況小安

摘要 文章基于對(duì)公路改建工程的水穩(wěn)基層施工方法的探究，采用了案例分析法和文獻(xiàn)總結(jié)法，結(jié)合某公路改建工程的實(shí)際情況，詳細(xì)介紹了水穩(wěn)基層的施工技術(shù)方法，并對(duì)質(zhì)量控制措施與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明：在公路改建工程中，水穩(wěn)基層施工是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，只有規(guī)范施工工藝、采取質(zhì)量控制措施，才能提高水穩(wěn)基層的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 公路改建；水穩(wěn)基層；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

中圖分類號(hào) U418.8；U416.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）16-0165-03

0 引言

水穩(wěn)基層指的是水泥穩(wěn)定碎石層。它是使用水泥固結(jié)級(jí)配碎石，經(jīng)攤鋪、壓實(shí)和養(yǎng)護(hù)形成。工程實(shí)踐中，水穩(wěn)基層的7 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)到1.5～4.0 MPa，強(qiáng)度、抗?jié)B性和抗凍性均優(yōu)于其他路基材料，表面堅(jiān)實(shí)，是高級(jí)路面的理想基層材料[1]。《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ034—2000）（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）中指出：水泥穩(wěn)定碎石屬于中粒土，因含有水泥等膠凝材料，必須在水泥終凝前完成施工作業(yè)，一次性達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。這就要求施工單位科學(xué)開(kāi)展施工組織，對(duì)人、機(jī)、料等資源要素進(jìn)行合理配置，提供機(jī)械效率、加快施工進(jìn)度，向著現(xiàn)代化施工方向發(fā)展。以下結(jié)合工程實(shí)踐，探討了水穩(wěn)基層施工技術(shù)在公路改建工程中的應(yīng)用，以供同業(yè)人員參考。

1 工程概況

某一級(jí)公路工程，建設(shè)起點(diǎn)主線樁號(hào)為K0+170，終點(diǎn)樁號(hào)為K32+700，全長(zhǎng)32.53 km。項(xiàng)目所處地區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫為13～14 ℃，年均降水量為1 200～1 400 mm。公路設(shè)計(jì)為雙向四車道，路基寬度整體式24.5 m，分離式12.25 m，行車道寬度為2×3.75 m，設(shè)計(jì)行車速度為80 km/h。隨著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)有交通條件無(wú)法滿足實(shí)際需求，決定對(duì)該公路進(jìn)行改擴(kuò)建，采用雙向六車道，使用水泥穩(wěn)定碎石基層。其中底基層水泥穩(wěn)定碎石的含量為3%，厚度為25 cm；基層水泥穩(wěn)定碎石的含量為4%，厚度為20 cm。

2 水穩(wěn)基層施工技術(shù)方法

該工程中，水穩(wěn)基層施工工藝流程如下：施工準(zhǔn)備→試驗(yàn)段施工→水泥穩(wěn)定碎石材料拌和→運(yùn)輸→攤鋪→碾壓→接縫處理→質(zhì)量驗(yàn)收。施工技術(shù)方法介紹如下：

2.1 施工準(zhǔn)備

2.1.1 機(jī)械配置

（1）拌和設(shè)備。拌和設(shè)備具有5個(gè)料倉(cāng)，每個(gè)料倉(cāng)使用鐵擋板隔開(kāi)，產(chǎn)量達(dá)到750 t/h。在料倉(cāng)前設(shè)置鋼絲網(wǎng)，將粒徑不滿足要求的材料剔除，配置高精度稱量?jī)x器，對(duì)原材料進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)量。

（2）攤鋪碾壓設(shè)備。每個(gè)作業(yè)面使用2臺(tái)攤鋪機(jī)，兩者聯(lián)合攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，熨平板保持光滑平順，機(jī)械振幅、振動(dòng)頻率保持一致。另在基層加寬路段，使用1臺(tái)自動(dòng)伸縮式的攤鋪機(jī)。壓路機(jī)分為振動(dòng)式、輪胎式兩類，振動(dòng)式的噸位為40 t，輪胎式的噸位為30 t，每個(gè)作業(yè)面配置4臺(tái)壓路機(jī)。

