路面水泥稳定碎石施工质量均匀性的保证措施

范海媛

(山西省交通建设工程监理有限责任公司，山西太原 030012)

1 项目简介

青海省某高速公路，是该省路网规划(2009年—2030年)“三纵、四横、十联线”中第三横的其中一段，全线按双向四车道高速公路标准建设，设计车速80 km/h，对沿黄经济带发展和建设新丝绸之路经济带，具有十分重要的意义。

本项目道路全长57.273 km。路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，以设计弯沉值、沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力作为路面整体刚度的设计指标。路面结构层总厚度为68 cm，结构设计采用16 cm级配碎石垫层、16 cm水泥稳定碎石底基层、20 cm水泥稳定碎石基层、1 cm预拌沥青碎石封层、6 cm中粒式沥青混凝土(AC-20)下面层、5 cm中粒式沥青混凝土(AC-16)中面层、4 cm细粒式SBS改性沥青混凝土(AC-13)上面层。

2 保证路面水泥稳定碎石基层施工质量均匀性的意义

水泥稳定碎石底基层、基层是高速公路路面结构的主要承重层，加强底基层、基层施工质量控制，建设质量优良的底基层、基层，对公路工程的寿命周期起着决定性作用，尤其在高海拔、高严寒、昼夜温差大及日照时间长等特殊地理气候特点的青藏高原地区，其施工质量的好坏将直接影响底基层、基层施工进度和质量，乃至路面的使用寿命和行车安全。水泥稳定碎石底基层、基层质量的好坏主要取决于其施工质量的均匀性，而施工质量的均匀性必须从原材料粒径及混合料级配、拌合均匀性、摊铺过程中离析控制、碾压的均匀性等方面进行控制。

3 路面水泥稳定基层质量状况

在该高速公路项目铺筑的路面基层试验段(K45+180～K45+620共440 m)质量检验中发现水泥稳定碎石基层施工质量较差，经与业主、施工单位多方讨论决定现场钻取芯样进行检查，以分析问题原因。检查数据见表1。

从表1中发现芯样质量合格率较低，仅达到80%，在对不合格芯样及该路段基层施工质量进行检测研究总结的过程中，发现造成问题的主要原因为芯样均匀性差、厚度不足、基层平整度差、基层边缘成型差、表面离析多，具体占比见表2。

表1 路面试验段水泥稳定基层钻芯取样情况统计表

表2 路面水泥稳定基层施工质量检测不合格项目调查表

从表2中发现芯样均匀性差占到了70%以上，严重影响整体路面工程施工进度和质量。

4 路面水泥稳定碎石基层施工均匀性差的主要原因

1)在施工过程中对进场的原材料把关不严，原材不稳定，堆放不符合要求。2)水泥剂量的选取、粗细集料的掺配比例不当，造成了混合料均匀性差。3)拌合设备计量不准确，搅拌时间较短造成混合料搅拌不匀。4)混合料的含水量控制不好。5)不同规格料仓的料隔挡不严造成窜仓。6)混合料装料中长时间在同一位置装料造成料车边部粗料较多，中间细料较多。7)摊铺过程中造成的离析。

5 路面水泥稳定碎石基层施工质量均匀性的保证措施

1)对计划进场的原材料从料源开始严格把关，确保各档材料级配稳定，各项指标符合设计及规范要求，现场集料堆放不宜过高，以免造成粗细料离析。

2)按照JTG/T F20—2015公路路面基层施工技术细则要求，进行集料的筛分、级配合成，确定各档集料的掺配比例及合成级配的波动范围以及水泥的用量，在粗、细集料、水泥试验合格的情况下，采用 G2∶G8∶G11∶XG3=20∶32∶30∶18(水泥剂量为 4.5%)(已批复标准配合比)的掺配比例进行水稳碎石基层的级配确定，其筛分合成级配检测数据见表3。

