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水稳碎石基层施工技术与质量控制

　　336省道为苏中地区重要的横向干线公路，起于启东寅阳北，入南通，穿泰州，止于扬州张纲。336海门段，东起启东界，经海门临江镇、三厂镇、城区、三和镇，止于通州界，是南通与海门对外联系的一条重要通道，也是承担海门市域通启高速南侧交通的主要干线。
　　本工程主线行车道新建路面、交叉口主线减速、停车路段、被交叉道路为二级与以上等级公路路段时水泥稳定碎石厚34cm；主线辅道路面水泥稳定碎石厚20cm；被交叉道路为三级与以下等级公路路段时水泥稳定碎石厚18cm。压实度不小于98%，7天无侧限抗压强度不小于3.5MPa。
　　主线行车道新建路面结构为：上面层4cmSup-13（改性沥青）细粒式沥青混凝土，下面层8cmSup-20中粒式沥青混凝土，改性乳化沥青下封层，34cm水泥稳定碎石基层，20cm石灰水泥稳定土底基层。
　　1 水稳碎石基层的参数指标
　　设计要求：水泥：采用P.O42.5缓凝水泥，初凝时间3h以上和终凝时间6h以上水泥。
　　碎石：其最大粒径不应超过31.5mm，公称最大粒径宜为26.5mm，小于0.075mm的细粒含量不得大于5%，小于4.75mm的颗粒含量不宜大于50%，集料压碎值不大于28%。
　　集料：（1）集料颗粒的尺寸与级配组成满足设计文件要求；（2）集料中0.6mm以下颗粒塑性指数不大于9；（3）集料中有机物含量不超过2%，硫酸盐含量不超过0.25%。
　　2 水稳碎石基层原材料控制
　　水泥：采用江苏磊达普通硅酸盐缓凝水泥P.O42.5级，经检测3D胶砂强度为21.3MPa，抗折强度为4.8MPa；初凝时间为310min，终凝时间为380min，安定性为0等指标均满足规范要求。
　　具体结果详见表1。
　　碎石：采用安徽巢湖石灰岩，按要求集料为4种规格，1#（9.5～31.5mm）∶2#（4.75～9.5mm）∶3#（2.36～4.75mm）∶4#（0～2.36mm）=30∶40∶8∶22。采用分样打堆将各种集料分类堆放，以避免混堆，并设立材料规格、产地标识牌。
　　表1
　　序号 检测项目 单位 试验结果 要求
　　1 初凝时间 min 310 ≥3h
　　2 终凝时间 min 380 6～10h
　　3 安定性 mm 0 ≤5.0
　　4 3天抗折强度 MPa 4.8 ≥3.5
　　5 3天抗压强度 MPa 21.3 ≥17.0
　　从试验检测结果看，均符合规范要求。本次试验段水稳碎石混合料中集料合成级配与要求详见表2：
　　表2 水稳碎石混合料中集料的颗粒组成
　　级配 通过下列筛选（mm）的重量百分率（%）
　　31.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.3 0.075
　　合成级配 100 78 53.3 31.2 22.4 10.2 3.8
　　指导中值 100 97.5 77 53 34.5 24 11.5 2.5
　　指导范围 100 95～100 68～86 44～62 27～42 18～30 8～15 0～5
　　水：凡饮用水皆可使用，遇到可疑水源，应委托有关部门化验鉴定。
　　2.1 现场准备工作
　　2.1.1 机械配备。本次首件工程施工机械配备主要为：600T/H型拌和楼、水稳摊铺机2台、振动压路机3台、双钢轮压路机1台、装载机4台、胶轮压路机1台，自卸汽车15部。
　　2.1.2 人员配备。本次首件工程投入管理人员8名，施工人员40名，机械操作手30名。满足施工需求。
　　2.2 配合比设计
　　根据施工图，水稳碎石设计配合比为水泥：碎石=4.0∶100，7天无侧限抗压强度≥3.5MPa，集料级配组成碎石1#（9.5～31.5mm）∶2#（4.75～9.5mm）∶3#（2.36～4.75mm）∶4#（0～2.36mm）=30∶40∶8∶22。掺配后的级配符合设计要求，最大干密度为2.361g/cm3，最佳含水量为4.6%，7天无侧限抗压强度代表值为3.9MPa，集料级配组成如表3所示：
　　表3
　　筛选（mm） 31.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.08
　　通过率（%） 100 78 53.3 31.2 22.4 10.2 3.8
　　2.3 首件施工配合比
