水泥穩定碎石基層施工質量的控制

【摘　要】　通過廣東省開平市-陽江市高速公路陽江段水泥穩定基層的施工實踐,詳細闡述了水泥穩定碎石基層施工質量控制的關鍵步驟,以及應注意的幾個問題。

【關鍵詞】　水泥穩定碎石;基層;施工;質量控制

水泥穩定碎石具有良好的力學性能和板體性、水穩性以及抗凍性等優點,被廣泛用于修建高速公路路面基層或底基層。雖然其優點很多,使用范圍也比較廣泛,但是若對其特點了解不足,施工質量控制不好,就不能充分發揚其長處,甚至會留下工程隱患,造成嚴重的后果。筆者以開陽高速陽江段水泥穩定碎石基層施工實踐為例,淺談水泥穩定碎石基層施工的質量控制。

一、工程概況廣東省開平-陽江高速公路是全國高等級公路網國道主干線同江-三亞高速公路的一段,既是廣東高速公路網的重要組成部分,也是粵西交通大動脈,全長126km,2000年9月動工,計劃2003年6月通車。按平原微丘區設計,雙向四車道,寬28m,全互通、全立交、全封閉,路面結構上面層為4cm瀝青混凝土AK-16A,中面層為5cmAC-20中粒式瀝青混凝土,下面層為6cmAC-25粗粒式瀝青混凝土;1cm厚瀝青中砂下封層,18cm水泥穩定碎石上基層,18cm水泥穩定碎石下基層,20cm水泥穩定粒料底基層,15cm級配碎石墊層。

二、原材料質量控制 1水泥。水泥作為集合料的一種穩定劑,其質量對集料的質量是至關重要的,施工時選用終凝時間較長,標號較低的水泥。為使穩定土有足夠的時間進行拌和、運輸、攤鋪、碾壓以及保證其具有足夠的強度,不應使用快凝水泥、早強水泥以及受潮變質水泥。按合同要求本標段使用由業主指定的水泥廠家提供的優質免檢水泥:廣東英德水泥廠熊貓牌425號普通硅酸鹽水泥。 2碎石。本標段沿線碎石儲量較為豐富,石料強度較高,大部分施工段能就近開采,按路面墊層、底基層、基層施工的要求和用量,依經濟合理的原則,經過對沿線附設的石料加工場的原材料的調查、試驗,分別選定那程嶺、漠地垌、陽西程興石場作為三個基層拌和站使用碎石、石屑材料的供用場。碎石采用1～3cm,經實驗篩分在單級配區間。通過實驗嚴格控制碎石的其他指標,壓碎值不大于30%,液限不超過25%,塑性指數小于6,有機質含量不超過2%,硫酸鹽含量不超過0.25%等。 3砂料。沿線大小河流較多,河砂儲量豐富,為石英質中粗砂,采集方便,經實驗各項指標符合規范要求。加之沿線降雨量充沛,河流溝溪縱橫交錯,地下水位較高,經實驗水質比較純潔,人畜就地飲用,農作物灌溉都不存在問題,所以沿線水可用以混合料的施工。

三、　混合料的組成設計

3.1　路面底基層路面兩階段施工圖設計對路面底基層材料特性的要求中指出:“底基層所用材料為水泥穩定粒料,其中粒料首選石屑,若石屑供應不足時,可采用碎石、石屑、砂礫組成一定級配的混合料,摻配比例通過實驗確定。”按設計要求于2002年2月3日鋪筑路面底基層試驗路時,采用4%水泥石屑材料,通過鋪筑實驗路發現,用水泥石屑作底基層存在兩方面問題:主要是工程質量方面,由于路面底基層用純石屑集料,集料中缺少粗骨料,養生期結束后,由于干縮、溫縮效應,路面底基層易產生對工程質量極為不利的橫向裂縫,且在養生期結束仍需繼續養生,從而增加工程成本。其次是材料供應方面,由于石屑材料為石場碎石生產過程的附帶品,其產量最高僅為碎石產量的25%,因路面墊層、路面基層集料中都需石屑,如路面底基層用集料采用純石屑,則石屑在開工后的短期內將面臨嚴重短缺的不利局面,基于上述兩個原因底基層改為水泥級配碎石。路面底基層集料用碎石、石屑、砂礫組成一定級配的混合料的多組配合比的設計工作,是以節省石屑、增加施工和易性,保證路基質量和使路面底基層具有良好強度和板體性,減少混合料離析等為原則。通過優化配合比實驗,試鋪實驗路段,確立了路面底基層的施工配合比為4%水泥穩定粒料,其中集料的摻配比例第一組為:2～4cm碎石∶1～3cm碎石∶石屑∶粗砂=20∶25∶35∶20。碾壓混合料的最佳含水量為6.8%,最大干容重為2.225g/cm3;第二組為2～4cm碎石∶1～3cm碎石∶石屑∶中粗砂=15∶25∶40∶25。碾壓混合料最佳含水量為7.0%,最大干容重為2.230g/cm3,以上兩組配合比可根據附近材料的供應情況選用,因為兩組配合比通過試驗試鋪各項指標滿足技術規范要求。

