公路工程水穩基層施工技術及質量控制要點

姚瑞

（山西路橋第六工程有限公司，山西 晉中 030600）

0 引言

水穩基層憑借著良好的抗壓強度與穩定性能，在公路工程中得以推廣應用。因水穩基層的抗變形能力比較差，容易出現干縮裂縫與溫縮裂縫。為了使水穩基層性能符合規范要求，控制基層裂縫的形成，以公路工程為例，重點分析了水穩基層施工技術與質量控制，以保證水穩基層的整體質量。

1 工程概況

該公路的全線長度是18.33km，起訖樁號為K22+910—K41+240，設計采用雙向四車道，路基整體寬度是24.5m，為了提升公路基層結構的承載力與穩定性，經討論研究后確定基層結構類型為水穩基層，具體為：底基層（厚度為20m 的4%水泥穩定碎石）+基層（厚度為26cm 的5%水泥穩定碎石）。考慮水穩基層對工藝要求較為嚴格，因此，著重探討了水穩基層施工技術。

2 施工技術

2.1 原材料選用

2.1.1 水泥

通過綜合分析項目現場土質條件與施工要求，擬定選用普通硅酸鹽水泥，同時需保證水泥的細度、燒失量等指標符合規定要求[1]。該項目中水泥指標檢測數據結果見表1。

表1 普通硅酸鹽水泥性能指標檢測數據結果

2.1.2 集料

集料在水穩碎石混合料中的占比高于90%，通過彼此之間的嵌擠作用能夠形成水穩基層骨架。以粒徑大小為依據可將集料劃分成粗集料、細集料。粗集料要求碎石粒徑不低于4.75mm，經嵌擠之后形成強度較高的骨架結構，可以實現作用力傳遞；細集料、水泥主要用于骨架結構空隙填充，從而使水穩碎石成為穩定的整體結構[2]。除此之外，碎石級配也關系到水穩基層強度，應采用篩分試驗等方法科學確定不同粒徑集料的具體用量。

2.2 混合料拌和

該項目中水穩碎石混合料選擇拌和站方式進行制作，經檢查拌和質量達標后采用運料車運輸到現場。在混合料正式拌和之前，應組織專業人員負責對拌和設備性能進行調試，同時做好計量設備等的檢查，合理確定拌和時間及過篩孔大小，然后嚴格按照配比要求投放各類原材料，混合料的整體拌和時間控制在60s 左右，期間還需要安排專人負責監管，一旦出現花白料、離析等問題，立即停止作業并調查原因，采取有效措施解決，然后才可以恢復拌和作業。

待水穩碎石混合料拌和結束后，必須結合相關要求進行實驗室抽樣檢測。通過檢測后水穩碎石中含泥量為4.3%～4.7%，含水量為4.7%～5.1%[3]。以含水量控制為例，需結合項目現場溫度、環境等條件實施微調，實驗室檢測達標的水穩碎石混合料可以采用運料車運輸到現場進行攤鋪。針對檢測質量不達標，或是存儲時間大于水泥初凝時間的混合料，必須按照規定要求進行妥善處理。

2.3 混合料運輸

該公路水穩碎石混合料運輸使用的是20t 自卸運料車，保證運輸到項目現場的混合料比攤鋪作業用量略微富余。在混合料裝料之前，必須安排專人對運料車性能進行全面檢查，并將運料車表面打掃干凈，以免出現混合料與車廂表面黏結問題。所有運料車實際裝載量需要控制為總載重2/3，裝料完成后需從其表面覆蓋，以免混合料溫度快速降低或是被污染等，從而影響混合料的整體性能質量。待運料車抵達項目現場之后，由專人負責統一指揮卸料。

2.4 混合料攤鋪

當運料車抵達施工現場后，需要把運料車的擋位調至“空擋”，并停放在攤鋪機的正前方10～20cm 位置等候卸料攤鋪。為了能夠使水穩基層和下承層成為一體，應組織人員提前把下承層表面上的雜物等打掃干凈。結合項目現場溫度條件進行灑水潤濕處理，并啟動攤鋪機實施攤鋪作業，攤鋪機的行駛速度需調整為1.5～3.0m/min，保證攤鋪作業的連續性，且能夠一次成型[4]。水穩碎石混合料攤鋪作業過程中，需同步啟動機械夯錘，夯錘的振動頻率控制為20Hz，熨平板振動頻率控制為25Hz，每攤鋪1.0m，須完成1 次攤鋪高度檢測，同時，松鋪系數控制為1.3。

為防止水穩基層混合料攤鋪階段發生離析，需從攤鋪機后方成立3 人小組，一旦發現混合料離析，立即由小組人員采用小型鏟子進行鏟除，然后按照基層厚度重新攤鋪水穩碎石混合料。針對攤鋪機難以作業的位置，需要采用人工攤鋪作業模式，待攤鋪結束后由專業人員檢查質量，具體檢查內容分為平整度與厚度等，確認達標后才可以進行碾壓。

2.5 混合料碾壓

該公路水穩碎石基層混合料碾壓順序為：首先，選取鋼輪壓路機實施1～2 遍碾壓，壓路機的行駛速度為2.6～4.0km/h。其次，進行復壓，在具體作業過程中需要鋼輪與膠輪壓路機交替作業，要求鋼輪壓路機強振碾壓，整個復壓階段壓路機的行駛速度控制為3.6～4.0km/h，遍數為6～8 遍。最后，選取雙鋼輪壓路機通過靜壓或是微振壓方式進行1～2 遍碾壓，該階段壓路機的行駛速度處于4.0～5.0km/h[5]。

