鐘曉芳

（龍巖交通建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建龍巖 361000）

0 引言

水泥穩(wěn)定碎石基層具有造價(jià)低、工藝簡單、抗?jié)B性好和強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于公路建設(shè)項(xiàng)目中。水穩(wěn)層傳統(tǒng)做法為分層鋪筑與碾壓，該工藝的施工質(zhì)量雖然能夠符合工程要求，但是與基層整體性的基本要求有所相悖，上、下層基層分開施工容易出現(xiàn)兩個(gè)基層分別受力現(xiàn)象，下基層可能受到污染，導(dǎo)致層間結(jié)合不緊密，甚至容易出現(xiàn)干縮裂縫，隨著裂縫發(fā)展形成反射裂縫，導(dǎo)致面層出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，影響瀝青路面的路用性能。因此，采用水穩(wěn)層一次成型施工技術(shù)，不僅可以解決分層施工產(chǎn)生層間結(jié)合不良和裂縫等質(zhì)量問題，還可以縮短施工時(shí)間。通過對水穩(wěn)層施工工藝的改進(jìn)，從而進(jìn)一步確保水穩(wěn)層的層間黏結(jié)力、抗裂性、強(qiáng)度和整體性，提升公路工程的施工質(zhì)量。

1 工程概況

龍巖市新羅區(qū)王莊至東山道路工程起點(diǎn)于王莊村委會北側(cè)，終點(diǎn)于東環(huán)高速東山大橋、浮東路和G358 兩側(cè)輔道平面交叉。路線全長1.969km，雙向六車道，設(shè)計(jì)車速40km/h，全線設(shè)置5 道蓋板涵和1 座大橋，道路等級為二級公路，路面寬度28m，道路面層為瀝青路面。其中，上、下基層的厚度均為20cm，水穩(wěn)層的水泥含量分別為4%和6%，基層與面層之間采用乳化瀝青進(jìn)行處理，面層總厚度為16cm，墊層采用級配碎石，基層施工方法原設(shè)計(jì)為分層施工法，上、下基層間隔施工時(shí)間為7d。

2 水穩(wěn)層一次成型方案提出

水泥穩(wěn)定碎石基層如果按照原設(shè)計(jì)采用分層施工法，下基層施工完成養(yǎng)護(hù)7d 后方可進(jìn)行上基層的施工，上、下基層水泥含量不同，分層施工很合理。但是分層施工將不可避免地存在層間連接不夠緊密或者層間污染等現(xiàn)象，水穩(wěn)層的力學(xué)性能無法完美地達(dá)到設(shè)計(jì)要求。另外，分層施工需要7d 的工藝間歇要求，使得水穩(wěn)層施工時(shí)間拖延較長，后續(xù)工序無法順利開展。而該工程道路施工工期極其緊張，采用常規(guī)分層施工法將無法按時(shí)完成施工任務(wù)，因此，項(xiàng)目部召開專題會議研究后決定采用水穩(wěn)層一次成型施工技術(shù)。該工程水穩(wěn)層的總厚度為40cm，如果一次性攤鋪和碾壓，那么需要采用大噸位壓路機(jī)，壓路機(jī)租賃費(fèi)用相對昂貴，經(jīng)濟(jì)性相對較差。如果采用分層攤鋪與碾壓，兩層水穩(wěn)層一次成型的話，那么施工機(jī)械跟分層施工法基本一致，施工工藝基本沒有變化，施工技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)相對合理。鑒于上、下基層原設(shè)計(jì)強(qiáng)度不一致，經(jīng)過與設(shè)計(jì)單位協(xié)商后，將基層水穩(wěn)層的水泥用量變更為5%，為水穩(wěn)層一次成型施工技術(shù)的開展提供了便利條件。

3 水穩(wěn)層配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化

3.1 主要組成材料質(zhì)量管控

3.1.1 水泥

水穩(wěn)層使用的水泥不得采用早強(qiáng)水泥，應(yīng)選用華能P·C32.5，由于水穩(wěn)層一次成型對于水泥凝結(jié)時(shí)間的要求相對較高，因此需要對水泥凝結(jié)時(shí)間進(jìn)行對比與分析，最終選定的水泥初凝和終凝時(shí)間檢測結(jié)果分別為295min 和420min，水泥性能指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果如表1所示，水泥強(qiáng)度、細(xì)度、安定性等指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求。