3.2　路面基層采用6%水泥、碎石、石屑、砂礫組成一定級配的混合料進行配合比設計,以保證工程量為主,同時考慮材料供應情況及施工易操作為原則,經優化配合比實驗,通過試驗路段的鋪筑,確定了路面基層的施工配合比為5.5%水泥穩定碎石,其中集料的摻配比例:1～3cm碎石∶石屑∶中粗砂=45∶35∶20,碾壓混合料的最佳含水量為6.9%,最大干容重為2.240g/cm3。

四、 應注意的幾個問題

1廠拌設備的選型。拌和設備的質量直接影響混合料拌和的質量,而拌和設備的好壞的關鍵就要看其骨料、粉料、水等各種物料的配合比精度是否能夠得到保證,本標段選用WBC300型穩定土廠拌設備。該設備采用電磁調速控制系統,能較好的保證各種物料的配合比,且拌和均勻,性能穩定。

2嚴格控制水泥劑量。水泥劑量太小,不能保證水泥穩定土的施工質量;而劑量太大,既不經濟,還會使基層的裂縫增多、增寬,從而引起瀝青面層的相對應的反射裂縫。所以,必須嚴格控制水泥用量,做到經濟合理,精益求精,以確保工程質量。

3混合料的含水量控制。廠拌混合料現場,每天由后場專職試驗人員在早上、中午、下午分別測定各種集料的含水量,根據施工配合比設計的最佳含水量指標,結合當天的氣溫、濕度、運距情況確定混合料拌和時的用水量。在前場負責檢測壓實度的專職試驗人員,在混合料攤鋪整型過程中亦及時測定混合料的含水量,及時指揮壓路機碾壓,力求在最佳含水量條件下碾壓,盡量避免由于含水量過大出現“彈軟”、“波浪”等現象,影響混合料可能達到密度和強度,增大混合料的干縮性,使結構層容易產生干縮裂縫;或由于含水量偏小使混合料容易松散,不易碾壓成型,也會影響混合料可能達到的密度和強度。所以只有嚴格按規范施工,加強每一施工環節的質量控制,才能保證施工質量。

4混合料的運輸應避免車輛的顛簸,以減少混合料的離析。在氣溫較高、運距較遠時要加蓋氈布,以防止水分過分損失。

5混合料攤鋪接縫的處理。接縫有縱向接縫和橫向接縫兩種,當攤鋪機寬度足夠時,整幅攤鋪時不存在縱縫接縫問題。當攤鋪機的攤鋪寬度不足時,采用2臺攤鋪機一前一后同步向前攤鋪混合料,并一起進行碾壓,這樣也可以避免縱向接縫。由于本標段結構物較多,一般情況下都以兩結構物間為一施工段落,避免了橫向接縫,如有特殊,需設置橫向接縫,其處理方法是將攤鋪機附近及其下面未經壓實的混合料鏟除,將已碾壓密實且高程和平整度符合要求的末端挖成一橫向垂直向下的斷面,攤鋪機返回到壓實層的端部,用木墊板墊至虛鋪高度,再攤鋪新的混合料,繼續下一步施工。

6混合料的壓實。混合料經攤鋪機攤鋪成型后,即可用壓路機碾壓,碾壓長度需根據施工現場的實際情況確定,如果實測混合料的含水量高于最佳含水量,且氣溫較低時可適當延長碾壓長度,如果混合料已接近最佳含水量且溫度較高蒸發快時,應縮短碾壓長度,確保在最佳含水量時進行碾壓。

7混合料的養生。對已完成碾壓并經壓實度檢測合格后應立即進行養生,不能延誤。養生可用不透水的塑料薄膜覆蓋或用濕砂覆蓋進行養生,也可用瀝青乳液進行養生,還可以在完成的基層上即時做下封層,利用下封層進行養生,同時也可在已完成混合料直接灑水養生。按技術規范養生期應不小于7d,在養生期間應由專人負責限制車輛行駛,除灑水車外,絕對禁止重型車輛行駛。本標段采用兩種方法養生,加蓋塑料薄膜和灑水車進行養生。

五、　結語高速公路基層施工質量的控制雖然受到人員、機械、材料、水文、氣候、施工工藝等多種因素的綜合影響,但只要嚴格按要求施工,完全能夠保證工程質量。通過對已完成的陽江段水泥穩定碎石基層測試,其表面平整、無輪跡或隆起,橫縱斷面正確,平均壓實度達到99.1%,最低壓實度為98.4%,滿足《公路工程質量檢驗評定標準》。