合規(guī)定，并應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定。在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的前提下，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不宜過(guò)高，否則會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的收縮裂縫和反射裂縫。水泥劑量宜控制在3%～6%之間，過(guò)多地增加水泥劑量，并不會(huì)提高混合料強(qiáng)度，反而會(huì)加速混合料收縮開(kāi)裂，進(jìn)而導(dǎo)致路面發(fā)射裂縫增多。可采取控制原材料技術(shù)指標(biāo)和優(yōu)化級(jí)配設(shè)計(jì)等措施來(lái)提高混合料強(qiáng)度。

2.5 結(jié)構(gòu)組合路面

結(jié)構(gòu)厚度與層間模量比有密切的關(guān)系，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)控制層間模量比的要求。基層與瀝青面層的模量比宜在1.5～3.0之間，基層與土基模量比宜在2.5～12.5之間。在基層下，宜設(shè)置粒料類(lèi)改善層等措施，可有效減輕反射裂縫處的唧泥、脫空現(xiàn)象，提高基層水穩(wěn)定性。

2.6 原材料技術(shù)

要求水泥初凝時(shí)間應(yīng)不小于3 h，終凝時(shí)間應(yīng)大于6 h且小于10 h，強(qiáng)度等級(jí)宜采用32.5或者42.5普通硅酸鹽水泥。細(xì)集料中0.075 mm以下顆粒塑性指數(shù)不大于17，含量不大于20%。級(jí)配碎石壓碎值不大于30%，級(jí)配礫石壓碎值不大于35%，級(jí)配碎石針片狀顆粒含量不大于20%。級(jí)配碎石或礫石液限不大于28%，塑性指數(shù)不大于7。農(nóng)村公路重、中和輕交通荷載等級(jí)，材料分檔不宜小于3檔備料。對(duì)于極重、特種交通荷載等級(jí)且強(qiáng)度要求較高時(shí)，為了保證級(jí)配的穩(wěn)定，宜選擇不少于4檔備料[4]。

3 需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題

對(duì)于半剛性基層上下兩層連續(xù)攤鋪碾壓的施工工藝，可以有效改善層間結(jié)合狀態(tài)，縮短養(yǎng)生周期、節(jié)約成本和施工工期，實(shí)際受力狀態(tài)基本符合設(shè)計(jì)要求。但需進(jìn)一步研究如何加強(qiáng)雙層半剛性材料層之間的聯(lián)結(jié)，使雙層結(jié)構(gòu)成為單層式整體結(jié)構(gòu)，提高承載力和耐久性。檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)鉆芯試件強(qiáng)度，是一種后驗(yàn)證的質(zhì)量評(píng)定方法，往往受養(yǎng)生時(shí)間、取樣時(shí)間、鉆芯和切割的影響，目前沒(méi)有具體的芯樣試件試驗(yàn)檢測(cè)規(guī)程，需要進(jìn)一步研究現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣試件強(qiáng)度檢測(cè)規(guī)程，提出質(zhì)量后評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語(yǔ)

農(nóng)村公路主要以次要集散和支線(xiàn)交通功能為主，其公路等級(jí)以三級(jí)公路和四級(jí)公路為主。路面基層應(yīng)具有足夠的承載力、抗疲勞開(kāi)裂性能、足夠的耐久性和水穩(wěn)定性。應(yīng)根據(jù)公路功能、技術(shù)等級(jí)、交通量，結(jié)合沿線(xiàn)地形、地質(zhì)、氣候和當(dāng)?shù)芈访娌牧系茸匀粭l件進(jìn)行設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈峰.公路水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)及質(zhì)量控制[J].交通世界，2021（Z1）：72-73.

[2]肖世江.市政道路水泥穩(wěn)定碎石基層的質(zhì)量控制[J].磚瓦，2021（1）：112-113.

[3]王沛然.水泥穩(wěn)定碎石基層路用性能及質(zhì)量控制技術(shù)分析[J].交通世界，2020（36）：83-84.

[4]肖世江.市政道路水泥穩(wěn)定碎石基層的質(zhì)量控制[J].磚瓦，2020（12）：200-201.