石蕾

（益陽遠程公路建設有限公司）

0 引言

水穩(wěn)碎石在國內(nèi)路面結(jié)構(gòu)層中的應用十分普遍。水穩(wěn)碎石位于路面層底部，是主要的承重層，具備承重強度高、荷載穩(wěn)定性好、施工工藝簡單等優(yōu)勢；但半剛性基層的反射開裂通病在水穩(wěn)碎石基層中體現(xiàn)得尤為明顯，在車輛荷載的長期、反復作用下，在基層表面平整度較差的區(qū)域，受應力集中影響，會出現(xiàn)基層開裂，并持續(xù)延伸至路面層，最終誘發(fā)路面開裂。為了提高水穩(wěn)碎石基層的施工質(zhì)量，本文以某市政道路改造項目為背景，重點從水穩(wěn)基層的設計及施工兩個層面進行了深入分析。

1 工程概況

某城市市政主干道改擴建項目，路面層由瀝青混凝土鋪筑，設計等級等同于公路一級；本改擴建項目擬加寬路基，并對原面層及半剛性基層進行銑刨重鋪，新鋪筑路面結(jié)構(gòu)層為：“三層水穩(wěn)層（170mm）+粗粒式瀝青混凝土下面層（70mm）+中粒式瀝青混凝土中面層（50mm）+細粒式瀝青混凝土面層（40mm）”。

2 水穩(wěn)碎石基層混合料配合比設計要點

水穩(wěn)碎石基層混合料物理性能受水泥摻量影響顯著，為了既滿足水穩(wěn)碎石基層的承載強度要求，同時又避免因大量水泥水化產(chǎn)生裂縫，應將水泥摻量控制在合理范圍內(nèi)。因此，在路面層設計過程中，應對水穩(wěn)碎石基層混合料的配合比進行比選，進而優(yōu)化路面層結(jié)構(gòu)設計水平。

2.1 混合料組成設計

⑴水穩(wěn)碎石基層中的石料粒徑規(guī)格：20～30mm；10～20mm；5～lOmm；0～5mm；石料壓碎值指標為21.5%，石料中片狀碎石占比為11.4%，石料中粒徑最大值未大于31.5mm，石料各項參數(shù)滿足設計及施工要求。

⑵水穩(wěn)碎石基層混合料中摻加的水泥標號為P.042.5 級，材料各項檢測數(shù)據(jù)均滿足設計及施工要求。

⑶該項目中的路面抗壓強度設計值為4MPa，碎石粒徑均未大于26.5mm，其它參數(shù)詳見表1。

表1

⑷控制水泥摻量，進行對比試驗，不同摻量試驗樣本編號如下：A-4.0%（水泥摻量4.0%），B-5.0%（水泥摻量5.0%），C-6.0%（水泥摻量6.0%），D-8.0%（水泥摻量8.0%）。

2.2 無側(cè)限抗壓強度試驗

結(jié)合道路工程檢測相關(guān)規(guī)范，為了檢驗水穩(wěn)碎石基層的施工質(zhì)量，應對水穩(wěn)碎石基層進行無側(cè)限抗壓強度及擊實試驗。試驗結(jié)果詳見表2 所示。

表2 擊實試驗、無側(cè)限抗壓強度試驗結(jié)果

2.3 回彈模量試驗

回彈模量能夠間接判斷水穩(wěn)碎石基層的強度，回彈模量可通過承載板法獲取，模量試驗結(jié)果詳見表3。

表3 水穩(wěn)碎石回彈模量試驗結(jié)果

2.4 水穩(wěn)碎石基層最佳配合比分析與確定

通過試驗研究發(fā)現(xiàn)：

⑴當摻量達到8%時，對應的強度最大，當摻量達到4%時，對應的強度最小。

⑵當水泥摻量介于4.0%～6.0%時，水穩(wěn)碎石基層的無側(cè)限抗壓強度指標與水泥摻量呈正相關(guān)。

⑶水穩(wěn)碎石基層混合料干縮受水分蒸發(fā)影響明顯，當水泥摻量達到4%時，混合料的干縮率最低，當水泥摻量達到8%時，混合料的干縮率最高。

⑷兼顧水穩(wěn)碎石基層混合料的回彈模量、無側(cè)限抗壓強度等指標，得出當水泥摻量介于5.0%～6.0%時，各項指標均較高，工程經(jīng)濟性良好。

3 水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)要點

3.1 水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝流程

水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝流程見圖1。

3.2 施工準備階段要點

⑴該項目中選用的水泥基材為P.042.5 級復合硅酸鹽水泥，經(jīng)試驗，該水泥的初凝及終凝時間均滿足設計要求。

⑵為了獲取科學合理的施工參數(shù)，大規(guī)模攤鋪壓實前應先選取試驗段進行試鋪，通過試鋪以明確壓實機械類型、松鋪厚度、壓實工況等參數(shù)。

圖1 水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝流程

⑶通過試驗段試鋪，對試驗前明確的壓實含水率、壓實工況、松鋪系數(shù)、壓實機械選型等參數(shù)進行驗證，通過分析試驗參數(shù)和試驗段試鋪效果，及時改進和完善施工方案。

