呂 炳 森

(太原市市政公用工程質(zhì)量監(jiān)督站，山西 太原 030012)

0 引言

水穩(wěn)層施工技術(shù)由于其具有強(qiáng)度高、技術(shù)簡(jiǎn)單、施工效率高和抗融凍交變載荷強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在市政道路施工當(dāng)中得到了廣泛應(yīng)用。但是水穩(wěn)層施工技術(shù)也存在一定的問(wèn)題和缺點(diǎn)，隨著其普及和大量應(yīng)用，問(wèn)題也逐漸凸顯出來(lái)。水穩(wěn)層凝固后具有抗融凍交變載荷強(qiáng)、表面強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今市政道路常用的基層材料，但其收縮系數(shù)較大，抗變形能力較低，透水性差，表面易積水，破裂后不能愈合，對(duì)荷載大小的敏感性較大。這會(huì)極大影響市政道路的力學(xué)性能，水穩(wěn)層的施工質(zhì)量在道路工程路面的施工質(zhì)量中扮演著非常重要的角色。因而需要加強(qiáng)對(duì)道路水穩(wěn)基層施工的研究，不斷提高道路水穩(wěn)層施工的質(zhì)量。所以，本文主要對(duì)市政道路工程中的水穩(wěn)層施工技術(shù)在施工過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題及質(zhì)量控制措施進(jìn)行分析探討，以期對(duì)水穩(wěn)層施工技術(shù)的逐步完善提供指導(dǎo)。

1 水穩(wěn)基層

1.1 水穩(wěn)基層概念

道路基層是指在路基墊層表面上通過(guò)特定的施工技術(shù)手段鋪筑而成的層狀結(jié)構(gòu)，道路基層是整個(gè)道路的承重層，其主要使用單一材料或者混合材料按照一定分層比例鋪筑而成。道路基層的材料配比與施工質(zhì)量是影響路面質(zhì)量和性能的最主要因素。道路水穩(wěn)基層稱(chēng)為水泥穩(wěn)定碎石層，是指將水泥穩(wěn)定碎石(簡(jiǎn)稱(chēng)水穩(wěn))以級(jí)配碎石作骨料，通過(guò)與水泥砂漿按照一定的配合比例來(lái)填充骨料的空隙，水穩(wěn)水泥的用量一般為混合料的3%～6%，通過(guò)嵌擠原理進(jìn)行攤鋪、振搗、壓實(shí)等施工方法得到混合料形成水泥穩(wěn)定碎石層，達(dá)到道路工程養(yǎng)護(hù)的目的。它的初期階段強(qiáng)度高，并且強(qiáng)度隨齡期的增加而增加并很快結(jié)成板體，因而具有較高的強(qiáng)度，7 d的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)1.5 MPa～4.0 MPa，較其他路基材料高。且具有施工技術(shù)簡(jiǎn)單、施工效率高、抗?jié)B度和抗融凍交變載荷強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此其施工方式適合作為道路工程路面基層施工中的最佳施工方式。

1.2 水穩(wěn)基層施工案例

本文針對(duì)太原市某道路工程施工的水穩(wěn)基層施工來(lái)探討，該道路主線按照雙向四車(chē)道設(shè)計(jì)，2.5 m為中間帶寬，0.85 m為路肩寬度。施工路段路面基層主要包含主線路面基層和匝道路面基層。主線路面基層由下到上分別為水泥穩(wěn)定碎石底基層，設(shè)計(jì)厚度為33 cm、水泥穩(wěn)定碎石基層，設(shè)計(jì)厚度為17 cm，其中水泥穩(wěn)定碎石底基層施工量為324 789 m2，水泥穩(wěn)定砂礫基層施工量為249 752 m2。匝道路面基層由下到上的順序分別為水泥穩(wěn)定碎石底基層，設(shè)計(jì)厚度為25 cm、水泥穩(wěn)定碎石基層，設(shè)計(jì)厚度為15 cm，其中水泥穩(wěn)定碎石底基層施工量為85 763 m2，水泥穩(wěn)定砂礫基層施工量為69 078 m2。水穩(wěn)基層施工一般是在級(jí)配碎石中加入水泥將級(jí)配碎石進(jìn)行混合凝固，級(jí)配碎石一般選用直徑4 mm～9 mm碎石，級(jí)配碎石的密實(shí)比一般在20%～35%的范圍。使級(jí)配碎石與水泥形成一個(gè)板結(jié)體，這樣碎石就不容易分散，形成的水穩(wěn)基層就比較固定。水穩(wěn)水泥的用量一般為混合料的3%～6%，水泥的密實(shí)比一般在95%～98%的范圍，混凝土的拌制一般采用固定的拌和工廠或移動(dòng)式拌和站進(jìn)行。水泥的養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7 d，其無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)3.0 MPa。

