【摘要】本文根据施工实践浅谈水泥稳定碎石基层施工中的一些体会，只要不断探索总结施工经验,在施工组织、质量控制和维护管理等方面多下功夫,就能使水泥稳定碎石作为道路基层充分地发挥其优势。
【关键词】水泥稳定碎石；施工技术；质量控制
1引言
水泥稳定碎石作为路面基层材料,具有整体性强、承载力高、水稳定性好、抗冻性强、刚度大早期强度高等特点,越来越多地被应用于各级道路、特别是城市道路及高等级道路的基层上。水泥稳定碎石施工工艺及施工管理要求较高,为了能充分发挥水泥稳定碎石的这些优点,必须有切实可行的施工措施。
2工程概况
梅州市某公路建设工程,路线全长30.67公里,面层为水泥混凝土路面,基层为水泥稳定碎石,分上下两层,上基层为6%水泥稳定碎石,厚180mm,压实度要求98%以上;下基层为4%水泥稳定碎石,厚160mm,压实度要求96%以上。
3水泥稳定碎石的组成
3.1水泥。
水泥是影响水泥稳定碎石质量的关键。由于水泥稳定碎石的成型必须在终凝前完成,而原材料的拌和、运输、摊铺、碾压须有足够的时间,因此,不能用快硬水泥、早强水泥。一般选用缓凝型普通硅酸盐水泥,初凝时间要求在3h以上,终凝时间不少于6h。为了有利于拌合及剂量上的控制,建议采用较低标号的水泥。
3.2碎石。碎石应为坚硬、强度高、无风化的石灰岩料,其颗粒应具有规定的级配组成。碎石的有机杂质含量应小于2%,其最大粒径不应大于3115mm,压碎值小于30%。碎石粒径偏大,则粒料间的粘接力不足,受力颗粒极易松散,整体性差;若粒径偏小,基层强度不够,预防温缩、干缩裂缝的能力越弱。级配取用中值范围,且小于01075mm颗粒不宜大于5%,塑性指数宜小于4。
3.3水。水应清洁不含有害杂质,凡是饮用水(含牲畜饮用水)均可用于水泥稳定碎石的施工。
4水泥稳定碎石施工配合比的确定
在原材料选定后,进行混合料的配合比设计,配合比设计主要是确定水泥用量和最佳含水量。
4.1根据试验资料,水泥用量宜控制在315%～610%之间。如果水泥用量过少,水泥分布不均相对偏差较大,强度难以满足要求;反之水泥用量过多,费用增加,混合料的收缩系数增大,出现裂缝的机率也就愈大。同时过多的水泥用量,其基层过高的强度和刚度与沥青面层的强度相差过大,对面层结构不利。所以要严格控制水泥用量。
4.2含水量也是影响水泥稳定碎石质量的又一项重要控制指标。水分在压实过程中起润滑作用,压实时的含水量控制是否合适往往决定着压实效果。施工实践证明,含水量过低小于最佳含水量2%,基层表面松散,碾压容易起皮,混合料难以成型,压实度达不到设计要求;如果含水量大于最佳含水量2%,碾压有明显轮迹,混合料粘轮,有时还会出现局部弹簧,成型后会有明显的干缩裂缝。根据试验结果,最佳含水量应控制在5%～7%之间,考虑到混合料在运输、碾压过程中的水分散失，施工过程中对水的含量应控制在比最佳含水量大1%左右。本工程设计的水泥稳定碎石配合比如表1
表1水泥稳定碎石配合比表
水泥稳定碎石的拌和一般采用集中厂拌，不宜采用现场搅拌。因现场拌和容易将下层土勾起，进入混合料，质量难以保证，且混合料粉尘容易污染环境。厂拌有拌和设备，进料有电脑控制，精度较高。但拌前应反复测试调整,使其符合级配要求。搅拌混合料应让搅拌机连续稳定作业，严格控制搅拌时间，使拌出的混合料处于最佳的混合状态。本工程采用厂拌，拌和站距施工现场约2km,拌和质量得到较好的控制。
6水泥稳定碎石的运输
为了节省倒车、拌和料摊铺时间,一般采用15t以上的自卸汽车运输较好,并要求车况良好,防止装满料后不能卸车,时间太长,引起水泥稳定碎石混合料凝固而造成浪费。同时应用蓬布覆盖,一方面减少运输途中的洒漏,污染路面,也防止雨淋;另一方面减少运输途中的水分蒸发。运输道路要求平整,运输车辆要求适当降低速度,以减少因车辆颠簸造成混合料离析。由于受水泥凝结时间的限制,应保证水泥混合料从拌和开始到摊铺结束在2个小时内完成。
7水泥稳定碎石的摊铺
(1)摊铺前应对路床进行清扫,洒水湿润,但不能形成积水,避免路床表面干燥,水泥稳定碎石底基层摊铺后水分被路床吸收,使碾压时下部达不到最大密实度,影响其压实度及整体强度。
(2)摊铺前应进行测量定线,沿路两侧应设置两根高程控制线,中间设置可拆除的高程控制杆,每10m长设一控制杆,两侧高程控制应设在距路面边结20cm外。
