市政快速化道路水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)研究

許昌，劉瑋琦，朱勝

（湘潭市政科技集團(tuán)有限公司，湖南 湘潭 411100）

1 市政快速化道路中水泥穩(wěn)定碎石基層的特點(diǎn)

城市化發(fā)展中，為完善城市交通系統(tǒng)，各大城市積極修建快速化道路，旨在利用周期短的公路工程緩解城市交通壓力，優(yōu)化城市交通基礎(chǔ)設(shè)施。水泥穩(wěn)定碎石基層是現(xiàn)階段快速化道路修建中的主要道路結(jié)構(gòu)，不僅可節(jié)約快速化道路的建設(shè)成本，同樣可保障其總體效益和運(yùn)行質(zhì)量[1]。結(jié)合近年來市政快速化道路中對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層的應(yīng)用可知，水泥穩(wěn)定碎石基層的主要特點(diǎn)包括：（1）市政快速化道路中水泥穩(wěn)定碎石基層強(qiáng)度高。道路建設(shè)中所用水泥混合料強(qiáng)度不低于6 MPa，設(shè)計(jì)人員會(huì)在配置水泥混合料時(shí)，將水泥用量控制在5%以內(nèi)，即可利用各類強(qiáng)度較高的碎石確保道路基層的整體強(qiáng)度。（2）道路修建中，骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)水泥穩(wěn)定碎石基層中碎石、水泥混合料凝固成型后，基層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，同時(shí)耐水性、耐腐蝕性良好，具有較強(qiáng)的抗裂和抗沖刷性[2]。（3）相較于其他道路基層施工技術(shù)，水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)工序簡(jiǎn)單，操作便捷，各項(xiàng)質(zhì)量參數(shù)易于控制，并且由于水泥穩(wěn)定碎石基層強(qiáng)度高，市政道路基層結(jié)構(gòu)抗疲勞性較強(qiáng)，有助于延長(zhǎng)市政快速化道路的使用時(shí)間[3]。

2 市政快速化道路水泥穩(wěn)定碎石基層施工前準(zhǔn)備

為在市政快速化道路工程建設(shè)中有效應(yīng)用水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)，還應(yīng)做好施工前的準(zhǔn)備工作。詳細(xì)勘察市政快速化道路路面基層設(shè)計(jì)，如基層寬度、坡度、壓實(shí)度、外觀質(zhì)量等指標(biāo)，確認(rèn)道路基層施工前工作質(zhì)量合格后，施工人員方可正式進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石基層施工作業(yè)。另外，水泥穩(wěn)定碎石基層施工時(shí)所需的設(shè)備較多，如攤鋪機(jī)、壓路機(jī)、裝載機(jī)等，準(zhǔn)備階段還應(yīng)核查設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和質(zhì)量，提前排查設(shè)備運(yùn)行故障。

材料是水泥穩(wěn)定碎石基層施工的基礎(chǔ)，相關(guān)人員還應(yīng)結(jié)合市政快速化道路基層的質(zhì)量要求與施工設(shè)計(jì)，科學(xué)選用水泥材料，并加強(qiáng)水泥材料、碎石材料的質(zhì)量管理。質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，可通過壓碎值指標(biāo)試驗(yàn)檢驗(yàn)碎石材料的強(qiáng)度，為道路水泥穩(wěn)定碎石基層施工打好基礎(chǔ)[4]。最后，相關(guān)人員應(yīng)按照市政快速化道路項(xiàng)目的實(shí)際情況，確定碎石、水泥的各項(xiàng)指標(biāo)，完整地呈現(xiàn)水泥穩(wěn)定碎石基層施工前的材料參數(shù)，見表1。水泥穩(wěn)定層的材料中，碎石最大粒徑約為31.5 mm，壓碎值為21.9%，拌和用水為市政自來水。

表1 某道路工程中水泥穩(wěn)定碎石水泥指標(biāo)

3 基于水泥穩(wěn)定碎石基層的市政快速化道路施工要點(diǎn)

3.1 基礎(chǔ)施工

市政快速化道路工程建設(shè)中，水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)的基本流程如圖1所示。施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照該流程，制訂市政快速化道路的水泥碎石層施工方案，同時(shí)結(jié)合水泥碎石層的質(zhì)量要求，做好基礎(chǔ)施工作業(yè)。

圖1 水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)的基本流程圖

1）檢驗(yàn)水泥穩(wěn)定碎石基層下承層的壓實(shí)度，分析其整平情況，通過檢驗(yàn)確定其壓實(shí)度大于96%后，清理基層結(jié)構(gòu)上的雜物；然后在該區(qū)域噴灑適量的水，使水泥穩(wěn)定碎石基層的施工區(qū)域保持濕潤(rùn)；組織測(cè)量人員畫出中心線，明確中線后，根據(jù)曲線段間距10～15 m、直線段距離20 m的原則布設(shè)中線位置的中樁。