表1 水泥性能指標(biāo)檢測結(jié)果

3.1.2 集料

水穩(wěn)層的集料通常選用碎石與石粉，集料的級配情況將決定水穩(wěn)層的質(zhì)量，該工程根據(jù)19～31.5mm、9.5～19mm 和4.75～9.5mm 等區(qū)間對碎石進(jìn)行標(biāo)記，分別為1 號料、2 號料和3 號料，集料試驗(yàn)結(jié)果如表2所示，集料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合規(guī)范要求。

表2 集料性能指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果

3.1.3 攪拌用水

水穩(wěn)層的攪拌采用自來水，來自市政給水管網(wǎng)，水質(zhì)符合規(guī)范要求。

3.2 配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化

根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工現(xiàn)場需求，參考同類項(xiàng)目相關(guān)組成材料屬性和配合比設(shè)計(jì)成果，按照骨架密實(shí)型設(shè)計(jì)原則進(jìn)行多次室內(nèi)試驗(yàn)，通過相關(guān)數(shù)據(jù)的對比與分析后，最后確定了水穩(wěn)層的配合比設(shè)計(jì)為：1 號料∶2號料∶3 號料∶水泥∶石粉∶自來水=550∶438∶505∶103∶801∶157。碎石和石粉均按照規(guī)定進(jìn)行篩分，篩分結(jié)果符合施工規(guī)范要求。根據(jù)配合比設(shè)計(jì)稱量下料攪拌后制作標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試樣，試驗(yàn)結(jié)果取得水穩(wěn)層最大干密度為2.361g/cm3，由此推算出最佳含水量為6.4%。根據(jù)試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行7d 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測，試驗(yàn)結(jié)果顯示其抗壓強(qiáng)度評定值為4.29MPa≥4.0MPa，水穩(wěn)層強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

4 大厚度水穩(wěn)層一次成型施工技術(shù)

4.1 施工準(zhǔn)備

級配碎石墊層的壓實(shí)度與平整度等技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，墊層質(zhì)量驗(yàn)收合格后即可開始水穩(wěn)層的施工。根據(jù)道路布置平面圖，采用全站儀將整個(gè)道路的中線測量出來，再根據(jù)水穩(wěn)層的寬度推算出其邊線位置，在邊線上設(shè)置指示樁，設(shè)置間距為10m，接著將施工場地內(nèi)的高程引測到指示樁上，為了方便識別邊線，在其位置上均勻地撒上白灰。該工程水穩(wěn)層攤鋪高程控制方法為張拉不銹鋼鋼絲法，要求鋼絲的張緊力≥800N，該工程選用鋼絲直徑為3mm。首先在控制樁上刻槽，再采用扎絲將鋼絲固定在槽口上，接著采用張緊器進(jìn)行張拉，使鋼絲繃直，鋼絲布設(shè)完成后應(yīng)及時(shí)復(fù)核高程偏差，確保高程的精度符合施工要求[1]。水穩(wěn)層的攪拌設(shè)備和計(jì)量設(shè)備的維修保養(yǎng)記錄應(yīng)齊全，設(shè)備運(yùn)行正常，各類檢測儀器和儀表均符合規(guī)范要求，攪拌站的生產(chǎn)能力滿足施工要求。攤鋪機(jī)與雙鋼輪壓路機(jī)的型號規(guī)格應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，進(jìn)場的數(shù)量應(yīng)符合施工方案規(guī)定。

