试论公路水稳碎石基层施工与试验检测技术控制

摘要：本文根据笔者多年来的施工经验，结合工程实例详细分析了在高速公路工程施工中水稳基层施工要求，并提出了试验检测技术控制的措施，达到提高工程质量的目的。

关键词：水稳碎石；基层公路；应用

中图分类号：U416.214

文献标识码：B

文章编号：1008-0422（2013）06-0132-02

1 引言

在高速公路基层施工过程中，水稳基层是一种应用范围比较广的半刚性基层结构型式。该型式的力学性能、抗冻性能、承载力以及水稳性等都较为良好，受到了广大施工单位的欢迎。在施工过程中，由于材料的级配、配置过程中水泥的具体剂量、摊铺碾压施工情况以及道路成型时间等都比较难控制，所以有必要进一步对水稳碎石基层施工技术以及施工质量的控制情况进行探讨。

2 工程概况以及主要施工要求

某高速公路工程项目，路基的宽度范围为24.2-26m，采用水泥稳定碎石基层。其中P6合同标段路面结构共由5层即沥青砼路面厚17cm；下封层0.6cm乳化沥青稀浆；基层采用5%水泥稳定碎石34cm；底基层采用4%水泥稳定碎石，厚20cm；及路基底层组成，全线沥青砼路面上面层和中间面层均采用改性沥青。该高速公路基层结构所用主要施工材料有：水泥、碎石、水等，为保证质量，应对材料的技术特性严格进行控制和要求，并按规范进行混合料配合比试验，以确保高速公路水稳基层工程质量。整个施工过程中需要做好环保工作，避免在材料运输时发生扬尘、跑尘等现象；另外，施工期间要组织好交通行车，确保施工安全，其他事宜也都要严格按照相关规范执行。

3 水稳碎石基层的具体施工过程以及施工质量控制措施

3.1 高程控制桩施工

在对高度以及横坡进行控制的过程中，针对中央分隔带的边缘位置以及路肩内边缘位置，可以采用规格大小为10x15x3cm的混凝土方块，将其作为高程控制点，确保每个点之间的间隔距离保持在10m左右，同时进行换手复测，然后对控制点进行固定。在高程控制点处设置导梁支点，并按照设计标高适当的调整导梁的高度。

3.2 拌和以及上料施工

在进行混合料的拌和之前需要调试设备，确保含水量以及混合料的颗粒组成都能够满足施工设计要求。在拌和过程中要根据试验结果进行配料操作，为了有效弥补混合料运输、摊铺以及碾压施工中损失的水分，要求实际含水量高出最佳含水量的0.2%；拌和时应该经常检查具体的含水量并及时调整，保证混合料的质量满足施工要求；完成拌和之后要尽快将其运到摊铺施工现场，运输时做好覆盖工作；针对已经完成拌和的水泥稳定碎石混合料，需要进行抽样测量，确保含灰量满足施工规定；合理控制卸料速度，要求卸料能够和摊铺保持同步，避免发生离析问题。

3.3 摊铺及整型施工

根据水稳基层的填筑厚度为18cm，根据试验段数据初定松铺厚度为22.50cm（松铺系数为1.25）；并用导梁控制标高。摊铺时采用一台ABG325型和一台ABG423型摊铺机前后相距8m进行摊铺；前一台铺摊机一侧传感器搭在钢绞线上，另一侧采用横坡仪按设计坡度定位；后一台摊铺机一侧传感器搭在钢绞线上，另一侧用滑靴，把滑靴放在前一台所摊铺出的水泥稳定碎石基准面上，位置在距水泥稳定碎石边缘20～40cm内同一位置上，调整好横坡，调灭传感器的指示灯，按照确定的松铺系数以稳定的速度连续地进行摊铺。摊铺机后设专人消除粗细集料的离析，对局部粗集料窝进行铲除，并用新混合料填补。先右幅后左幅的次序进行摊铺。在施工现场设置三名专职试验人员，进行混合料摊铺过程的含水量检查。摊铺时在每台摊铺机后面安排两人负责消除粗集料离析现象，特别是局部粗集料窝应该铲除，并用新拌混合料填补。在每台摊铺机前面两侧传感器处安排两人铲料，及时填补两侧传感器处的混合料。摊铺机在摊铺水泥稳定碎石混合料时，根据其运输能力采用了0.15km/h的低速度摊铺，保证了摊铺的质量，并且减少摊铺机停机待料的情况。