（3）運(yùn)輸設(shè)備。水泥穩(wěn)定碎石的運(yùn)輸采用15 t自卸車，車斗長(zhǎng)度為5 m，每個(gè)作業(yè)面配置15輛。灑水車的載重為10 t，采用霧化灑水方式，每個(gè)作業(yè)面配置2輛。

2.1.2 材料要求

（1）水泥選擇PO 42.5水泥，不能使用快凝水泥、早強(qiáng)水泥、受潮變質(zhì)水泥。通過(guò)抽樣檢查，確定水泥強(qiáng)度、安定性等指標(biāo)符合規(guī)范設(shè)計(jì)要求，且初凝時(shí)間＞3 h，終凝時(shí)間＞6 h。選定合適的水泥劑量，該劑量試件的平均抗壓強(qiáng)度應(yīng)滿足式1要求：

（2）碎石由破碎機(jī)生產(chǎn)，要求材料干凈，無(wú)泥塊、雜物，最大粒徑不超過(guò)31.5 mm，顆粒組成范圍見(jiàn)表1。壓碎值≤26%，針片狀含量≤20%，有機(jī)質(zhì)含量≤2%，液限＜28，塑性指數(shù)＜9。

（3）水選擇干凈飲用水，確定水源后按照《公路工程水質(zhì)分析操作規(guī)程》（JTJ056—84）進(jìn)行檢測(cè)，確保檢測(cè)結(jié)果滿足規(guī)范要求[2]。

2.1.3 場(chǎng)地平整

水穩(wěn)基層施工前，先對(duì)底基層進(jìn)行處理。在路基泄水槽處預(yù)留開(kāi)口，支設(shè)寬度為5 cm的鋼模板，保持底基層濕潤(rùn)，然后培育路肩土以提高密實(shí)度指標(biāo)，最后清理底基層表面的雜物，形成路拱用土工布覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù)7 d。

2.1.4 測(cè)量放線

（1）底基層養(yǎng)護(hù)時(shí)進(jìn)行測(cè)量放線，直線段每間隔20 m設(shè)置一個(gè)混凝土樁，平曲線段間隔10 m。混凝土樁的長(zhǎng)、寬、高分別是10 cm、10 cm、150 cm，用于指導(dǎo)后續(xù)施工作業(yè)。

（2）使用鋼絞線控制基層施工高度，鋼絞線的直徑為3 mm，長(zhǎng)度為300 m，撓度≤2 mm，張拉力≥1 kN。測(cè)量放線完成后復(fù)測(cè)精度，確保無(wú)誤才能進(jìn)行施工[3]。

2.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

2.2.1 試驗(yàn)段施工

（1）公路基層正式施工前，選擇200 m路段作為試驗(yàn)段，在監(jiān)理工程師的監(jiān)督下作業(yè)，嚴(yán)格執(zhí)行施工方案。

（2）試驗(yàn)段施工中，觀察并記錄以下參數(shù)：混合料的級(jí)配、水泥用量、含水量，攤鋪厚度和速度，碾壓遍數(shù)和方式，壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果等。

（3）試驗(yàn)段施工完成開(kāi)展質(zhì)量驗(yàn)收，合格后編寫(xiě)《試驗(yàn)段施工總結(jié)報(bào)告》，經(jīng)監(jiān)理工程師確認(rèn)后，可對(duì)基層正式施工。

2.2.2 拌和

（1）水泥穩(wěn)定碎石在中心站集中拌制，要求配料準(zhǔn)確、拌和均勻；含水量稍大于最佳值，以便運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后的含水量不低于最佳值；不同粒徑的碎石隔離分開(kāi)堆放。

（2）根據(jù)配比要求，按照順序投放原材料，拌和時(shí)間控制在60～90 s。每一盤(pán)混合料拌和后進(jìn)行篩分試驗(yàn)，隨機(jī)選擇篩分樣本，選取樣本的總長(zhǎng)度≥100 cm，篩分試驗(yàn)檢測(cè)合格，才能運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)[4]。

（3）水泥穩(wěn)定碎石混合料的拌和，由專人進(jìn)行監(jiān)督，確保生產(chǎn)過(guò)程順利完成，滿足混合料持續(xù)供應(yīng)的要求。值得注意的是，出料時(shí)使用活門(mén)料斗，不能自由跌落，否則會(huì)干擾混合料的性能指標(biāo)。

