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一级公路水稳层施工质量控制要点探讨

发表时间：2020/1/9 来源：《建筑学研究前沿》2019年20期作者：李波

[导读] 以期可以为广大施工管理同仁在开展高等级公路水稳层施工实践时提供些许可供参考与借鉴之处。

中铁十四局集团第二工程有限公司山东泰安 271000
        摘要：水稳层作为时下高等级公路修筑中应用最为普遍的路面基层，其施作质量是否优良事关整个公路的建设质量以及服役年限，故而不得小觑，务须给予正确重视。本文结合笔者亲身参建的G310中牟境改建工程一级公路水稳层施工实践经验，对一级公路水稳层施工要点与质量管控要点予以了细致探讨，以期可以为广大施工管理同仁在开展高等级公路水稳层施工实践时提供些许可供参考与借鉴之处。
        关键词：一级公路；水稳层；施工要点；质量管控要点


1工程概况
        G310中牟境改建工程一标，线路总长19.9公里，本标段基层采用4.5%水泥稳定碎石，7天无侧限抗压强度不小于4.5MPa，压实度不小于98%，其中新建路面结构基层厚36cm（上基层18cm，下基层18cm），保通便道及互通区辅道路面结构基层厚30cm（上基层15cm，下基层15cm），郑民高速公路恢复路面结构基层厚54cm，被交道路面结构基层厚15cm。
        2一级公路水稳层施工要点
        2.1施工前准备
        首先，材料准备。一级公路水稳层施工所用的水泥、砂、级配碎石等原材料，应于施工前送往试验室对其相关性能参数等予以检测，从而确保原材料各项参数均能满足施工相关规范要求。
        其次，施工放样。按照设计宽度放出施工位置线与摊铺行车路线，并做好标识和定位。结合松铺系数计算松铺厚度，测量标高放出钢丝绳位置并挂设φ2mm的钢丝绳，施工段两侧用槽钢模板支模，确保水稳层厚度及标高能够满足各项标准要求。
        另外，试验段施工。为保证路基基层水泥稳定碎石施工质量，优质、高效的完成基层施工任务，需选定基层路基试验段先期施工，从而充分结合施工现场实际合理确定各项施工参数。根据本标段现场实际，选取试验段施工长度100米，配合比为水泥：碎石：水=0.096：2.128：0.111，每方水泥稳定碎石重2.335吨，水泥稳定碎石最大干密度为2.335g/cm3，最佳含水率为5%，水泥剂量为4.5%。通过试验段试铺判断原材配比是否合理，确定设备及人员配置、作业段长度、松铺系数、摊铺及碾压的工艺与时间等参数。
        2.2混合料拌和
        混合料须采用厂拌设备统一进行拌制，并应根据公路水稳层摊铺的作业量确定混合料拌制生产量，本项目拌和站生产能力约每小时600吨。混合料拌和前，应首先对场地内各种集料的含水量予以检测计算，并根据现场试验路段施工所确定的最终配比控制水泥、水以及级配碎石的比例，通常，为减少裂缝的生成，可适当调整并增加水泥剂量但不应超过设计的0.5%，使用标定过的测钙仪对水泥剂量予以测定，并及时将数据反馈给拌合站控制室进行调整，从而确保水泥配比能够满足施工要求。同时，为平衡运输以及作业过程所散失掉的水分，在混合料拌制时实际含水量应比最佳含水量略高1%～2%，并根据施工当天天气情况随时调整含水量。此外，现场试验人员还应做好混合料质量的抽检，严把混合料质量检验关，确保混合料质量能够满足施工的各项标准要求。
        2.3混合料运输
        拌和完成的混合料采用大吨位自卸车予以运输，运输前应做好相关调查以便妥善安排行车路线，同时结合当地交通管制情况，合理安排混合料拌和时间，控制拌和完成至摊铺碾压的时间应＜2h。另外，混合料装车时，为避免混合料发生离析，汽车应按照前、后、中的顺序不断移动。同时，完成装料后，应及时运抵现场实施摊铺作业，运输时应用篷布将混合料遮盖严实，防止水分流失以及颠簸时混合料外溅。
        2.4混合料摊铺
        （1）摊铺作业前，应提前半小时对底基层表面实施洒水作业，使基层表面充分湿润，摊铺时两台摊铺机一前一后联合摊铺，两台摊铺设备前后距离保持5～10m同速前进，重叠宽度为15cm，重叠部分应于每半幅摊铺完成后整体碾压，从而有效规避与减少纵向接缝。同时，沿钢丝绳移动传感器，以对标高予以严格把控。
        （2）为确保摊铺作业的连续性，应配备与摊铺机相适应的拌和设备，摊铺时保持3～4m/min的速率匀速连续摊铺，并安排专人对摊铺厚度、标高、平整度以及横向坡度做好监测，便于发现问题及时整改，进而使水稳基层各项指标满足相关标准要求（表1）。