2）按照市政快速化道路施工設(shè)計(jì)，測(cè)定水泥穩(wěn)定碎石層高程、寬度，并在該路段內(nèi)每隔約5 m設(shè)置側(cè)墩。在此基礎(chǔ)上，施工人員可布設(shè)攤鋪施工所需的控制線，同時(shí)依據(jù)市政快速化道路中水泥穩(wěn)定碎石層的攤鋪質(zhì)量要求，分別在直線段、曲線段拉設(shè)控制線。通常情況下，直線段可拉設(shè)約20 m的鋼絲繩，曲線段應(yīng)拉設(shè)約10 m的鋼絲繩。后期攤鋪過程中，還應(yīng)專門組織施工人員管理控制線，及時(shí)調(diào)整松動(dòng)、偏移的鋼絲繩。

3.2 混合料拌制及運(yùn)輸

混合料拌制是應(yīng)用水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)的關(guān)鍵。通過確保水泥碎石混合料的整體質(zhì)量，才能使水泥穩(wěn)定碎石基層施工后，基層穩(wěn)定性、抗壓強(qiáng)度符合市政快速化道路的質(zhì)量要求。因此，相關(guān)人員應(yīng)合理控制水泥、碎石、水等材料的配比，并結(jié)合氣溫條件，靈活地控制材料中的含水量。若施工期間溫度較高，還應(yīng)將水泥混合料中的水含量增加1%～2%，并提前補(bǔ)充混合料攤鋪、碾壓期間的水分流失。另外，拌制水泥混合料時(shí)，還應(yīng)嚴(yán)格控制混合料中的水泥用量，必要時(shí)可應(yīng)用EDTA滴定標(biāo)準(zhǔn)曲線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水泥用量，使其整體用量不大于5%。運(yùn)輸水泥混合料的關(guān)鍵在于減少水分流失，所以，需要在完成拌制作業(yè)后快速將其運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，并立即進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。

3.3 攤鋪

正式攤鋪水泥穩(wěn)定碎石基層前，還應(yīng)按照市政快速化道路的建設(shè)規(guī)范計(jì)算其松鋪系數(shù)。松鋪系數(shù)是道路施工的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，松鋪系數(shù)取值過大、過小都會(huì)影響道路鋪筑的整體質(zhì)量。如松鋪系數(shù)過大時(shí)，道路鋪筑層的厚度過大，從而導(dǎo)致道路壓實(shí)效果不佳，松鋪系數(shù)過小時(shí)，水泥穩(wěn)定碎石層鋪筑后的壓實(shí)度則無法滿足預(yù)期要求，繼而使得道路抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度受損[5]。因此，應(yīng)結(jié)合市政快速化道路的實(shí)際情況確定其松鋪系數(shù)。在上述市政快速化道路中，設(shè)計(jì)人員選擇某路段進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石基層的碾壓試驗(yàn)，共設(shè)置22處觀測(cè)點(diǎn)，獲取碾壓前、后厚度等信息后，計(jì)算松鋪系數(shù)K，計(jì)算公式為：

式中，h虛為碾壓前的厚度；h實(shí)為壓實(shí)后的厚度。

計(jì)算出松鋪系數(shù)后，正式進(jìn)行攤鋪環(huán)節(jié)。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)前，施工人員應(yīng)清潔市政快速化道路路床層的浮土及其他松散結(jié)構(gòu)。灑水浸潤(rùn)后，計(jì)算施工路段的攤鋪工程量，檢驗(yàn)攤鋪設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。攤鋪機(jī)就位后，按照施工設(shè)計(jì)調(diào)整控制線，在攤鋪機(jī)傳感器臂內(nèi)輸入控制信息，使其能夠按照控制線進(jìn)行攤鋪，且攤鋪厚度、攤鋪后水泥穩(wěn)定碎石層的高程、坡度值符合設(shè)計(jì)值。攤鋪期間應(yīng)堅(jiān)持寧高不低、寧刮勿補(bǔ)的基本原則。攤鋪機(jī)攤鋪過程中，施工人員還應(yīng)跟蹤檢查攤鋪面的平整度，對(duì)于部分缺料、拖痕情況嚴(yán)重的區(qū)域可采用人工補(bǔ)料攤鋪的方式，確保攤鋪質(zhì)量。除此之外，水泥混合料攤鋪期間可能會(huì)出現(xiàn)離析現(xiàn)象，需要組織專門施工人員鏟除該區(qū)域的水泥骨料，重新填補(bǔ)新拌和的混合料。同時(shí)為保證水泥穩(wěn)定碎石層攤鋪質(zhì)量，攤鋪機(jī)應(yīng)勻速前行，基本速度應(yīng)控制在1～1.5 m/min。攤鋪期間的水泥混合料需要持續(xù)供應(yīng)。

3.4 碾壓及養(yǎng)護(hù)

3.4.1 碾壓作業(yè)

對(duì)于市政快速化道路，建設(shè)方在應(yīng)用水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)時(shí)，需要重點(diǎn)控制基層結(jié)構(gòu)的壓實(shí)度，標(biāo)準(zhǔn)化地管理碾壓作業(yè)。具體來說，為避免水泥穩(wěn)定碎石層因荷載過大而導(dǎo)致路拱質(zhì)量受損，施工人員應(yīng)在市政快速化道路加寬路面碾壓結(jié)束后，通過放線檢查道路標(biāo)高、坡度，分析該區(qū)域碾壓施工是否符合設(shè)計(jì)要求。確定該區(qū)域碾壓質(zhì)量合格后，使用壓路機(jī)開始碾壓水泥穩(wěn)定碎石層。

