賈彥兵

(山西長興路橋有限公司，山西 長治 046000)

0 引言

路面基層是瀝青路面結構的重要組成部分。在我國高速公路建設中，大部分路面選擇采用半剛性基層。水泥穩(wěn)定碎石基層是高等級公路中應用廣泛的半剛性基層之一，該種基層強度和承載力較高，具有抗疲勞和破壞性強的特性，且成本低廉，施工方便。水泥穩(wěn)定碎石基層常出現(xiàn)的質量通病在于容易形成干縮裂縫，使得路面面層出現(xiàn)反射裂縫，降低路面使用壽命。

在施工中，為更好的發(fā)揮水泥穩(wěn)定碎石基層的性能，避免對路面產生危害，則需要正確認識水穩(wěn)基層的特點，從混合料設計和施工技術入手，采取有效措施來提高水穩(wěn)碎石基層的施工質量，達到有效延長路面使用壽命的目的。在本文中，介紹了進行水穩(wěn)碎石基層混合料設計和施工的要點，說明了抗裂型水穩(wěn)碎石基層良好的路用性能，以期借鑒。

1 概述

在我國高速公路建設中，90%以上的高等級路面采用半剛性材料作為基層。半剛性基層具有承載性強、穩(wěn)定性好的特性，且造價低，施工方便。但很多路面投入使用后，出現(xiàn)一些普遍性的問題，地表水順反射裂縫下滲導致出現(xiàn)的唧漿病害(見圖1)，基層結構組合設計或施工質量原因導致的結構性病害的發(fā)生。這些都使得半剛性基層路面使用壽命低于設計壽命，甚至出現(xiàn)提前破壞現(xiàn)象。

水泥穩(wěn)定碎石是半剛性基層的一種重要類型，具有較高的強度和模量，板體性好，優(yōu)良的水穩(wěn)性與耐久性，施工方便的特點，缺點在于容易產生反射裂縫，見圖2。因此，正確認識水穩(wěn)基層的特點，從結構、構造、材料設計方法、與材料特性相匹配的施工技術入手，揚長避短，提高半剛性基層瀝青路面的質量和使用壽命。

圖1 唧漿

圖2 反射裂縫

在抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層結構中，通過選擇采用的連續(xù)級配粗集料形成嵌擠結構的骨架，在骨架空隙中有效填充密實的水泥和細料，從而形成一種骨架密實型的無機結合料。常用于對承載力要求較高的路面，可作為高速公路、一級公路的基層或上基層。

大量的工程實踐表明，抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層配合比設計中，使用的振動成型工藝能最大限度的模擬施工現(xiàn)場(見圖3);在基層的級配骨架密實結構中，投入的粗骨料多(見圖4)，水泥劑量相對普通水穩(wěn)基層低;基層壓實度高，使得該基層路面的抗壓強度和抗裂性能顯著提升，在河北、江蘇等省市得到了廣泛推廣和應用，使用效果良好。

圖3 振動成型設備

圖4 骨架密實級配試件

2 混合料組成設計

在混合料設計中，為保證路基強度符合設計要求，有效減少成型后路面裂縫，應通過混合料組成設計合理確定集料、水泥等的級配比例。為確?；旌狭鲜┕ぶ械暮鸵仔院蛪簩嵍?，采用振動壓實法合理確定混合料的最佳含水量和最大干密度等。

2.1 原材料

對原材料要做好料源把關，對原材料生產廠家要進行實地查驗合格，對進入施工場地的每批次原料也要進行檢測合格后方可使用。

水泥?？蛇x擇使用普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥等，應禁止使用早強水泥。對進入料場的每批次水泥都要通過試驗測定其齡期強度、安定性等指標，只有各指標符合規(guī)范和設計要求后，方可使用。水泥料場應具有遮陽、覆蓋等降溫措施。

碎石。碎石是水泥穩(wěn)定碎石基層的主體，應足夠堅硬、耐久且強度符合要求。按設計要求和粒徑規(guī)格分組進行備料，可分為9.5 mm～31.5 mm，4.75 mm～9.5 mm，2.36 mm～4.75 mm 和0 mm～2.36 mm 四種規(guī)格，最大粒徑控制在31.5 mm。要求的碎石壓碎值不得超過28%，嚴控針片狀含量，以不超過15%為宜。進行集料砂當量控制，應不小于55%。

2.2 確定礦料級配

將施工中實際使用的碎石水洗篩分后，按顆粒組成進行計算，確定各級碎石的比例。在混合料配合比設計中，將級配曲線按正“S”形進行調整，可有效減少混合料離析，也有利于提高混合料的抗裂性。在設計中，將碎石粒徑在4.75 mm 以上的篩孔通過率按級配的中值與上限之間進行控制和調整，將碎石粒徑在4.75 mm及以下的篩孔通過率按級配的中值與下限之間進行控制和調整。組成抗裂型水穩(wěn)碎石基層的混合料級配應符合表1 規(guī)定。

表1 組成抗裂型水穩(wěn)碎石基層的混合料級配表

確保粗集料間形成良好的嵌擠效果(見圖5)，必須將4.75 mm，2.36 mm，0.075 mm 的通過率嚴格控制在要求范圍內。否則，級配不良難以形成骨架密實結構，見圖6。

圖5 合格的骨架密實級配

圖6 級配不良的芯樣

2.3 不同的水泥劑量分組進行振動壓實試驗

采集施工中實際使用的水泥，按照2.5%～4.5%的不同劑量分別取4 種～5 種比例(以碎石質量為100)進行混合料制備。偏差系數(shù)在10%～15%時的試件制備個數(shù)9 個，偏差系數(shù)在15%～20%時的試件制備個數(shù)13 個，通過振動壓實成型法確定各組混合料的最佳含水量和最大干密度。