2 水穩(wěn)基層施工質(zhì)量存在的問(wèn)題

在水穩(wěn)基層施工過(guò)程中，很容易出現(xiàn)以下六個(gè)問(wèn)題：

第一，水穩(wěn)基層與下承層之間整體結(jié)合性差。由于市政工程的特殊性，大多存在工期緊張的問(wèn)題。許多參建單位因此就會(huì)忽視結(jié)合面的清潔、濕潤(rùn)和透層油的施工質(zhì)量，存在下臥層松散、有浮土、透層油噴灑厚度不夠和局部漏灑的現(xiàn)象，這極大地降低了層間產(chǎn)生的粘結(jié)應(yīng)力，層間應(yīng)力會(huì)極大影響層與層之間的連接。同時(shí)還存在施工組織不利導(dǎo)致透層油被輪胎碾壓破壞。這必然會(huì)影響結(jié)構(gòu)層之間的粘結(jié)力和表面的密封效果。

第二，水穩(wěn)混合料原材料質(zhì)量差，配合比控制不到位。目前政府對(duì)水穩(wěn)拌和站的監(jiān)督管理還達(dá)不到商品混凝土拌和站的程度。這必然會(huì)使得一些水穩(wěn)拌和站廠家存在偷工減料、原材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)、配合比控制不到位等問(wèn)題。這些指標(biāo)是水穩(wěn)基層質(zhì)量的前提和保障。

第三，水穩(wěn)混合料水泥劑量控制不到位。施工過(guò)程中施工單位為了盡快達(dá)到強(qiáng)度要求，水穩(wěn)混合料水泥劑量往往偏高。這將會(huì)為后期產(chǎn)生收縮裂縫埋下隱患。

第四，水穩(wěn)混合料含水量控制不到位。水穩(wěn)混合料在最佳含水量的情況下進(jìn)行碾壓成型，才能達(dá)到最大密實(shí)度。如果含水量過(guò)大或者過(guò)小，都會(huì)影響最后的壓實(shí)效果。尤其是在夏季溫度高和雨季空氣中含水量過(guò)大的情況下，必須實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整水穩(wěn)混合料的含水量。

第五，組織施工不及時(shí)。由于水穩(wěn)混合料當(dāng)中的膠凝材料水泥在摻水拌和過(guò)程中有初凝時(shí)間和終凝時(shí)間的限制，這就要求施工單位在組織施工的時(shí)候必須控制好從加水拌和到攤鋪碾壓成型的時(shí)間。尤其是冬季施工期間，如果組織施工不及時(shí)，或者冬季施工措施不到位，必然會(huì)使水穩(wěn)基層強(qiáng)度和整體性大打折扣。

第六，容易產(chǎn)生松散、離析等現(xiàn)象。水穩(wěn)混合料運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)堆放不合理、攤鋪過(guò)程中未使用攤鋪機(jī)、冬季施工未采取科學(xué)合理的保溫措施等都可能使水穩(wěn)基層產(chǎn)生松散、離析等現(xiàn)象。

3 水穩(wěn)基層施工質(zhì)量控制措施

針對(duì)路面水穩(wěn)基層施工過(guò)程中出現(xiàn)的六個(gè)問(wèn)題，水穩(wěn)基層施工的質(zhì)量一般從六個(gè)方面采取控制措施：

第一，水穩(wěn)混合料原材料質(zhì)量的控制。如果水穩(wěn)混合料的原材料質(zhì)量沒(méi)有滿足施工要求，那么水穩(wěn)基層的強(qiáng)度和密實(shí)度就極大的降低。水穩(wěn)混合料所用的水泥、粗骨料、細(xì)骨料、外加劑等原材料的進(jìn)場(chǎng)都必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行質(zhì)量和規(guī)格檢驗(yàn)，水泥作為混合料的一種凝固劑，其質(zhì)量對(duì)水穩(wěn)層的強(qiáng)度具有很大的影響。檢驗(yàn)合格后上報(bào)主管部門(mén)審批，審批通過(guò)后方可用于工程施工。

第二，配合比控制及拌和質(zhì)量的控制。首先，水穩(wěn)基層施工前，各參建單位必須取樣進(jìn)行水穩(wěn)材料配合比試驗(yàn)，并經(jīng)監(jiān)理工程師審批通過(guò)，方能使用該配合比進(jìn)行水穩(wěn)材料的配制。混合料拌和過(guò)程中必須實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配合比的數(shù)據(jù)變化，同時(shí)根據(jù)攤鋪現(xiàn)場(chǎng)反饋回來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。其次，要嚴(yán)格控制水泥的用量，如果水泥用量太小，不能保證水穩(wěn)混合料的質(zhì)量；如果水泥的用量太大，既不經(jīng)濟(jì)，還會(huì)使水穩(wěn)基層產(chǎn)生裂縫，最終裂縫會(huì)擴(kuò)散到瀝青路面形成擴(kuò)展裂縫。因此一定要嚴(yán)格控制水泥的質(zhì)量和用量，這樣既能保證水穩(wěn)層的強(qiáng)度又能節(jié)約施工成本。