碾壓方式為使用BⅡ-20型壓路機(jī)，按靜壓-弱振-強(qiáng)振-靜壓的程序進(jìn)行梯隊(duì)作業(yè)。初壓時(shí)壓路機(jī)采取高頻振動(dòng)，碾壓速度約為1.5 km/h，復(fù)壓時(shí)采取低頻振動(dòng)，碾壓速度為2～2.5 km/h；碾壓過程中可堅(jiān)持先邊后中的基本原則，對(duì)于道路彎道區(qū)域，可從道路內(nèi)側(cè)逐步向道路外側(cè)進(jìn)行碾壓。市政快速化道路中的臺(tái)階接縫區(qū)域，碾壓方式為分層碾壓，碾壓時(shí)可使用重型壓路機(jī)碾壓接縫位置，碾壓次數(shù)約為4遍；碾壓至該區(qū)域水泥穩(wěn)定碎石層表面平整后方可停止碾壓。碾壓完畢后，用平地機(jī)刮平處理道路臺(tái)階接縫位置。另外，道路臺(tái)階接縫區(qū)域還應(yīng)設(shè)置橫坡，橫坡坡度值約為2%～3%，以此確保水泥穩(wěn)定碎石層的排水效果，預(yù)防雨水積聚。碾壓施工結(jié)束后，相關(guān)人員應(yīng)及時(shí)檢測(cè)水泥穩(wěn)定碎石層的壓實(shí)度，壓實(shí)度不低于98%后，方可驗(yàn)收。

3.4.2 養(yǎng)護(hù)作業(yè)

為保障市政快速道路的施工質(zhì)量，水泥穩(wěn)定碎石層施工作業(yè)完成后，還應(yīng)檢測(cè)水穩(wěn)層的密實(shí)度、平整度、高程、厚度、寬度、橫坡度等質(zhì)量參數(shù)。不同檢查項(xiàng)目可用的檢查方法會(huì)有明顯差異性，施工人員可結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。檢驗(yàn)合格后用土工布覆蓋水泥穩(wěn)定碎石層，并每隔2 h適量地灑水，使基層結(jié)構(gòu)保持濕潤(rùn)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得小于14 d[6]。對(duì)于水泥穩(wěn)定碎石層縱縫位置的養(yǎng)護(hù)作業(yè)，通常是在灌漿完30 min以內(nèi)，灑水濕潤(rùn)、覆蓋土工布。養(yǎng)護(hù)期間，還應(yīng)布設(shè)隔離裝置，禁止車輛在水泥穩(wěn)定碎石層上通行。

3.5 接縫處理

針對(duì)部分改建、長(zhǎng)線路的市政快速化道路，水泥穩(wěn)定碎石層施工技術(shù)實(shí)踐時(shí)，還應(yīng)重視接縫處理工作，有效處理新舊水泥穩(wěn)定碎石層拼接區(qū)域的開裂情況。具體來說，施工時(shí)可用濕抹布擦拭接縫處的水泥穩(wěn)定碎石基層，并垂直切割道路中心點(diǎn)，埋設(shè)厚度為10 mm的鋼板。鋼板埋設(shè)后重新攤鋪、碾壓新的水泥穩(wěn)定碎石層，碾壓結(jié)束后24 h后，取出埋設(shè)的鋼板，布設(shè)縱向施工縫。

施工人員可將水泥、水性環(huán)氧界面劑制作為結(jié)合料，并將其灌入施工縫內(nèi)。灌縫所用的結(jié)合材料用量為3 kg/m2，結(jié)合料3 d左右的抗壓強(qiáng)度約為5 MPa。由于水泥與水性環(huán)氧界面劑所配置的混合料具有耐凍融性、流動(dòng)性，能夠在新舊水泥穩(wěn)定碎石基層接縫處起到良好的填充效果。接縫處理結(jié)束后，施工人員還應(yīng)每隔50 m取出接縫樣本，實(shí)施抗劈裂度強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果約為0.6～0.8 MPa時(shí)，表示接縫處理結(jié)果符合市政快速化道路建設(shè)中的相關(guān)要求。

4 結(jié)語

綜上所述，市政快速化道路是新時(shí)期城市交通體系的重要組成部分，水泥穩(wěn)定碎石基層在該類道路工程中的應(yīng)用，可在合理節(jié)約道路建設(shè)成本的前提下，提升道路工程整體質(zhì)量。為突出水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)的實(shí)踐優(yōu)勢(shì)，還應(yīng)在修建市政快速化道路時(shí)，加強(qiáng)水泥及碎石等材料質(zhì)量管理，規(guī)范水泥碎石層攤鋪、碾壓等工藝流程，明確技術(shù)要點(diǎn)，以此建設(shè)高質(zhì)量市政快速化道路。