水穩(wěn)碎石基層分次攤鋪一次成形施工技術(shù)與質(zhì)量控制
1.概述
水穩(wěn)碎石作為路面基層，具有水穩(wěn)性好、承載力高且較經(jīng)濟等特點，在高等級公路路面基層施工中被廣泛應(yīng)用，是路面結(jié)構(gòu)的主要承重層。高速公路水穩(wěn)碎石基層一般設(shè)計厚度均在3ocm以上，這樣的厚度在施工過程中不僅攤鋪困難，且質(zhì)量難以控制。傳統(tǒng)的施工方法是將水穩(wěn)碎石分層攤鋪，占用時間長，而水穩(wěn)碎石基層的施工進度直接影響到整個路面工程的工期；另一方面，分層攤鋪施工，若層與層間黏結(jié)不好，難以形成整體。而分次攤鋪一次成形施工既能保證水穩(wěn)層滿足結(jié)構(gòu)的完整性和工程質(zhì)量，又可加快施工進度。
2.傳統(tǒng)施工方法存在的問題
傳統(tǒng)的施工方法是將水穩(wěn)層分為兩層分別攤鋪和壓實，下層攤鋪壓實完成后一般經(jīng)過7d養(yǎng)生，待強度滿足要求后再鋪筑上層；上層鋪筑完后一般再養(yǎng)生7d，待強度滿足要求后再鋪筑面層。這種施工方法，上下層的工序銜接等待時間長，不利于加快工程進度；由于水穩(wěn)層為半剛性基層，第一層硬化后再鋪筑第二層，層間黏合性差，易形成單層受力，使薄的一層產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力而出現(xiàn)開裂等現(xiàn)象，從而影響水穩(wěn)層的整體性和強度。
3.分次攤鋪一次成形的優(yōu)點
由于傳統(tǒng)的施工方法時間長、進度慢，質(zhì)量也難以控制；因此，在水穩(wěn)層施工中研究一種既能加快工程進度又能提高整體施工質(zhì)量的技術(shù)是很有必要的。分次攤鋪一次成形是將水穩(wěn)層分上下兩層攤鋪，在同一時間內(nèi)一次碾壓成形的施工技術(shù)，可有效加快施工進度，又可使水穩(wěn)層形成一個完整的受力整體，大大提高了基層的質(zhì)量和使用壽命。我公司在多條一級公路施工中采用了這一施工技術(shù)，鉆取的芯樣經(jīng)查驗整體性及完整性好，上下兩層沒有分層現(xiàn)象，形成了一個整體，提高了水穩(wěn)層的整體受力；而且節(jié)省了傳統(tǒng)工藝中下層7d的養(yǎng)生時間，從而有效地加快了整個路面工程的施工進度。
4.施工質(zhì)量控制
不論采用什么新技術(shù)，保證質(zhì)量、滿足相關(guān)規(guī)范及設(shè)計要求是關(guān)鍵。
水穩(wěn)層施工必須一次達到質(zhì)量標準。所以施工中必須加強施工過程管理、采用機械化施工，形成大規(guī)模、標準化的作業(yè)方式。施工中應(yīng)重點從原材料、集料配合比、機械配備、人員配置、拌和、運輸、攤鋪、碾壓、養(yǎng)生等方面對水穩(wěn)層進行質(zhì)量控制。
水穩(wěn)層質(zhì)量控制的重點指標為壓實度、強度、平整度、縱斷面高程、寬度、厚度、橫坡等。
4.1對原材料技術(shù)指標的要求。
水穩(wěn)層的原材料主要有水泥、石料和水。為把好原材料質(zhì)量關(guān)，應(yīng)加強對各類原材料的料源提前檢驗和確定，在使用過程中按規(guī)定頻率抽樣檢驗，不合格的材料不得用于工程中。
(1)水泥：水泥作為集合料的一種穩(wěn)定劑，施工中應(yīng)盡量使用水化熱較低，穩(wěn)定性好，抗折強度較大的水泥；由于在施工中水穩(wěn)層攤鋪時所需的時間較長，因此應(yīng)選用初凝時間和終凝時間都較長的水泥。一般選用初凝時間在4h以上，終凝時間在6h以上的普通硅酸鹽水泥。