        （3）卸料时运输车应于摊铺机前停车等待，由摊铺机推动卸料车边前进边卸料，整个摊铺作业过程中，由专人检查集料离析情况，对出现的集料“窝”应及时铲除，并用新拌料填补修复。
        2.5混合料碾压
        （1）完成混合料的摊铺作业后，应及时实施碾压，从而防止因水分流失造成碾压困难而导致压实度及水稳层强度不足。通常，碾压前检测混合料实际含水量等于最佳含水量或略大于最佳含水量时，便可实施碾压作业，如若含水量不足应及时与拌合站沟通对掺水量予以调整。

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        （2）混合料拌和完成直至碾压作业时的间隔时间越大，其强度损失也就越大，因此，无论水稳层强度还是压实度，都需要选取适当长度的碾压长度，确保完成摊铺后的混合料能及时完成碾压。其中，碾压段长度须结合拌合站生产能力、运输距离长短、摊铺速率以及碾压时长等多项指标予以综合确定，通常在摊铺机摊铺30m左右便可实施碾压作业。
        （3）碾压作业时，应严格依照“先静压—后弱振—再强振—最后静压”的顺序开展作业。另外，为有效提升水稳基层平整度，减少或规避振压而导致的压痕，碾压时碾压轮重叠量应为1/2～1/3轮宽。
        （4）碾压过程中，应时刻遵循“先慢后快、先轻后重”的原则，先静压使混合料表层稳定后，再按照由弱到强的振压模式实施振压，使水稳基层深层的密实度满足要求，最后利用静压的方式确保表层压实度达标。
        2.6洒水养护
        完成碾压，应及时进行覆盖保湿保温的方式予以养生，具体流程为：先使用透水性土工布予以覆盖，然后完成碾压后2小时利用喷雾式喷头实施洒水养生。整个养生过程应随时根据天气情况以及水稳层的湿润情况随时调整洒水时间与洒水次数，且洒水养生的时间应≥7天，7天的养护期间应封闭交通，并于养生结束后清理覆盖物。
        3一级公路水稳层施工质量管控要点
        3.1紧抓混合料原材质量
        一级公路水稳层施工前，应严格按照相关规定标准控制混合料配比，确保水泥、集料、水等配比合理。首先，水泥质量管控。水稳层施工中，不得使用早强水泥、快硬水泥、变质受潮及安定性不达标的水泥，而应优先选择基层专用微膨胀水泥，如若选择常规水泥时，应严格把控确保其初凝时间＞3h，终凝时间＞6h；其次，集料质量管控。在确保集料级配稳定性满足要求的基础上，应选择与拌合站存贮及生产能力、摊铺及碾压速率等相适应的集料加工厂，同时，合理选择集料生产方式，以有效降低集料中片状碎石的比例；另外，水的控制。水稳层混合料拌和用水最好选择饮用水，对于不清楚来源的用水，务须对其质量实施检测，确保硫酸盐含量＜2.7mg/cm3，含盐量＜5mg/cm3，严禁使用一切未经处理的污水、酸性水等。此外，若外界气温较高，还应适当调整混合料含水量，避免水分蒸发、流失造成含水率不足而导致后期压实作业时出现“弹簧”现象。
        3.2紧抓混合料拌合作业
        首先，结合摊铺效率合理选择拌和设备，同时，为确保混合料的均匀性，严禁超负荷实施搅拌作业；其次，根据混合料集料粒径，选择1.5倍最大公称粒径筛孔的筛网，确保将不达标粒径的集料全部筛选出去；另外，拌和时应先检测集料含水量，并依照检测结果以及试验段所得配比严格把控水泥、集料、水的配比；此外，雨天拌和作业时，应严格控制含水量变化，并将集料存贮于防雨棚内。
        3.3紧抓混合料运输管控