2.4 不同水泥劑量的強度試驗

按照確定的最佳含水量進行水穩(wěn)碎石混合料拌制，使用振動擊實法制備試件，壓實度要求為98%。使用塑料薄膜將試件脫模稱重后包覆，在標準養(yǎng)護條件下進行室內養(yǎng)生6 d，再浸水1 d 后取出，將試件表面的自由水使用軟布吸去后稱重，再進行無側限抗壓強度測定。對比養(yǎng)生前后的試件稱重，要求水分損失不得超過10 g，否則作廢。

2.5 確定最大干密度、最佳含水量、水泥劑量

水泥穩(wěn)定碎石基層的7 d 浸水無側限抗壓強度應符合設計要求，一般控制在3.0 MPa～5.0 MPa 之間。同時，采用靜壓成型法進行試件制備，其7 d 浸水無側限抗壓強度應不小于3.0 MPa。

為確保水穩(wěn)碎石基層達到設計強度，盡可能的減少基層裂縫，在混合料設計中，應盡量限制水泥劑量，控制細集料和粉料的用量。

3 施工工藝

質量優(yōu)良的水穩(wěn)基層，不僅需要良好的配合比設計，還需要正確的施工。在本文中，混合料生產采用集中拌和法，施工現(xiàn)場由兩臺攤鋪機組成梯隊進行攤鋪，使用一次碾壓密實成型的施工工藝。

施工流程主要有:試鋪、拌和、運輸、攤鋪、碾壓、養(yǎng)生及交通管制。

3.1 試鋪

在正式施工前，應在驗收合格的底基層進行試鋪。試鋪的目的在于驗證混合料的配合比和拌和、運輸、碾壓等工序時間和流程的可行性，對整個施工方案進行調整，以盡量縮短延遲時間。通過對試鋪中發(fā)現(xiàn)的問題進行合理調整后，確定此次項目施工的標準流程和方法，經批準后即可正式施工。

3.2 拌和

在拌和作業(yè)中，按設計要求嚴格限制水泥的使用劑量。做好含水量控制，可比最佳含水量略高1%，并根據(jù)氣溫、失水情況及時進行調整。高溫作業(yè)時，早晚與中午的含水量要有區(qū)別。為避免混合料離析，混合料裝車時，車輛應前后移動分三次裝料。

3.3 運輸

混合料的運輸能力應與拌和能力和攤鋪能力相協(xié)調，在攤鋪機前排隊等候卸料的運料車輛不得少于5 輛。為減少混合料運輸途中的水分損失，運輸車輛應覆蓋氈布。為確保施工質量，應盡可能在1 h 內將混合料運至施工現(xiàn)場，對超過水泥初凝時間的混合料則必須廢棄。

3.4 攤鋪

在攤鋪前，將作業(yè)面表面的浮土、積水等清除，并灑水濕潤。可在攤鋪機前一定距離噴灑水泥凈漿，以確保上下基層粘結，形成整體。將攤鋪機調整到位后應連續(xù)攤鋪，禁止停機待料，攤鋪速度和厚度應均勻。采取降低布料器前擋板的離地高度等防止混合料產生離析的現(xiàn)象。攤鋪機后面應設專人消除離析現(xiàn)象。

3.5 碾壓

碾壓是確保水穩(wěn)基層施工質量最重要的一環(huán)。振動成型法確定，壓實標準達到98%以上，要求抗裂水穩(wěn)基層基本不滲水。穩(wěn)壓采用單鋼輪振動壓路機靜壓一遍。壓實時，則使用2 臺～3 臺單鋼輪壓路機有序碾壓開振2 遍～3 遍。收光時，使用1 臺～2 臺膠輪壓路機靜壓1 遍～2 遍。在施工中，根據(jù)路面壓實檢測情況及時進行調整。

3.6 養(yǎng)生及交通管制

養(yǎng)生是確保水穩(wěn)基層形成強度的關鍵。碾壓完畢后，應立即使用塑料薄膜覆蓋進入7 d 養(yǎng)生期。在養(yǎng)生期間，應采取噴淋等措施確?；鶎訚駶?，禁止車輛通行。

4 質量控制

在抗裂型水穩(wěn)基層施工中，除完善施工組織和設計外，還應堅持做到以下幾點:

1)穩(wěn)定料源。

與普通水穩(wěn)基層相比，抗裂型水穩(wěn)基層的級配范圍較窄，對原材料的質量控制就更為嚴格。因此，為確保施工質量，穩(wěn)定的原料供應源就非常重要。要把好材料的源頭關，及時篩分每批材料，及時調整用料比。

2)定期檢查機械設備。

建立并落實機械設備的定期檢修保養(yǎng)制度。在正式施工前，對施工機械和配件進行檢查，做好試機工作，及時排除設備故障，補充缺損配件，杜絕因設備原因而影響工程進度和施工質量。

3)防止混合料離析。

在施工中應采取各種有效措施，防止水泥穩(wěn)定碎石基層出現(xiàn)離析和開裂。對已經出現(xiàn)的離析和開裂應及時處理，直至將基層鏟除重鋪。

［1］張萬磊.骨架密實型水泥穩(wěn)定碎石配合比設計與施工技術要點［Z］.2011.

［2］張志祥.抗裂型水穩(wěn)設計與施工［Z］.

［3］DB33/T 836—2011，公路水泥穩(wěn)定碎石基層振動成型法施工技術規(guī)范［S］.

［4］蘇高技(2006)219 號，江蘇省高速公路抗裂型水泥穩(wěn)定碎石路面基層施工指導意見(試行)［Z］.