3.4 摊铺中的接缝处理施工

混合料摊铺过程中发生的接缝主要包括两种，分别是纵向接缝和横向接缝。在摊铺机的宽度满足施工要求的前提下，整幅摊铺一般不会发生纵缝接缝的问题；如果摊铺机宽度不足，则需要利用两台摊铺机同时进行摊铺和碾压，通常会将一个施工断落确定为两个结构物之间，可以有效防止横向接缝问题的发生。如果情况特殊，可以采取下述方法对横向接缝进行处理：把摊铺机周围压实度较差的混合料全部铲除，并把满足施工要求的压实段末端挖成一个向下的断面，确保该断面保持横向垂直，然后将摊铺机停在压实层的端部，利用木垫板将其提高到虚铺的高度，之后才可以继续开始新混合料的摊铺。

3.5 碾压成型施工

初压时可以使用轻型光轮压路机，将初压速度控制在1.5～1.7km/h之间，在完成一遍错1/3轮静压之后，需要按照测量结果对高程以及平整度进行检查，一旦发现不合格的点需要及时进行局部修整工作，然后再静压一遍开始混合料的复压。

在复压阶段需要按照先轻后重、先低后高以及先两边后中间的原则进行，确保轮迹重叠，从弱振开始逐渐增强，要求先后分别两遍弱振和强振碾压，将碾压速度控制在每小时2.0-2.5km之间。每完成一遍碾压都应该安排专门的测试员对密实度进行检测，对比前后两次碾压的密实度，确保密实度增加。在完成第五遍碾压操作之后，密实度应该满足相关的施工设计要求。

在终压阶段，需要将碾压速度控制在每小时3.0-3.5km之间进行一遍静压，然后利用胶轮压路机确保道路的平整度以及密实度良好，没有明显的轮迹。在完成每一个区段的碾压工作之后，都应该对道路的各项指标进行检测。

4 配合比试验

4.1 标准击实试验

该试验要求在水泥试样加水拌和之后的1小时内完成，在完成分层击实最后一层的击实操作之后，要保证试样超出试筒顶部位置的高度保持在6mm以内。

4.2 无侧限试验

该试验和击实试验一样，都需要在混合料完成拌和之后的1小时内完成，凡是超出1小时的都应该作废。通常在脱模以后试件的高度都会超出很多，这时可以利用若干个厚度在0.1mm左右、直径在150mm以内的白铁皮片进行处理。

4.3 无侧限抗压强度

4.3.1 用压力机成型试件时一定要确保加压保持均匀，在把上下压柱全部压到试模里以后，将压力保持在1mim。

4.3.2 在规定值的基础上增加1—2个试件，避免在道路养生时一些试件无法正常工作，有效的控制偏差系数。

4.3.3 由于每一个人的装料手法都不尽相同，因此在制作无侧限试件的过程中会由于强度值偏差系数过大而对强度代表值产生影响，所以装料工作要尽可能由一个人完成。

4.3.4 经常使用游标卡尺对试模进行测量，一旦发现上下直径大小不一致以及试件周边发生“起毛”等问题，应该及时进行更换。

5 施工试验检测需要注意的问题

在进行路面基层施工时候，一定要做好机械的配置工作，确保拌和楼的选择科学合理。特别是在高等级公路工程的施工过程中，采用的拌和设备一定要具备电子计量装置，确保混合料的级配精确程度满足施工要求。另外，为了保证水泥水稳碎石混合料的配比能够符合施工设计规定，需要在正式施工之前安排专门人员对称重设备进行校核。

在完成料仓以及用水量等的调试工作之后开始试生产，采取EDTA滴定法等对水泥的剂量、含水量大小以及碎石的级配等进行精确测量。要求级配符合施工要求，实际含水量不得超出预定含水量的±1%，另外要将水泥剂量保持在3.5%-5.0%之间。

5.1 级配

在拌和楼开机之前需要先投放一段混合料，并在一小时内完成筛分试验。如果试验结果正常则开始混合料的拌和工作，如果试验结果不满足拌和要求则需要根据级配将拌和楼各种料的具体出料比例进行调整，然后再进行筛分试验，直到筛分试验结果满足拌和要求为止。

