浅析市政施工中水泥稳定碎石基层施工技术

2022-07-22石展东

建材发展导向 2022年9期

石展东

（山东枣建建设集团有限公司，山东枣庄 277000）

水泥稳定碎石路基凭借着自身高承载力和板体性得到了较为广泛的应用，尤其是在市政道路建设中，常常采用该结构体系。在市政道路施工中，合理应用水泥稳定碎石施工技术可以将路基路面的整体强度提高，但是在具体实践中也存在一些不足之处，比如半刚性材料收缩或者温度因素导致其出现裂缝，水泥产量、级配设计、基层含水量等因素控制不到位也可能引发基层裂缝问题，一旦出现裂缝，将难以发挥出水泥稳定碎石基层的应用价值。通过严格控制原材料质量，把控施工技术要点，可以有效降低基层施工裂缝问题。为此，施工单位要以规范标准为基础，优化选取水泥、集料等原材料，合理设计级配，加强研究原材料和施工设备，控制施工要点，提高施工效果。

1 水泥稳定碎石基层应用优势

水泥、砂浆、碎石等是组成水泥稳定碎石材料的主要物质，其中水泥发挥着胶凝作用，砂浆为灰浆材料，其能够有效填充级配碎石骨料之间的空隙，这些材料经过凝固形成了牢固的板状结构，有着较强的承载能力和优良的强度。利用水泥稳定碎石摊铺而成的水泥稳定碎石基层强度较高，可以承载来自上部的压力，在道路施工中得到广泛的应用。有实验证明，在完成水泥稳定碎石基层施工初期其强度较高，随着时间的推移其强度会在有所升高，经过长时间的使用再缓慢地降低。水泥稳定碎石基层的抗冻性、防渗性以及稳定性都十分良好，当前在市政道路建设中备受青睐。

具体来讲，市政道路基层施工中应用水泥稳定碎石基础结构具有如下几点优势： 1）获取原材料方便。水泥、碎石等组成水泥稳定碎石混合料的基础材料简单且容易获取，通常可以在工程项目周边获得，无需长途运输，可以降低材料供应不足引发的施工中断问题； 2）施工工艺简单。水泥稳定碎石路基施工中大部分工作由机械设备完成，工作人员只需要设定自动运行的程序，设备就能够规范地完成混合料的搅拌、摊铺、碾压等工作； 3）优异的性能。该结构形式的路基可以将市政道路基层的施工质量水平提高，确保基层的强度和抗渗能力，为后续施工作业以及交通运输奠定坚实的基础。

2 原材料

某市政道路的长度为938.937m，主体施工内容为道路工程，还包括一些配套的附属设施，比如绿化带、电力、给排水系统等，目的是最终建设一个质量达标的完整的交通系统。

2.1 水泥

在水泥稳定碎石基层中，水泥主要起着胶结作用，基层施工质量会直接受到水泥质量的影响，为此，工作人员要严格筛选水泥品种，根据工程具体要求做好水泥规格、使用数量的确定。当前硅酸盐水泥是最为常用的类型，此外可以用作基层材料的水泥还包括粉煤灰水泥、矿渣硅酸盐水泥等。在市政道路水泥稳定碎石材料生产中通常不选择容易硬化、初凝时间短或者标号高的水泥。在该工程中，用P.O32.5 型普通硅酸盐水泥作为胶结材料。

2.2 粗集料

在路基施工中碎石材料最好选用小压碎值和具有良好棱角性的材料，该工程选用了如表1 所示的碎石材料。

表1 楔形掏槽眼布置参数

2.3 细集料

基层细集料适合选用杂质少并且干净的石屑，该工程选用了如表2 所示的石屑。

表2 细集料技术指标

2.4 水

水泥稳定碎石材料所用水对含盐量和PH值有一定的要求，需要质检人员检测所用水的各项技术指标，不得使用高含盐量的或者被污染过的工业废水，通常可以使用市政供给的饮用水。

2.5 级配设计

根据工程所用原材料的各个技术指标以及级配要求合理地设计集料级配。

2.6 拌和

为了确保材料拌和质量，应当重点控制三方面的内容，分别为搅拌设备、原材料用量和投料顺序、成品质量检查。

1）积极使用新型搅拌设备，普通搅拌缸设备是传统材料搅拌常用设备，其结构设计有待完善，常常会出现喷水不均匀、喷头堵塞、水流状态不佳等问题，导致搅拌效果不佳，降低了混合料的质量，有时还会存在搅拌不均匀、含水量偏高等问题。当前很多新型振动拌缸或是双拌缸设备是常用的搅拌设备，这些设备的成品料出口短的雾化喷水装置可以将搅拌效果大大提升。此外，有的设备配置了计算机系统，可以精准地控制搅拌时间、搅拌速度等，进一步改善了搅拌的质量。