水穩基層混合料的碾壓施工，要求作業人員做好基層澆水處理，保證基層一直為濕潤狀態，同時，基層含水率與最佳含水率的上下偏差控制在1.0%。若是基層的含水量偏低，則需要在碾壓作業時做好灑水處理。整個碾壓作業階段，安排專人負責碾壓施工監測，一旦發現混合料松散、起皮等，必須立即停止作業，然后分析原因并采取處理措施。此外，碾壓設備不可在水穩基層表面任意停留，未成型的水穩基層不可掉頭和停車。

2.6 接縫處理

該公路水穩基層作業量比較大，短時間內難以竣工，因此每天水穩基層施工完成后，需要從中斷位置建立接縫。考慮該項目設計的是雙向四車道，可選擇半幅施工模式，即先進行半幅水穩基層作業，當半幅水穩基層作業結束后，再進行另外半幅水穩基層作業，兩幅水穩基層之間需要做好接縫處理[6]。除此之外，水穩基層作業階段遇到不可抗力因素被迫中斷施工，一旦中斷時間超過2h 就必須建立接縫。現階段，公路水穩基層施工過程中設置的接縫類型，主要包括橫向接縫、縱向接縫。

以橫向接縫處理為例，要求技術人員在水穩基層碾壓作業階段，預留出適宜長度不進行碾壓作業。施工中斷位置橫縫的處理，應沿與路中心線相垂直的方向建立臺階，待恢復作業后，接縫區域需要進行30～50cm 的重復攤鋪，最后選擇壓路機做好密實碾壓。以縱向接縫處理為例，需從前半幅基層預留出50cm長度不進行碾壓，在后半幅水穩基層作業過程中重復搭接處理后，采用壓路機進行密實碾壓。在接縫搭接過程中要求技術人員提前從接縫位置均勻涂抹黏層油，增強原基層與混合料的黏結效果，從而保證接縫處理質量。

以縱向接縫處理為例，不同類型的縱向裂縫，采用的處理措施也有所區別，主要包括：其一，基層分層錯茬搭接，底基層和中基層之間的錯開距離應≥50cm，中基層和上基層的錯開距離應＞100cm；其二，基層面層錯層搭接，底基層與中基層直茬搭接，中基層和上基層需錯開50cm，同時從上基層和底面層間鋪設一層土工格柵，主要沿著接縫位置居中鋪設。

2.7 養護

每一段水穩基層混合料作業完成后，都需要做好養護管理工作。該公路工程中水穩基層的養護管理，從水穩基層表面覆蓋一層濕潤的土工布，當覆蓋時間達到2h 后，組織灑水車定期對水穩基層進行灑水處理，優選噴霧灑水養護方式，禁止采用高壓水槍，以免影響水穩基層質量，該項目中水穩基層養護管理時間控制為7d[7]。此外，水穩基層養護管理階段的灑水作業需結合現場溫度、氣候條件等進行適當調整，只需保證基層表面為濕潤狀態。與此同時，做好施工路段的封閉管理，禁止所有無關車輛通行。恢復通行后禁止重車通行，且要求過往車輛低速行駛。

3 質量控制

3.1 水泥量控制

水穩基層混合料使用的材料包括水泥、集料和水。其中，水泥用量與水穩基層結構強度密切相關，所以必須結合實際情況科學控制水泥用量。若是水泥用量比較多，受水化熱反應的影響就會產生大量的熱量，從而導致水穩基層形成裂縫；若是水泥用量比較少，則會影響水穩基層結構強度，難以達到工程設計要求。基于此，該公路工程中水穩基層混合料拌和過程中，需要對水泥用量進行合理控制，將水泥用量調整為4.3%～4.7%，待拌和完成之后需采用EDTA 滴定試驗對水泥用量進行檢測，保證其處于規定要求范圍之內，才可以運輸到現場進行攤鋪。

3.2 含水量控制

含水量與水穩基層的整體施工質量存在一定關系。水穩碎石混合料遇水后會出現水化熱反應。若是混合料含水量比較大，就會增加水泥消耗量，從而對水穩基層性能產生不利影響；若是混合料含水量比較低，就會過度消耗水分，造成混合料干燥，直接影響攤鋪效果。基于此，需要對水穩基層混合料中的水量進行嚴格控制，各階段都要做好含水量檢測，然后根據檢測結果進行適當調整，將含水量控制在規定允許范圍之內。

4 質量檢測

4.1 壓實度檢測

為了檢驗公路工程水穩基層整體質量，需按照相關規定要求檢測壓實度，具體結果見表2。

表2 公路工程水穩基層壓實度檢測結果

根據表2水穩基層壓實度檢測結果可知，壓實度檢測均值為98.9%，大于規定要求。由此表明，該公路工程水穩基層壓實度符合規定要求。

4.2 強度檢測

抗壓強度是評價水穩基層的一項關鍵性指標，為了能夠有效檢驗水穩基層結構強度是否達到規定要求，應按照規范制作試件，然后做好試件強度檢測，具體結果見表3。

表3 公路工程水穩基層試件強度檢測結果

根據表3水穩基層試件強度檢測結果可知，試件7d 抗壓強度檢測結果均值為3.65MPa。由此表明，該公路工程水穩基層的抗壓強度符合規定要求。

5 結論

圍繞實際公路工程項目，重點探討了水穩基層施工技術與質量控制，同時對水穩基層施工后的壓實度及抗壓強度進行了試驗檢測，得出結論：第一，通過壓實度檢測可知，該公路工程項目中壓實度最小數值是98.6%，符合規范要求不低于98%；第二，通過7d 抗壓強度檢測可知，7d 抗壓強度最小數值為3.55MPa，符合規范要求的不低于3.5MPa。