2.2.3 運(yùn)輸

（1）使用自卸汽車運(yùn)輸混合料。裝料前對(duì)料斗內(nèi)部進(jìn)行清理，不能存在雜物和積水；裝料時(shí)車輛分三次移動(dòng)，分別在車廂的前部、中部、后部裝料，避免混合料離析。

（2）運(yùn)輸過(guò)程盡量保持勻速行駛，由中心站出具發(fā)料單，發(fā)料單中明確出料時(shí)間、數(shù)量、質(zhì)量等信息，方便現(xiàn)場(chǎng)人員核對(duì)。

（3）自卸車將混合料運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，在攤鋪機(jī)前方20～30 cm處停下，收料人員核對(duì)出料單無(wú)誤后，由專人指揮卸料。

2.2.4 攤鋪

（1）混合料攤鋪由2臺(tái)攤鋪機(jī)協(xié)同作業(yè)，前后距離按照3～5 m控制，搭接寬度按照10～20 cm控制。攤鋪過(guò)程中，2臺(tái)攤鋪機(jī)的行進(jìn)速度、振幅、振動(dòng)頻率等保持一致，其中行進(jìn)速度按照1.6～1.8 m/min控制。

（2）攤鋪過(guò)程中需要控制高程，前方攤鋪機(jī)根據(jù)鋼絞線、路中間導(dǎo)梁進(jìn)行控制，后方攤鋪機(jī)根據(jù)鋼絞線、路中間滑靴進(jìn)行控制。

（3）攤鋪?zhàn)鳂I(yè)一次性完成，如遇到緊急情況中斷作業(yè)時(shí)間超過(guò)2 h，需對(duì)接縫進(jìn)行處理。為保證攤鋪連續(xù)性，等待卸料的自卸車應(yīng)≥3輛。

（4）布料器要進(jìn)入混合料深度的2/3，減少離心問(wèn)題發(fā)生。針對(duì)局部不宜使用機(jī)械攤鋪的部位，可輔助采用人工攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，采用掛線法控制高程，由測(cè)量人員協(xié)助監(jiān)測(cè)攤鋪厚度，保證整體攤鋪質(zhì)量。

2.2.5 碾壓

（1）混合料攤鋪完成，隨即開(kāi)展碾壓作業(yè)，如圖1所示。碾壓從低處開(kāi)始，向高處推進(jìn)，碾壓方式是先穩(wěn)壓、再振壓、最后靜壓，直到基層表面平整。

（2）碾壓作業(yè)由振動(dòng)式、輪胎式壓路機(jī)配合完成，第1遍、第2遍碾壓速度為1.6 km/h，之后調(diào)整為2.0 km/h，每段碾壓長(zhǎng)度為100 m，重疊寬度按照壓路機(jī)輪寬的50%控制[5]。

（3）碾壓過(guò)程中，水穩(wěn)基層表面保持濕潤(rùn)狀態(tài)，碾壓作業(yè)時(shí)間控制在60 min內(nèi)。若發(fā)現(xiàn)基層表面出現(xiàn)松軟、彈簧等問(wèn)題，及時(shí)上報(bào)技術(shù)人員，采用針對(duì)性處理方案。

（4）碾壓完成檢測(cè)壓實(shí)度指標(biāo)，不滿足要求的進(jìn)行補(bǔ)壓。

2.2.6 接縫處理

（1）混合料攤鋪過(guò)程中，作業(yè)中斷時(shí)間超過(guò)2 h、每日施工結(jié)束時(shí)，均要設(shè)置橫向接縫。利用6 m直尺在混合料端部劃出分割線，去除平整度不合格的粒料并清理干凈。值得注意的是，橫向接縫與路中心垂直，底基層接縫與基層接縫要錯(cuò)開(kāi)，間距≥100 cm。

（2）恢復(fù)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，使用水泥漿涂刷接縫部位，然后繼續(xù)攤鋪混合料，從舊段向新段進(jìn)行碾壓，直至橫向接縫碾壓密實(shí)。