4.2 水穩(wěn)層拌和與運(yùn)輸

為了確保水穩(wěn)層的拌和質(zhì)量的穩(wěn)定性，該工程水穩(wěn)層采用集中廠拌法，水穩(wěn)層在攪拌站生產(chǎn)后再運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進(jìn)行鋪筑。由于運(yùn)輸過程中不可避免地存在水分損失情況，根據(jù)類似項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，混合料拌和時(shí)實(shí)際用水量比最佳含水量應(yīng)多出0.5%～1%。其他水穩(wěn)層的組成材料均嚴(yán)格按照配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)量與下料，攪拌設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)智能化管理，根據(jù)規(guī)定每隔1～2h 在水穩(wěn)層拌和期間應(yīng)對用水量、拌和質(zhì)量、水泥含量及集料拌和后均勻性等情況進(jìn)行檢查，要求水穩(wěn)層應(yīng)攪拌充分與均勻[2]。由于該工程上、下基層水穩(wěn)層采取分層攤鋪與碾壓一次成型技術(shù)，因此應(yīng)嚴(yán)格控制水穩(wěn)層拌和開始直至碾壓施工完成總時(shí)間T，該工程要求T≤2h，從而避免水穩(wěn)層因凝結(jié)時(shí)間過短導(dǎo)致層間無法緊密連接的質(zhì)量問題。如果施工現(xiàn)場根據(jù)施工需求必須對水穩(wěn)層凝結(jié)時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整的情況下，那么根據(jù)水穩(wěn)層配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化情況摻入適量的外加劑，從而適當(dāng)延長水穩(wěn)層凝結(jié)時(shí)間，確保水穩(wěn)層的拌和質(zhì)量滿足施工要求。由于兩層同時(shí)連鋪，水穩(wěn)層的運(yùn)輸量較大，應(yīng)做好車輛調(diào)度工作，該工程投入12 輛自卸汽車進(jìn)行運(yùn)料。為了減少裝料時(shí)出現(xiàn)骨料離析現(xiàn)象，嚴(yán)格按照前后中的順序進(jìn)行裝料[3]，裝料后應(yīng)及時(shí)在運(yùn)輸車的頂部覆蓋雨篷布，減少水穩(wěn)層在運(yùn)輸中出現(xiàn)較大的水分損失和粉塵污染。每個(gè)司機(jī)應(yīng)事先熟悉運(yùn)輸路線，嚴(yán)格控制混合料出廠時(shí)間和到達(dá)施工現(xiàn)場時(shí)間，安排專人進(jìn)行負(fù)責(zé)，確?；旌狭系墓?yīng)不間斷。

4.3 大厚度水穩(wěn)層一次成型技術(shù)

4.3.1 下基層水穩(wěn)層攤鋪與碾壓

鑒于下基層頂面平整度要求相對不高，為了避免時(shí)間過久導(dǎo)致層間銜接出現(xiàn)冷縫現(xiàn)象，施工現(xiàn)場混合料采用裝載車進(jìn)行攤鋪，經(jīng)過計(jì)算該層松鋪厚度為25cm，將混合料卸料至鏟車料斗中，再由鏟車根據(jù)松鋪厚度進(jìn)行攤鋪，攤鋪約20m，平地機(jī)即可開始推平，對于局部不平整的地方再人工補(bǔ)料進(jìn)行找平，水穩(wěn)層高程應(yīng)掛線進(jìn)行精平[4]。水穩(wěn)層的碾壓嚴(yán)格按照試驗(yàn)段參數(shù)組織施工，碾壓設(shè)備為雙鋼輪壓路機(jī)，型號為16t，初壓和終壓的碾壓參數(shù)均采用靜壓兩遍，復(fù)壓的碾壓參數(shù)則采用振動(dòng)碾壓三遍，碾壓后應(yīng)及時(shí)檢測壓實(shí)度，要求檢測值≥94%。待下基層水穩(wěn)層施工質(zhì)量驗(yàn)收合格后，立即采用拉毛裝置在水穩(wěn)層表面進(jìn)行拉毛[5]，從而保證上、下基層的銜接緊密，拉毛深度應(yīng)≥3cm。