5.2 含水量

在施工过程中一定要做好前后场的联系工作，根据天气情况来调整混合料的含水量。通常在粉尘含量较低时含水量会在4%～5%之间，而粉尘含量相对较高时，含水量则会增加到5.5%～6%。因此在出料的过程中如果集料发生了改变，也要做好含水量的调整工作。

5.3 灰剂量

对混合料中水泥的剂量进行合理的控制。如果水泥的剂量过少达不到设计要求，将会对道路基层的强度造成影响，而剂量过多则会增加施工成本，而且基层在成型之后会发生开裂问题。因此及时是在拌和楼看似稳定时，后场试验工作人员也一定要多进行滴定，确保拌和楼的稳定性。通常对滴定成果产生影响的因素比较多，一般包括下述几个方面：

5.3.1 在滴定过程中所使用的溶液配置情况是否符合要求，尤其是EDTA二钠称取的准确程度，而且氯化铵溶液的放置时间也不能太长。

5.3.2 所有集料、水、水泥是否有代表性。各种材料比例是否准确。

5.3.3 试验是否严格按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTJ057J-94操作，包括混合料搅拌、沉淀时间控制；取样；对滴定终点的判断；读数等。

5.3.4 为防止单一滴定的不确定性，最好由2个试验员独立平行滴定、对照，这样才能克服因滴定溶液配置错误、样品、操作等引起的误差。

5.3.5 水质不同也会导致滴定结果有出入，要定期进行总量校核，至少一周一次。

5.4 无侧限抗压强度

每天的无侧限抗压强度是否合格是判定这一天施工的水稳是否合格的决定因素，因此强度试验看似简单，实质上非常重要，需要引起试验人员的高度重视。为了有效减少试件间强度的偏差系数，提高试件的强度，应该从以下几方面增强重视程度：

5.4.1 混合料取样一定要有代表性，制作前测一下含水量及灰剂量。混合料含水量可通过锅炒法和酒精灼烧法快速测定，同时样品必须密封，防止含水量损失。

5.4.2 制作称量前对混合料再次人工拌和，如监理组、业主也取样，应同时取样，以便结果相互比较。

5.5 原材料

在后场的试验人员要多留意每天进场的原材料，把进场的材料和开始做配比的材料进行对比，出现异常情况要及时与后场材料员联系，杜绝不合格的材料进场。由于其他因素，料源往往不是同一矿山的料，这就要求对每批新料进行检测。看是否符合矿料用量比例，并及时进行调整，防止出现断档等问题。要严格控制粉尘含量。粉尘含量直接影响着水稳的强度以及成型。

5.6 其他

时刻注意皮带上出料的情况，若出现水泥卡管、矿料口皮带打滑等问题应及时停料及处理。拌和场与摊铺现场负责人应保持联系，随时通报彼此运转情况，以便对方采取相应措施。

6 水稳碎石基层裂缝预防控制措施

水泥稳定碎石公路基层的裂缝一般有温差引起的温缩裂缝，干缩应变引起的干缩裂缝、反射裂缝及外力破坏应变产生的疲劳裂纹等，这些裂缝随龄期的增长而增加。因此，在施工中尽量减少裂缝的产生，采取一些防止措施：

6.1 集料级配稳定均匀，0.5mm以下细料的质量应严格要求，控制好其含量及塑性指数；

6.2 水泥剂量控制在5%-6%之间，在达到规定的强度下尽量采用水泥剂量低限；

6.3 碾压时含水量不宜超过最佳含水量的1%：

6.4 控制好下层的压实度、强度指标；

6.5 碾压成型后养生及时周到防止忽干忽湿，炎热多风天气多洒水及时补足散失水分；

6.6 基层施工完毕后，最好在7d后即进行下封层或喷撒透层油，随后尽早铺筑沥青面层，保证基层不继续失水，引起干缩裂缝。

7 结语

该公路进行基层施工，质量控制虽然受到人员、机械、材料、水文气候、施工工艺等多种因素的综合影响，为确保工程质量，在工程勘探、技术设计、施工方案、工程管理等方面做到了精心设计、精心施工、精心管理，并根据当地的具体情况进行综合性比较与分析，严格执行规范规定，控制各项技术指标，才确保公路基层施工质量达标。