3 質(zhì)量控制措施與試驗(yàn)結(jié)果

3.1 質(zhì)量控制措施

（1）基層性能控制。水穩(wěn)基層除了控制表面質(zhì)量，還要控制其性能，包括平整度、壓實(shí)度、水泥劑量、基層含水量、厚度、高程等指標(biāo)。其中，平整度、壓實(shí)度、基層含水量利用樣品測(cè)試得到，水泥劑量采用滴定實(shí)驗(yàn)確定，厚度、高程現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量確定。某個(gè)指標(biāo)檢測(cè)不合格，及時(shí)整改直至合格。

（2）裂縫控制。為避免水穩(wěn)基層出現(xiàn)裂縫，可采取以下措施：控制細(xì)集料用量，降低細(xì)集料的含泥量，將混合料的含水率控制在合理范圍內(nèi)。優(yōu)化施工工序，碾壓完成后及時(shí)養(yǎng)護(hù)，確?；鶎颖砻嫣幱跐駶?rùn)狀態(tài)。檢測(cè)底基層有無(wú)裂縫，可灌入乳化瀝青處理，處理后鋪設(shè)纖維網(wǎng)，再進(jìn)行基層施工。

（3）防水控制。施工過(guò)程中，受到陽(yáng)光、雨水等環(huán)境因素的影響，水穩(wěn)基層容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，必須進(jìn)行防水控制。該工程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)置漿砌邊溝、排水溝和截水溝，其中排水溝的線形要平順，盡可能采用直線形，轉(zhuǎn)彎處做成弧形。溝槽開(kāi)挖接近尾聲時(shí)，做好管道基礎(chǔ)準(zhǔn)備，攤鋪碎石和澆筑混凝土基礎(chǔ)，防止溝底土基暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成不必要的損害。模板支設(shè)如圖2所示。

（4）嚴(yán)格質(zhì)量驗(yàn)收。施工期間，縱向形成主管領(lǐng)導(dǎo)—職能部門(mén)—質(zhì)檢員的三級(jí)管理系統(tǒng)，橫向形成路面—路基—管線的分部分項(xiàng)管理網(wǎng)絡(luò)。水穩(wěn)基層施工完成后，按照表2進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果

因該公路屬于改擴(kuò)建工程，局部存在新舊基層拼接情況，為了進(jìn)一步分析搭接質(zhì)量效果，通過(guò)取芯試驗(yàn)、直剪試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.2.1 取芯試驗(yàn)

水穩(wěn)基層養(yǎng)護(hù)7 d后，在新舊基層拼接部位跨縫取芯，芯樣直徑為15 cm，確保包含舊路基層和新鋪基層。取芯時(shí)，每200 m設(shè)置1點(diǎn)，1點(diǎn)取芯1個(gè)，試驗(yàn)結(jié)果顯示芯樣完整，試件表面無(wú)松散、斷裂現(xiàn)象，符合設(shè)計(jì)要求。

3.2.2 直剪試驗(yàn)

芯樣取出后，將兩端切割平整，長(zhǎng)度控制在6～18 cm，置于50～60 ℃的保溫箱中，保溫時(shí)間6 h。取出芯樣后放在試槽內(nèi)，開(kāi)啟加載系統(tǒng)將加載速度設(shè)置為1 mm/min，當(dāng)壓頭與芯樣接觸后，記錄位移、剪力值，計(jì)算剪切強(qiáng)度：

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水泥穩(wěn)定碎石基層具有良好的強(qiáng)度、抗?jié)B性和抗凍性指標(biāo)，可用作一級(jí)公路的基層材料。該文結(jié)合公路改建工程案例，從施工準(zhǔn)備開(kāi)始、到質(zhì)量驗(yàn)收為止，總結(jié)了各環(huán)節(jié)的施工技術(shù)方法；通過(guò)取芯試驗(yàn)、直剪試驗(yàn)證實(shí)新舊基層拼接部位滿足質(zhì)量要求。在未來(lái)施工中應(yīng)注意：對(duì)水穩(wěn)基層材料、拌和過(guò)程加強(qiáng)控制，現(xiàn)場(chǎng)施工中優(yōu)化工藝流程，保證一次攤鋪?zhàn)鳂I(yè)完成，才能提高水穩(wěn)基層的施工質(zhì)量，為后續(xù)道路的運(yùn)行維護(hù)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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