劉賽龍 馬梓茗

（平頂山市佳洋路橋工程有限公司，河南 平頂山 467000）

目前，我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)中普遍采用水泥穩(wěn)定類的半剛性基層。半剛性基層材料具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和廣闊的使用前景，但在道路的實(shí)際使用過程中出現(xiàn)了不少問題，主要為水損害和裂縫。在交通荷載和環(huán)境的雙重作用下，這種結(jié)構(gòu)形式的路基和路面容易出現(xiàn)不同程度的收縮和開裂。在干縮和溫縮共同作用下產(chǎn)生的基層裂縫反射到路面，破壞了路面結(jié)構(gòu)整體性和連續(xù)性，并在一定程度上導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降，影響路面行車舒適性和安全。因此，開展水泥穩(wěn)定碎石混合料研究，即可滿足路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，又能減少干縮、溫縮裂縫，從而抑制反射裂縫發(fā)生，成為道路工作者關(guān)注的重要課題。

1 材料結(jié)構(gòu)組成類型

結(jié)合材料的不同結(jié)構(gòu)特性，水泥穩(wěn)定碎石基層混合料可組成三種不同的結(jié)構(gòu)，懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)、骨架空隙結(jié)構(gòu)及骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，經(jīng)實(shí)踐表明，三者中骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的抗裂性和路用性能最佳。

在材料收縮性能研究中，混合料內(nèi)集料具有較小脹縮性，因此，可認(rèn)為水泥材料是水泥穩(wěn)定碎石混合料脹縮的主要原因。通常情況下，細(xì)集料具有相對(duì)較大的比表面積，細(xì)集料上可吸附大量水泥，因此，有水泥漿吸附的部分才是水泥穩(wěn)定碎石脹縮的根本來源。基于此，為滿足強(qiáng)度需求，在抗裂型級(jí)配碎石基層設(shè)計(jì)中必須盡量降低水泥用量，或?qū)?xì)集料的含量加以合理控制，這兩點(diǎn)是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

基于工程實(shí)踐的綜合考量，若選擇粒徑較大混合料，在施工運(yùn)輸或攤鋪環(huán)節(jié)極易發(fā)生混合料離析情況，因此，多采用19-20mm最大公稱粒徑的材料。在我國(guó)相關(guān)規(guī)范規(guī)定中，水泥穩(wěn)定類材料作為高速公路或一級(jí)公路基層時(shí)，規(guī)定必須在31.5mm以下控制混合料內(nèi)顆粒最大粒徑。為此，本文決定采用集料最大粒徑在26.5mm以內(nèi)。

2 工程概況

某公路工程D標(biāo)段起訖樁號(hào)為K12+207—K34+207，采用瀝青路面，土、石方開挖數(shù)量分別為14675.5m3和132075.1m3，土、石方利用數(shù)量分別為10825m3和39517m3；基層采用抗裂型水泥穩(wěn)定碎石，總數(shù)量約24萬m3?，F(xiàn)結(jié)合該公路工程實(shí)際情況，對(duì)抗裂型水穩(wěn)碎石基層施工技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析。

3 抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層材料選擇

3.1 水泥

水泥不可使用早強(qiáng)水泥和變質(zhì)水泥，本工程采用42.5普通硅酸鹽水泥。所選水泥的安定性與各齡期強(qiáng)度應(yīng)滿足相關(guān)要求，初凝時(shí)間達(dá)到4h以上，終凝時(shí)間達(dá)到6h以上。如果施工中使用散裝水泥，則要在進(jìn)場(chǎng)前先放置7d，待安定性達(dá)到合格后方可進(jìn)場(chǎng)使用；此外，在夏季進(jìn)行施工時(shí)，水泥的溫度應(yīng)處在50℃以下，否則應(yīng)采取有效的降溫 措施。

3.2 碎石

碎石粒徑不能超過31.5mm，建議按照以下五種規(guī)格進(jìn)行備料：16～31.5mm、9.5～16mm、4.75～9.5mm、2.36～4.75mm、0～2.36mm。碎石的壓碎值不可超過28%，在粗集料中，針片狀顆粒含量不能超過15%。石屑粒徑小于0.075mm的顆粒含量不能超過18%。粒徑在0.6mm以內(nèi)的顆粒應(yīng)進(jìn)行塑液限試驗(yàn)。其中，液限不能超過28%，塑性指數(shù)不能超過9。此外，如果有塑性指數(shù)，則粒徑在0.075mm以內(nèi)的顆粒含量不能超過5%，而沒有塑性指數(shù)時(shí)，粒徑在0.075mm以內(nèi)的顆粒含量不能超過7%。合成碎石的顆粒組成需要滿足現(xiàn)行規(guī)定要求。

3.3 水

一般的人、畜飲用水都可用于施工，若對(duì)水源有疑問，可委托具備相關(guān)資質(zhì)的單位化驗(yàn)鑒定。

3.4 玄武巖纖維

玄武巖纖維類似玻璃纖維，強(qiáng)度較高，呈褐色。其制備過程為：將玄武巖礦石在1500℃溫度下熔化后，通過高速拉絲制得。玄武巖纖維在水泥中具有較高的穩(wěn)定性，且能夠在水泥穩(wěn)定碎石中均勻分散，與混合料有良好的聯(lián)結(jié)力。本工程中玄武巖纖維采用25mm束狀單絲 纖維。

4 抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝

4.1 拌和

選用生產(chǎn)能力為400t/h的振動(dòng)攪拌機(jī)進(jìn)行混合料的拌和。成品儲(chǔ)料倉(cāng)不宜過大，以減少混合料離析，且必須在料倉(cāng)頂部履帶出料口前25cm處加裝帶有橡膠板的槽鋼，在料倉(cāng)內(nèi)部1/3處設(shè)置縱向及橫向槽鋼。玄武巖纖維應(yīng)以人工投料的方式摻入。纖維質(zhì)量輕，為防止被吹散，應(yīng)投撒在集料傳輸帶上，并根據(jù)傳輸帶供料速度計(jì)算每分鐘的纖維拋撒量。