表3 实施后现场实际筛分合成级配范围结果统计

从表3可以看出，在粗集料、细集料、水泥检验合格的情况下，按标准生产比例掺配后进行了级配的细化和调整，调整后各筛孔通过率均满足《骨架密实型水泥稳定碎石(砂砾)路面稳定基层施工方法》规定级配的要求。因此，强化集料级配控制，提高集料级配的均匀性和稳定性，是提高水泥稳定碎石混合料均匀性、减少施工质量的变异性、提高底基层、基层施工质量均匀性的重要手段。

3)在拌合前对计量设备进行标定，切实做好静、动态标定和复核工作，确保称量准确;拌合过程不能出现间断，同时要控制好拌合时间及混合料的含水量，如发现有花白料，粗细料离析等现象时应重新拌合直至达到要求并积极推广两次拌合的生产工艺;拌和时应按规定频率抽检试验，及时检测含水量，级配等进行试验，使之达到规定要求。

4)在各料仓中间加高隔板，以免不同规格的料窜仓。混合料在装料过程中料车应及时前后移动，分别在车辆的前中后三个部位装料，减少装料造成混合料离析。

5)加强摊铺过程中的材料均匀性控制。a.严格控制摊铺机行走速度，按照施工组织设计中摊铺机正常速度2 m/min～3 m/min标准要求执行，能够一定程度保证摊铺的均匀性。b.严格控制摊铺机收斗率，按照施工组织设计中要求的收斗率不小于90%的标准要求进行控制，尽量避免操作时未按操作规程操作要求进行收斗、摊铺过程中收料斗中集料集中，未及时收斗等现象发生。c.摊铺机料仓出料均匀性控制。摊铺机在摊铺过程中，分料器向两侧易出现混合料堆积现象，同时摊铺收料斗前易出现溢料现象，严重导致了摊铺机料仓出料不均匀，通过对水泥稳定基层混合料筛分发现，摊铺机料仓出料不均匀导致筛孔31.5 mm级配范围平均通过率不足95%，造成路面水稳基层钻芯芯样均匀性差。为了解决这一问题，在路面水稳基层摊铺施工过程中，采取在摊铺机上加设横向橡胶挡板来控制摊铺机料仓出料均匀程度，在摊铺机收料斗前及分料器两侧边部，通过焊接固定装置，加设横向橡胶挡板(见图1)，能有效的解决摊铺机摊铺的水稳混合料中产生离析和两侧粗集料滚落集中形成的料窝，使水稳基层混合料整体均匀性有所提高。在对孔径31.5 mm筛分通过率情况进行了现场验证(共4次)，统计数据见表4。

图1 摊铺机上加设横向橡胶挡板

表4 水泥稳定基层级配范围结果统计表

通过表4发现水泥稳定基层混合料筛分31.5 mm通过率可以达到《路面施工组织计划》中95% ～100%标准要求。

6)压实质量控制。压路机的振动频率样按照40 Hz～50 Hz进行控制，碾压次数按照施工组织设计中的每一工作面碾压不小于6次的标准要求执行，并设专人记录次数，以达到规定压实度要求。碾压时留成错台式，在下段碾压时先斜向碾压错台，再纵向碾压，以保证接头的平顺。水泥稳定材料宜在容许延迟时间内完成拌合至碾压的全部作业，保证基层板结成型，芯样不松散，压实质量良好。

7)加强其他各方面因素控制。水泥稳定碎石基层施工中，加强试验人员的质量意识，加大奖惩力度，规范施工工艺，加强养生工序，才能持续提高水泥稳定碎石底基层和基层的均匀性，确保水泥稳定碎石底基层和基层的施工质量。

6 结语

路面水稳碎石施工过程中，必须严格控制进场集料的级配、加大集料合成级配的检查、及时调整集料的掺配比例及施工配合比、加强施工现场水泥稳定碎石混合料的摊铺、碾压及养护等方面质量控制，才能切实减少水泥稳定碎石底基层、基层施工质量的变异性，均匀、稳步提升水泥稳定碎石底基层、基层的施工质量，确保路面水泥稳定碎石施工质量的均匀性。