4.3.2 上基層水穩(wěn)層攤鋪與碾壓

上、下基層的厚度均為20cm，因此，上基層水穩(wěn)層的松鋪厚度與下基層一致，為25cm。上基層水穩(wěn)層的攤鋪方法為2 臺攤鋪機(jī)聯(lián)合作業(yè)[6]?；旌狭线\(yùn)輸車往攤鋪機(jī)卸料時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)溢料或者離析現(xiàn)象，因此，對卸料工藝進(jìn)行改進(jìn)，分為兩次卸料，第一次將自卸車的車廂斜面頂起與地面角度約成30°，混合料順著車廂卸入攤鋪機(jī)料斗，根據(jù)料斗裝料情況再?zèng)Q定第二次卸料數(shù)量，如果料斗容量足夠則第二次直接頂起到滿格，使車廂內(nèi)混合料全部卸料完成[7]。在電腦控制端設(shè)置好攤鋪機(jī)的參數(shù)，上基層攤鋪高程的控制方法為不銹鋼絲控制法，攤鋪應(yīng)均勻和有序，攤鋪過程注意攤鋪機(jī)的間距保持在10m。安排專人及時(shí)做好混合料的供應(yīng)工作，使上基層混合料能夠供應(yīng)及時(shí)[8]。攤鋪過程中如發(fā)現(xiàn)混合料出現(xiàn)窩料現(xiàn)象，則應(yīng)立即查找原因，及時(shí)與攪拌站進(jìn)行協(xié)調(diào)與溝通，合理調(diào)整水穩(wěn)層的配合比設(shè)計(jì)，鏟除離析料，并補(bǔ)充新料，使水穩(wěn)層攤鋪質(zhì)量符合規(guī)范要求。由于水穩(wěn)層混合料的含水量關(guān)系到碾壓的密實(shí)度程度，從理論上而言，混合料含水量處于最佳含水量時(shí)，水穩(wěn)層碾壓效果最佳[9]。如果發(fā)現(xiàn)含水量檢測值較低，則應(yīng)采用細(xì)霧噴水方法進(jìn)行補(bǔ)水[10]。除了復(fù)壓碾壓參數(shù)為振動(dòng)碾壓四遍以外，上基層水穩(wěn)層碾壓設(shè)備、碾壓工藝和碾壓參數(shù)基本與下基層一致，相鄰幅搭接1/2 的鋼輪輪寬，碾壓應(yīng)密實(shí)可靠。碾壓過程中，嚴(yán)禁在基層上進(jìn)行調(diào)頭或者緊急剎車等行為，防止水穩(wěn)層表面出現(xiàn)隆起或者擁包等現(xiàn)象。

4.4 加強(qiáng)水穩(wěn)層養(yǎng)護(hù)管理

上、下基層水穩(wěn)層碾壓完成后應(yīng)按照規(guī)定對交通進(jìn)行封閉，在道路的兩端設(shè)置路障和繞路通行的告示牌，禁止車輛與行人從基層上通過，確保水穩(wěn)層不受外來力的作用而損壞?；旌狭夏毯髴?yīng)安排專人進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，為了做好保濕，水穩(wěn)層灑水后應(yīng)鋪設(shè)1層濕透的麻袋，使水穩(wěn)層能夠處于濕潤狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)周期為7d。

5 水穩(wěn)層質(zhì)量檢測

水穩(wěn)層施工完成后按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行相關(guān)質(zhì)量檢測，芯樣長度為40～41cm≥40cm，芯樣完整，層間連接緊密，無松散，7d 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的檢測結(jié)果4.10～4.40MPa≥4.0MPa；下基層壓實(shí)度檢測結(jié)果為95.5%～97.6%≥94%，上基層壓實(shí)度檢測結(jié)果為98.9%～99.8%≥98%；平整度檢測結(jié)果為3～5mm≤8mm。水穩(wěn)層整體平整順直，顏色均勻，未發(fā)現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，施工效果良好。

6 結(jié)語

水穩(wěn)層的施工質(zhì)量好壞直接影響到瀝青路面的質(zhì)量穩(wěn)定性，因此，應(yīng)做好水穩(wěn)層的施工質(zhì)量控制工作。該工程水穩(wěn)層將常規(guī)的分層施工工藝改進(jìn)為一次成型工藝，通過改進(jìn)工藝，以期達(dá)到提高層間銜接的緊密性和縮短工期的目標(biāo)，確保水穩(wěn)層施工質(zhì)量，從而提高公路工程的整體質(zhì)量水平。