(2)石料：水穩(wěn)層的強度主要依靠碎石本身的強度、石料的嵌擠鎖結(jié)作用和水泥材料的穩(wěn)定膠結(jié)作用而形成的。石料應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定，壓碎值應(yīng)不大于30%，針片狀含量不大于15%，集料中小于0.6mm的顆粒，必須做液限和塑性指數(shù)實驗，要求液限小于28%，塑性指數(shù)小于9。
(3)水：應(yīng)盡量選用干凈無污染可飲用的水。
4.2配合比設(shè)計
4.2.1集料組成設(shè)計
高速公路的基層宜選用骨架密實型混合料。骨架密實型水穩(wěn)層集料單個顆粒的最大粒徑不大于31.5mm，取各級石料進行配合，按顆粒組成進行計算，確定混合料中各種集料的組成比例。按計算所得的摻配比例拌和后的混合料其顆粒組成應(yīng)符合表l的級配范圍規(guī)定，且通過量以接近級配范圍的中值為最佳。
標準級配通過質(zhì)量百分率(%)10090~10072~8947~6729~4917~358~220~7
標準級配通過質(zhì)量百分率中值(%)1009580.5573926153.5
4.2.2水泥劑量的確定。
水泥劑量一般宜選用3.0%~5.0%，由于水泥劑量的提高，基層的強度相應(yīng)地提高，但脆性也相應(yīng)增大，且易出現(xiàn)收縮開裂現(xiàn)象。因此，在混合料配合比設(shè)計時，其7d無側(cè)限平均抗壓強度r在符合公式r≥rd(1-zacv)的情況下，不宜盲目地增加水泥劑量。工地實際采用的水泥劑量應(yīng)比室內(nèi)實驗確定的劑量多0.5%~1.0%，采用集中廠拌施工時，可只增加0.5%；采用路拌法施工時，宜增加1.0%。
4.2.3含水量的確定。
取符合強度要求的最佳配合比作為水泥穩(wěn)定碎石的施工配合比，按規(guī)范要求用重型擊實法確定最佳含水量。若含水量過大，會出現(xiàn)彈簧、翻漿等現(xiàn)象，也會增加混合料的干縮性，使結(jié)構(gòu)層容易產(chǎn)生干縮裂縫；含水量過小，混合料易松散，不容易碾壓成型；含水量過大或過小還會影響混合料的密度和強度。一般情況下，拌和物含水量應(yīng)根據(jù)氣溫、運距和機械碾壓性能，比最佳含水量略高0.5%~l%，以彌補混合料運輸、攤鋪和碾壓過程中水分的損失。
4.3拌和。
水泥、集料拌和質(zhì)量將直接影響水穩(wěn)層強度和穩(wěn)定性。因此，通常采用集申廠拌混合料。
(1)拌和機出料時不允許采取自由跌落式的落地成堆、裝載機裝料運輸?shù)霓k法。須配備帶活門漏斗的料倉，由漏斗出料直接裝車運輸，裝車時車輛應(yīng)前后移動，分三次裝料，避免混合料離析。
(2)拌和站要與施工現(xiàn)場保持聯(lián)系，以便對施工現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的問題做及時調(diào)整。
4.4混合料的運輸。
運輸混合料宜采用大噸位(15000kg以上)的自卸運輸車，運輸車輛數(shù)量一定要滿足拌和出料與攤鋪需要，裝料前應(yīng)將車廂清洗干凈。
應(yīng)盡快將混合料運送到鋪筑現(xiàn)場。車上的混合料應(yīng)予以覆蓋，減少水分損失。如運輸車輛中途出現(xiàn)故障，必須立即以最短時間排除故障，如果在中途延誤的時間己超過水泥的初凝時間則該車混合料只能作為廢料處理。
4.5攤鋪及碾壓。
攤鋪、碾壓過程是分次攤鋪一次成形施工技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，其最終目的就是使水穩(wěn)層整體性完好、上下層無分層現(xiàn)象、強度滿足設(shè)計要求。