⑷攤鋪作業(yè)開工前，應再次校核水穩(wěn)碎石基層的幾何參數(shù)，壓實前應先灑水保濕，以確保壓實效果。

3.3 混和料拌制要點

⑴水穩(wěn)碎石基層混合料拌和質(zhì)量受影響因素眾多，但原材料本身的質(zhì)量起到?jīng)Q定因素。

⑵該項目引進了具有自動稱重功能的水穩(wěn)碎石混合料拌和機械，混合料均采用廠拌形式，以保證混合料質(zhì)量，該廠的供應能力為8OOt/h。

⑶在正式開工前，應提前計算攤鋪工程量，協(xié)調(diào)好混合料運輸車輛與攤鋪機械之間的配合性，確保攤鋪連續(xù)進行。

⑷以三階段配合比試驗確定的參數(shù)為基準，結(jié)合試驗段試鋪參數(shù)，對配合比進行優(yōu)化，采用優(yōu)化后的配合比進行正式攤鋪。

3.4 攤鋪施工技術(shù)要點

⑴水穩(wěn)碎石混合料攤鋪過程中應做好施工控制，嚴格按照設計寬度及厚度攤鋪，以保證攤鋪的均勻性和標準性。

⑵為了控制好標段內(nèi)的攤鋪厚度，每間隔10m 監(jiān)測一次厚度，本項目攤鋪總厚度為540mm，分三次攤鋪完成。

⑶二次攤鋪應在首次攤鋪后的7d 再進行，且二次攤鋪前應測定首層的強度是否滿足設計要求。

3.5 碾壓施工技術(shù)要點

⑴混合料壓實環(huán)節(jié)是其強度形成的關(guān)鍵，為了保證水穩(wěn)碎石基層的強度滿足設計要求，應合理制定壓實方案，明確具體的壓實工況及工藝。

⑵水穩(wěn)碎石基層壓實前應保持表面濕潤，做到保濕作業(yè)。

⑶高等級公路的水穩(wěn)基層壓實度不能低于98%，壓實工況分為初壓、復壓及終壓三個環(huán)節(jié)。

⑷壓實作業(yè)應連續(xù)完成，壓實機械中途嚴禁隨意掉頭、停機，以避免因壓實荷載不均勻而誘發(fā)基層開裂。

⑸水穩(wěn)層施工壓實時間控制很重要，不能超過水泥初凝時間。

3.6 接縫施工技術(shù)要點

⑴人工整平水穩(wěn)碎石基層混合料端頭，保證端頭平整、對齊，緊貼混合料布設方木，以保證水穩(wěn)碎石基層混合料的壓實效果。

⑵緊貼混合料的方木應使用鋼釬加固，以避免因壓實荷載作用而出現(xiàn)移位。

⑶壓實度是表征水穩(wěn)碎石基層壓實質(zhì)量的核心指標，故應以壓實度作為壓實質(zhì)量的評定標準。

⑷重新攤鋪前，應撤銷方木，并妥善清表。

⑸針對遺留的基層接縫處理好二次攤鋪修復作業(yè)。

⑹為了保證接縫處的壓實質(zhì)量，在上一次壓實基礎(chǔ)上，應進行橫向、縱向交叉壓實，確?；鶎咏涌p位置的壓實度滿足設計要求。

4 完工后質(zhì)量控制

⑴現(xiàn)場鉆芯取樣，芯樣必須完整，尺寸滿足設計規(guī)范要求，不能缺邊調(diào)角、蜂窩麻面。

⑵水泥穩(wěn)定碎石基層完工后質(zhì)量檢測評定實測項目見表4。

⑶水穩(wěn)碎石基層壓實完工后，應在常溫、潮濕環(huán)境下養(yǎng)護7d 以上，及時測定基層的回彈模量、無側(cè)限抗壓強度等指標是否滿足設計要求。

⑷基層養(yǎng)護期間應落實交通管制，禁止一切車輛通行。

⑸水穩(wěn)碎石基層先灑透層后封層，以起到保護基層的作用，同時可以控制基層的干縮開裂病害程度，隨后進行中面層及上面層攤鋪壓實施工。

表4 泥穩(wěn)定碎石基層完工后質(zhì)量檢測評定實測項目

5 結(jié)論

水穩(wěn)碎石基層位于路面結(jié)構(gòu)層的底部，是路面結(jié)構(gòu)的主要承重層，也是路面荷載向路基層傳遞的主要結(jié)構(gòu)層，水穩(wěn)碎石基層的施工質(zhì)量直接關(guān)系到路面整體的服役能力，考慮到水穩(wěn)碎石基層的施工質(zhì)量受多方面因素影響，故在設計及施工實踐中，應不斷優(yōu)化基層混合料的配合比，同時制定科學合理的攤鋪、壓實及養(yǎng)護方案，確?；鶎痈黜椓W參數(shù)滿足設計要求。