4.2 運(yùn)輸

混合料生產(chǎn)好出倉(cāng)，在向運(yùn)輸車輛放料時(shí)，應(yīng)多次放料并移動(dòng)車輛位置，使混合料落入車廂中呈“山”形，以減少混合料粗細(xì)集料離析?；旌狭系倪\(yùn)輸過程應(yīng)“快速及時(shí)，勻速無顛簸”，盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間，為混合料在初凝前完成碾壓提供充足時(shí)間，保持車輛勻速行駛，避免急剎車，防止離析。運(yùn)輸車頂用防水油氈覆蓋，防止混合料的水分散失和被雨水污染。

4.3 攤鋪

混合料攤鋪前，應(yīng)對(duì)下基層表面進(jìn)行清理，清除作業(yè)面表面的雜質(zhì)、積水。運(yùn)輸車輛到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，聽從指揮員指揮，在攤鋪機(jī)前30cm處停住，由攤鋪機(jī)緩緩駛近運(yùn)輸車推動(dòng)其前進(jìn)，并向攤鋪機(jī)料斗卸料。攤鋪機(jī)攤鋪速度應(yīng)與拌和站的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，螺旋布料機(jī)與攤鋪機(jī)的作業(yè)速度相匹配，保證作業(yè)連續(xù)不間斷，在道面全寬范圍內(nèi)布料均勻、無離析。攤鋪機(jī)攤鋪速度控制在2m/min，攤鋪機(jī)后設(shè)專人觀察是否存在離析、虛鋪現(xiàn)象，對(duì)局部離析或虛鋪處，應(yīng)鏟除并用新料填補(bǔ)。

4.4 碾壓

纖維穩(wěn)定碎石基層的碾壓應(yīng)在水泥初凝前全部完成，并保持碾壓過程中基層表面濕潤(rùn)。初壓采用22t雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1遍，碾壓速度控制在1.5～2.0km/h；復(fù)壓采用25t振動(dòng)壓路機(jī)碾壓4遍，碾壓速度控制在2.0～2.5km/h；終壓采用26t膠輪壓路機(jī)碾壓2遍，直至消除輪跡。碾壓應(yīng)遵循“由低向高，勻速前進(jìn)”的原則，應(yīng)保證碾壓帶重合1/2輪寬。

4.5 養(yǎng)護(hù)

基層壓實(shí)度經(jīng)檢查合格后，立即開始灑水養(yǎng)生。養(yǎng)生時(shí)將透水土工布浸潤(rùn)，覆蓋于基層頂面，7d齡期內(nèi)采用人工灑水，7d后基層已具有一定強(qiáng)度可采用灑水車灑水。

5 抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層性能檢測(cè)分析

5.1 壓實(shí)度檢測(cè)

為考察抗裂性水泥穩(wěn)定碎石基層的應(yīng)用效果，本文參照公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程對(duì)原水穩(wěn)基層與抗裂性水穩(wěn)基層進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)。檢測(cè)方法為挖孔灌砂法，采用Φ150mm大型灌砂筒，檢測(cè)結(jié)果如下：

1）原水穩(wěn)基層壓實(shí)度平均值為98.5%。

2）抗裂水穩(wěn)基層壓實(shí)度平均值為99.4%。

由此可見，原水泥穩(wěn)定碎石基層與抗裂水泥穩(wěn)定碎石基層的壓實(shí)度均大于98%，均符合公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)要求。但相比之下，抗裂水泥穩(wěn)定碎石基層壓實(shí)度更高，說明摻加抗裂材料后，基層密實(shí)度略有提高。

5.2 強(qiáng)度檢測(cè)

為驗(yàn)證抗裂性水泥穩(wěn)定碎石基層的抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度，分別對(duì)兩種基層進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣，采用7d、28d兩個(gè)齡期的芯樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度及間接抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)。參照公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程，將芯樣切割至合適尺寸后進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下：

1）原水穩(wěn)基層7d抗壓強(qiáng)度3.84MPa，28d抗壓強(qiáng)度為5.15MPa，28d劈裂抗拉強(qiáng)度為0.48 MPa；

2）抗裂水穩(wěn)基層7d抗壓強(qiáng)度3.21MPa，28d抗壓強(qiáng)度為4.45MPa，28d劈裂抗拉強(qiáng)度為0.35MPa。

由此可見，摻加抗裂材料后，可提高水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度，提升基層抗裂性能。一方面，這是因?yàn)樗喾€(wěn)定碎石基層表面存在纖維，減少了水分蒸發(fā)，使水泥水化充分，生成的水化產(chǎn)物較多，提高了基層強(qiáng)度；另一方面，抗裂材料在水穩(wěn)基層中呈網(wǎng)狀交織分布，與水泥膠漿共同作用，提高了基層的整體性，從而提高了基層強(qiáng)度。

6 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提高，我國(guó)公路工程事業(yè)也得到了極大的發(fā)展空間?；诖耍藗円苍絹碓街匾暪饭こ淌┕さ馁|(zhì)量。為確保人們出行的安全性，施工企業(yè)必須重視公路建筑工程施工的整體質(zhì)量。作為公路工程施工的重要技術(shù)，其抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)水平的高低直接關(guān)系著整個(gè)工程質(zhì)量的優(yōu)劣。因此，施工企業(yè)在施工中必須重視并掌握抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝，只有這樣才能確保工程質(zhì)量。