第三，水穩(wěn)層施工過(guò)程的控制。水穩(wěn)混合料攪拌、運(yùn)輸、攤鋪及碾壓成型的時(shí)間要嚴(yán)格控制，確保水穩(wěn)基層施工質(zhì)量。在對(duì)混合料進(jìn)行攤鋪及碾壓成型施工過(guò)程中，要保證混合料攤鋪的均勻性和連續(xù)性，而水穩(wěn)施工過(guò)程中很容易產(chǎn)生積水現(xiàn)象，因此在整個(gè)過(guò)程中要保證水穩(wěn)層水分的適量和均勻性。在攤鋪過(guò)程中，一般會(huì)使用平板式振動(dòng)器或者立式振動(dòng)器進(jìn)行振搗施工，將混合料內(nèi)的氣泡和縫隙消除，在振搗施工中要保證混合料的初凝時(shí)間大于混合料從拌和到攤鋪結(jié)束的時(shí)間。由于水泥初凝時(shí)間的限制，混合料施工組織必須工序緊湊，人員機(jī)械配合到位，同時(shí)也要考慮天氣和外界因素對(duì)施工的影響。并且監(jiān)測(cè)人員在整個(gè)過(guò)程中要隨時(shí)監(jiān)測(cè)混合料的配合比，如果配合比發(fā)生變化則隨時(shí)控制相應(yīng)的配合比。

第四，季節(jié)變化和溫度變化對(duì)施工的影響。高溫季節(jié)施工和冬季雨季施工溫度濕度的控制水穩(wěn)基層施工過(guò)程中難免會(huì)碰到高溫季節(jié)或冬雨季。含水量是混合料質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，控制不好就會(huì)影響混合料的強(qiáng)度和耐久性。含水量的大小不僅要按照配合比的要求進(jìn)行調(diào)整，還得考慮運(yùn)輸距離的長(zhǎng)短及天氣的溫度濕度變化等因素。

第五，結(jié)構(gòu)層之間及施工縫的質(zhì)量控制。如果道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了底基層或墊層，各參與單位就應(yīng)該重視透層油的材料質(zhì)量和施工質(zhì)量，確保路面結(jié)構(gòu)的整體性。根據(jù)相關(guān)的力學(xué)原理，結(jié)構(gòu)層與結(jié)構(gòu)層之間存在很大的層間應(yīng)力，層間應(yīng)力會(huì)極大影響層與層之間的連接，因此與既有道路的結(jié)構(gòu)層銜接成為施工過(guò)程中的薄弱環(huán)節(jié)，如果偷工減料，結(jié)構(gòu)層之間結(jié)合不好或有施工縫的部位就會(huì)出現(xiàn)層間偏離或?qū)觾?nèi)裂紋等病害。

第六，養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的控制。養(yǎng)護(hù)工作對(duì)于水穩(wěn)基層來(lái)說(shuō)是非常重要的一道工序。在碾壓完成后要及時(shí)對(duì)工作面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，現(xiàn)有的養(yǎng)護(hù)方法有灑水養(yǎng)生、薄膜覆蓋養(yǎng)生、土工布養(yǎng)生和“一布一膜”覆蓋養(yǎng)生。近年來(lái)還出現(xiàn)了不少先進(jìn)的養(yǎng)護(hù)方法，比如透層油加稀漿封層結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)生等，這些好的方法都值得我們?nèi)ネ茝V使用。養(yǎng)生溫度對(duì)水穩(wěn)基層的強(qiáng)度有很明顯的影響，養(yǎng)生溫度越高，水泥穩(wěn)定碎石基層的強(qiáng)度就越高。在常溫條件下，水泥穩(wěn)定碎石基層的養(yǎng)護(hù)時(shí)間至少應(yīng)7 d。在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，一定要保證水泥穩(wěn)定碎石基層表面始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)，從而避免不穩(wěn)定的干濕狀態(tài)而產(chǎn)生干縮裂縫。水泥穩(wěn)定碎石基層養(yǎng)護(hù)期進(jìn)入冬期時(shí)，應(yīng)在基層施工時(shí)向基層材料中摻入防凍劑，同時(shí)還應(yīng)嚴(yán)格按照冬季施工方案采取冬季保溫養(yǎng)護(hù)等措施，從而確保水泥穩(wěn)定碎石基層的施工質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

水穩(wěn)層施工技術(shù)由于其具有強(qiáng)度高、技術(shù)簡(jiǎn)單、施工效率高和抗融凍交變載荷強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此其是道路工程建設(shè)施工的重要技術(shù)之一。本文以太原市某道路工程水穩(wěn)基層施工為例，分析了施工過(guò)程中需要注意的層間結(jié)合性、混合料質(zhì)量、混合料配比和含水量、施工管理等問(wèn)題?？偨Y(jié)了水穩(wěn)基層施工質(zhì)量控制采取的主要措施，通過(guò)一系列措施來(lái)滿足工程技術(shù)的規(guī)范和要求。該研究對(duì)水穩(wěn)層施工技術(shù)的逐步完善提供指導(dǎo)。

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