        混合料运输前，须首先检查车辆情况，保证清洗后的车辆不得存在积水的情况；其次，运输时，务须结合拌和能力、运输距离与效率、摊铺作业量等配备足够的运输车辆；另外，对于运输至摊铺卸料前时间超标的，就应妥当处理或废弃。此外，卸料时应严格控制运输车辆与摊铺机距离保持20～30cm时停车，不得靠近与碰撞。同时，卸料前检查混合料情况，结块、离析或受雨水浸泡等不符合要求的混合料不得使用。
        3.4紧抓混合料摊铺施作
        为确保水稳层摊铺的平整性、均匀性以及连续性，务须严格把控各环节作业质量。首先，对布料器与熨平板距离予以调整，避免距离过小使得供料不足而造成集料堆积，并调整布料器下缘高度，防止高度不合理而导致供料慢或不足，通常布料器边缘与地面高应为5倍最大骨料粒径。其次，为避免摊铺时布料器螺旋支撑而导致的中间带状离析，可将反向螺旋叶片装置安设于支撑处，从而使混合料在反向积压的作用下更加均匀，进而改善了带状离析现象。另外，为防止料斗收合进行余料收集时出现集料不均匀离析而导致摊铺时发生窝状离析，应尽量减少或避免料斗收合。此外，为防止供料不足或摊铺中断而造成的水稳基层压实度不均，应保证混合料及时供应并保持摊铺机均匀摊铺行进，若不得不进行中断超过2h或于每日施工结束后均须留置横向接缝。
        3.5紧抓混合料碾压施作
        摊铺结束后须及时实施碾压，并严格把控碾压施作质量。首先，压路机选型。吨位是压路机型号选择时的重要评价指标，其中，吨位过大会压碎石料，吨位过小会导致压实不足而出现下部“弹簧”现象，因此，务须根据摊铺层厚度合理选择压路机吨位，同时，根据松铺厚度选择适宜振幅及频率的压路机，例如松铺厚度较厚时应选择大吨位、低频高幅的压路机，从而有效确保水稳基层上下压实度保持一致。其次，碾压速度与次数。初压时按照1.5～2km/h的速度静压1～2遍，复压时使用重型压路机复压4～6遍，终压时利用轻型压路机按3～5km/h的速度静压1～2遍，以有效消除碾压时的压痕，同时，为避免碾压过程中导致的混合料推移，应确保起始与终止的速度保持低速启动与停止，作业过程严禁突然加速或紧急刹车而损坏表层。
        3.6紧抓工后养护管理
        水稳层施工完毕后应及时养护，养护期间应保持足够的养护湿度与温度。养护完成后应适当遮盖避免直接暴晒，另外，养护7天之内禁止车辆通行，如不得不需要施工车辆通行时，可通过撒石屑的方式防止对路面造成破坏，并控制车速＜30km/h。
        4结语
        高等级公路的水稳层施作所涉工序、环节、要点较多，即便是其中某一细小环节的施工管控未做到位，亦易致使出现较大质量问题，甚至是影响到公路的整体施建成效。因此，各参建方的各级管理者务须对水稳层施作全程给予高度关注，各尽其责，协同共进，注重细节，全力抓好水稳层施作全程各项质量管控举措的根本贯彻，严把混合料拌制、运输以及水稳层摊铺、碾压、养护等重点环节的施作质量，力创优良公路工程，“造福一方服务大众”。

        参考文献
        [1]李国强.沥青混凝土路面水泥稳定碎石基层施工技术实践[J].中国公路,2019,(14):108-109.
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        [3]胡欣,孙汐悦,范英春等.水泥稳定碎石路面基层施工质量控制要点[J].工程技术研究,2018,(12):33-34.