2）投料拌和，工作人员要综合考虑分析影响最终材料拌和质量的因素，不但要合理选择搅拌机类型，还要分析现场的气候条件、道路等级等，然后根据最终要求将投料的顺序确定。在确定原材料和投料顺序后，需要选用精准的仪器完成材料的称量，称量设备要定期校准，确保其精确度，按照不超过1%的标准准确地称量材料。

3）成品质量检查，目视检查法可以明确混合料的拌和是否均匀，是否存在结团、离析等质量问题，还可以确认混合料色泽是否正常。通过延迟试验能够进一步确认混合料质量是否达标。

3 水泥稳定碎石基层施工技术的应用

3.1 下承层准备

在正式摊铺水泥稳定碎石基层之前首先要处理好下承层，将下承层表面的杂物和灰尘污渍清理干净，对下承层的宽度、高程、平整度和坡度进行管控，对破损部位进行标记，由施工人员修复。在确认下承层的平整度和洁净度达到摊铺施工要求后还要注意润湿下承层，在润湿处理时要注意洒水均匀，避免存在积水。如果水分过多可以晾晒一段时间。润湿下承层主要是为了避免摊铺期间基层表面水分蒸发速度过快，在摊铺混合料之后部分位置发生板结、松散等问题。在基层保持湿润状态下可以开始摊铺基层。

3.2 摊铺基准

施工人员需要在摊铺前通过双边挂基准线的方法将基层摊铺基准确定，同时做好支撑桩的合理布置。通过这种方式可以减少摊铺阶段发生错位的现象，有助于提高水泥稳定碎石基层摊铺的准确性。在设置支撑桩时，工作人员还要对其偏差进行测定，按照10m的间距设置相邻支撑桩间隔，并且将Φ3mm钢丝线悬挂在支撑桩上作为基准线，利用紧线器拉紧处理钢丝线，按照800 ～1000N的范围控制钢丝线的拉力。之后，摊铺机设备可以入场，如果是宽度较宽的市政道路，可以多台摊铺机按照梯队列方式同步作业。在摊铺水泥稳定碎石基层时，要注意控制首台摊铺机，提高基准线和铝合金梁的应用价值，确保所有摊铺机能够沿着既定的路线摊铺。

3.3 摊铺

水稳碎石基层摊铺工作主要包括两项内容，分别为上下基层，具体施工措施如下。

3.3.1 下基层摊铺

为了确保下基层的整体性，避免损伤基层结构，在摊铺中需要按照质量标准做好摊铺处理。具体实践中工作人员要对如下三点内容重点关注： 1）做好堆放场所面积的合理规划设计，对卸料的距离进行严格控制，严禁出现中途断料的问题； 2）施工前检查混合料质量，不得使用不合格的材料； 3）摊平混合料，对其高程值进行细致地检测，在满足要求后用平地机进一步提高摊铺的平整度。

3.3.2 上基层摊铺

在摊铺上基层时重点注意以下几点： 1）按照规范要求控制松铺系数，通常在1.23 以上。在碾压过程中工作人员要对断面标高进行定时检测； 2）加强调度现场机械设备，保证摊铺机和搅拌机能够相互配合，在保证供料充足的同时避免过早运输材料，影响现场交通； 3）为提高施工效率可以由两台摊铺机按照5 ～10m的间隔同时进行摊铺作业，要注意保证两台设备有着一致的行驶速度； 4）由人工处理摊铺机无法触及的角落等部位，确保摊铺整体平整性； 5）在前期准备阶段清理干净下承层杂物后用清水将其润湿，要注意避免存在积水； 6）坚持连续摊铺原则，如果不得不中断那么需要在材料初凝前尽快恢复施工，并且充分振捣接缝部分； 7）由专业的人员辅助完成摊铺作业，将出现离析的粗细料清理干净。

3.4 压实

在摊铺后要尽快碾压，当天完成摊铺位置的碾压工作。水泥稳定碎石施工中常常按照2%左右的标准控制其含水率，如果偏差过大会对碾压效果产生较大影响。工作人员在确定碾压顺序时要充分考虑各个路段的实际情况，碾压顺序通常为先两侧后中间，对于曲线段要按照从内侧向外侧的方式碾压。此外，还要注意控制如下几个要点： 1）匀速行驶静压压路机；2）用振动压路机进行复压； 3）通过静压将前期碾压产生的轮胎痕迹彻底消除； 4）在碾压中要注意避免中途停车，避免急刹车、掉头，以免混合料受到局部压力而发生推移。

3.5 接缝处理

如果在进行水泥稳定碎石基层摊铺中难以保证连续施工，或者出现突发状况不得不中断施工，那么需要做好断面位置的处理。工作人员要确保施工横缝垂直于路面车道中心线，用高度和摊铺高度一致的方木防支撑接缝部位。如果横缝位置处于水泥稳定碎石基层和桥头、明涵等位置，那么需要注意确保横缝符合搭板尾端状态，横向碾压搭板前段的水泥稳定碎石基层，确保桥头衔接效果，提高接缝处理质量。