(3)横向接缝的处理。人工末端混合料整齐,紧靠混合料放两根方木,方木高度与混合料同厚,方木的另一侧用碎石回填约长其高度应高出3m,方木几厘米,将混合料碾压密实。下次开始摊铺前,将碎石和方木除去,即可开始重新摊铺。
(4)应避免纵向接缝。如摊铺机的摊铺宽度不够,宜采用两台摊铺机梯队作业,一前一后相隔约5～10m。
(5)本工程采用摊铺机进行摊铺,松铺系数一般为1130～1135,最后以现场试验确定为1131。摊铺长度以50m左右为一段。
(6)摊铺前应将螺旋布料器进行适当调整:在保证摊铺厚度的前提下,螺旋下边缘与路基的距离调到最小;选用大直径的螺旋叶片,其直径不得小于铺层虚方厚度的115倍,调整布料螺旋的转速,使其稳定在连续布料状态。
(7)在摊铺过程中,由于混合料的滚动,螺旋布料器内上层混合料是一层离析层,只有粗集料。为了不使铺筑的混合料出现离析,布料器内料位应略高些,一般控制在螺旋叶片高度的2/3处,以免上层混合料影响摊铺效果。在摊铺过程中偶尔出现离析现象时,应及时调整布料器内料位等方面,通过摊铺机解决离析现象,不宜采用人工挖补。
8水泥稳定碎石的碾压
(1)水泥稳定碎石应选用18t以上的压路机或重型振动压路机进行碾压,分层碾压,每层压实厚度不应超过20cm。本工程上基层分两层压实,每层厚15cm;下基层一次碾压成型。
(2)压实顺序应按照先轻后重的原则。直线和不设超高的平曲线段,由两侧路肩开始向路中心碾压;在设超高的平曲线段,由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。
(3)一般的碾压工艺为静压1～2遍,小振幅弱振2遍,大振幅强振2～3遍,轻型轮胎压路机碾压1遍。碾压至要求的密实度及表面无明显轮迹为止,一般需碾压6～8遍。
(4)控制压路机碾压速度,静压阶段控制在115～117km/h,振压阶段控制在210～215km/h,细压阶段控制在215km/h左右。起动和制动时,应做到慢速起动、慢速刹车。严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车。
(5)在碾压过程中,前后两遍停机不应在同一断面上,要错开50～70cm。同一遍在不同的位置停机点应呈阶梯形错开,这样可以消除拥包现象,以达到良好的平整度。碾压时应重叠1/2轮宽,后轮必须超过两段的接缝处。
9水泥稳定碎石的养护
(1)水泥稳定碎石基层碾压成型并经检查压实度合格后,应立即覆盖洒水养护。由于水泥稳定碎石是水硬性材料,水分参与了水泥的水化反应,水分的散失将影响其凝结硬化后形成的强度。故养护是一项十分重要的工序。施工经验表明,在同期内通过养护的水泥稳定碎石的强度是不养护的水泥稳定碎石强度的115倍～210倍;且经过养护的水泥稳定碎石出现的干缩裂缝比不经过养护出现的干缩裂缝要少得多。
(2)养护方法有两种:一是采用湿砂、草袋或塑料薄膜覆盖。若用砂层覆盖的,砂层需要7～10cm厚,砂铺均匀后,在其上洒水,使基层常保持湿润,养护期不少于7d;二是沥青封层。对于基层,为了减少洒水的工作量,可于摊铺后第二天在基层洒水湿润后喷洒沥青乳液进行封面。沥青层既能保持基层湿润,又有利于后续工序进行,是一种较好的养护方法。
(3)养护期间,应尽量限制车辆行驶,若遇不可避免的车辆,也必须遵循轻车慢速的原则,限制重型车通过,其他车辆的车速不能超过30km/h。
10质量检测
施工过程质量管理除对外形尺寸进行控制和检查外,主要检测基层的抗压强度和压实度。
(1)强度检测采用钻芯取样的方法。要求钻芯机稳定,摆动小,钻头一般采用直径15cm或10cm,一般7d强度就能取出芯样,取出芯样后,观察其完整性、密实度,并取其厚度,即可进行试压。本工程采用试件直径为10mm,经试验各试件7d无侧限抗压强度均在710MPa以上,符合规范要求。
(2)压实度检测。只要芯样完整,芯样级配良好,一般可以认为路基验收、水泥剂量和压实度的控制是成功的。本工程通过灌砂法测定,上下基层分别检测了130个点,上基层压实度均在98%以上,下基层压实度均在96%以上,合格率达100%,符合设计和规范要求。
(3)工程实践进一步表明,压实度要达到要求,除了控制水泥剂量、碎石级配及含水量外,更应严格控制路基的弯沉值,这就是上基层压实度很好达标,而下基层较难达标的原因,因下基层比较硬,其弯沉值较小(一般只有10～30),而路基的弯沉值会大些。