3.6 养护

在工程收尾环节，对施工效果产生明显影响的主要是养护工作，需要加强做好水泥稳定碎石基层最终的养护管理。通常其养护时间在7d 以上，养护的重点为温度和湿度控制。工作人员可以通过洒水降温保湿或者覆盖土工布、双层塑料膜等方式调节水泥稳定碎石基层的温湿度。在养护期间，要阻断交通，避免堆放重物。

4 市政道路基层施工效果优化

4.1 厚度、平整度与压实度控制

1）做好碾压方式和碾压设备的合理选择。工程按照初压、复压、终压三步完成，最后一遍静压消除轮胎痕迹，有着较小的变异系数。在理想状态下，可以将基层压实度控制在百分百，但是具体实践中却难以达到这一要求。不同路段的压实度控制方式也存在一定的差异，比如在直线段压实顺序为基层两侧到中间的顺序，在超高端的碾压顺序为从内侧向外侧； 2）控制平整度。水泥稳定碎石基层的平整度要根据市政道路等级和规范要求确定，工作人员可以用长直尺测量各个路段的基层平整度，通过补压等方式调整平整度误差过大的部分。比如一级道路按照基层平整度误差8mm以内、底基层平整度误差12mm以内的标准控制，其他等级道路按照基层平整度最大误差12mm以内、底基层平整度最大误差15mm以内的标准控制；3）厚度控制。工作人员提前将基层松浦系数和厚度确定，做好压实设备和压实遍数的合理选择，在碾压期间做做好基层厚度的定时检测。如果遇到实际基层厚度比设计值误差允许范围超出的情况，那么需要及时对此种现象的原因进行分析，并且及时处理，调整基层碾压方案，比如将碾压遍数适当增加。

4.2 基层裂缝防治

外部环境、混合料、人为等因素都可能导致水泥稳定碎石基层施工效果受到影响，基层裂缝是十分常见的问题，根据产生原因不同可以分为三种类型，分别为干缩裂缝、温度裂缝和荷载裂缝。

1）干缩裂缝防治。在养护阶段如果湿度控制不当，基层结构反复在干湿交替的状态下容易引发干缩裂缝。针对这一问题，需要重点做好养护阶段水泥稳定碎石基层的保湿管理。比如工作人员可以定时洒水养护，覆盖塑料薄膜等保湿材料。

2）温度裂缝防治。温度裂缝是由于温度变化造成水泥稳定碎石基层的内外温差较大，温度应力超过基层的抗拉能力时会出现温度裂缝。在外部温度较低是容易出现温度裂缝。为了预防温度裂缝，工作人员在施工和养护阶段都要做好温度控制。比如在养护阶段如果外部温度过低可以覆盖草帘。

3）荷载性裂缝防治。在养护阶段水泥稳定碎石基层受到较大荷载时内部会产生拉应力，当荷载引发的拉应力过大，超出基层结构的抗拉极限时就会出现荷载裂缝。为了避免出现荷载裂缝，需要注意养护阶段阻断交通，不得在基层上通车，不得堆放重物。

如果水泥稳定碎石基层已经出现了裂缝，那么需要工作人员及时将裂缝部位的松散颗粒、灰尘等清理干净，如果缝隙较大还要开槽，用高等级的水泥砂浆灌注填充，实现破损部位的修复。

4.3 材料运输控制要点

1）合理规划运输路线。一方面要注意合理选择供货商，尽量选择口碑好、供货能力强、距离施工现场近的供货厂家。另一方面，要做好运输路线的选择，尽量避开交通拥堵、路途坎坷的道路。路线选择时还要考虑如果沿途道路荷载标准、桥梁荷载要求、限高等方面的因素，可以提前沿着路线通行查看实际路况，保证施工阶段材料运输路线通常，避免耽误施工作业。有的而城市对交通方面有着较为严格的管制，施工前需要和交警部门沟通，提前做好备案，详细记录运输车辆、数量、时间等信息。

2）合理处理运输车辆。通常采用带有封闭舱室的自卸车辆运输水泥稳定碎石混合料。在装在混合料之前，工作人员要彻底清洗舱室内部，然后将残留的积水彻底排除干净，之后按照从后向前的方式装填混合料。在装填过程中要注意避免装满运载车辆舱室，每次装填后要适当移动车辆，通过多次装填把舱室装满。这种方式可以将混合料离析问题有效降低。在运输途中要将舱室关闭密实，如果采用半封闭式运输车辆要用篷布覆盖混合料，尤其是在炎热的夏季，要注意避免运输途中混合料损失过多的水分。

3）合理规划运载时间、数量。在水泥稳定碎石摊铺中通常需要至少三辆运输车共同合作，为了保证连续施工要合理安排进场时间，避免提早进场阻碍现场交通，避免过晚进场材料供给不足。