　　首件当天上午，我部对场地的原材料进行了筛分和含水量测定，结果为碎石1#（9.5～31.5mm）、2#（4.75～9.5mm）、3#（2.36～4.75mm）、4#（0～2.36mm）含水量分别为0.3%、1.5%、2.7%、4.5%。
　　根据级配筛分与含水量测定结果，现场还是按原配合比为水泥：1#（9.5～31.5mm）∶2#（4.75～9.5mm）∶3#（2.36～4.75mm）∶4#（0～2.36mm）=30∶40∶8∶22。级配如表4所示。
　　表4
　　筛选（mm） 31.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.08 　　通过率（%） 100 78 53.3 31.2 22.3 10.6 3.7
　　2.4 施工单位配合比验证
　　现场检验组配合比设计完成后，现场组意见对配合比进行验证工作，施工配合比做了微调水泥：碎石=4.0∶100，石料1#（9.5～31.5mm）∶2#（4.75～9.5mm）∶3#（2.36～4.75mm）∶4#（0～2.36mm）=30∶40∶8∶22，最大干密度为2.361g/cm3。级配如表5所示：
　　表5
　　筛选（mm） 31.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.08
　　通过率（%） 100 78.2 53.1 31.4 22.1 10.1 3.9
　　2.5 水稳碎石基层施工控制
　　级配检测。开机试拌中，在没有加入水泥前，取新拌混合料进行了1组筛分测定。检测结果如表6所示：
　　表6
　　筛选（mm） 31.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.08
　　通过率（%） 100 97.8 80.4 58 38.2 25.5 12.1 4.7
　　结论：通过混合料筛分结果表明，拌和楼料斗秤计量准确、稳定，混合料级配在可控状态。
　　2.6 水泥剂量滴定
　　试铺过程中我们同时对混合料进行了2次的水泥剂量
　　滴定。
　　表7
　　试验次数 设计灰剂量（%） 混合料湿质量（g） 滴定消耗EDTA量 查曲线得水泥剂量测值（%） 水泥剂量测定值（%）
　　1 4 1001 11.7 4 4.1
　　2 4 998 12.2 4.2
　　结论：水泥剂量平均4.1%。通过2次水泥剂量结果表明，拌和楼水泥秤计量准确、稳定，水泥剂量在可控状态。
　　2.7 水稳混合料的拌和
　　准备工作：施工前对所有机械设备进行了全面检查，并做好了试验段前的保养工作，确保施工期间机械的完好。
　　拌和：采用600T/H拌和楼在料场（海门市东港区码头）集中拌和后为作业点供料。
　　（1）首件生产上午9∶00开始生产，下午2∶00生产结束。（2）施工过程中，拌和站运转稳定，配料准确，含水量适中，混合料成品均匀一致。（3）开机后，对混合料进行含水量、级配、水泥剂量取样检测，并按试验规程进行强度制件，进行标准养护。
　　结论：正常施工，3台装载机配合上料完全能满足施工需要；车辆足够的基础上拌和楼实际产量不低于设定产量的90%。
　　2.8 混合料的运输
　　（1）用15部自卸汽车运料至摊铺现场。运距最远5km，大概10～15分钟路程。运输能力完全能满足施工需要，摊铺过程中未因车辆不够影响摊铺。（2）运料车开工前检验其完好性，并清理车厢。（3）料车在接料过程中派专人指挥，分前、后、中三次接料，以避免装料环节引起粗细集料的离析。
　　结论：拌和楼产量完全满足摊铺机摊铺速度所需的混合料，投入15辆自卸车与施工正好匹配（车况良好）。
　　2.9 混合料的碾压
　　2.9.1 碾压工艺。
　　初压：振动压路机→稳压1遍
　　复压：振动压路机→弱振碾压2遍
　　振动压路机→强振碾压2遍
　　双钢轮压路机→强振碾压2遍
　　终压：胶轮压路机→碾压2遍
　　2.9.2 碾压要求。碾压程序为稳压→弱振→强振，碾压段落层次分明，设置明显的分界标志；碾压时压路机重叠1/2轮宽，由边与中、先轻后重、先慢后快；压路机倒车换档轻且平顺，换档位置在已压好的段落上，在未碾压的一头换档倒车时位置错开，成齿状；倒车后尽量原路返回，为确保边部水稳碎石的压实度，边部应来回多碾压一遍；不在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车，压路机停车错开，相距一定的距离；碾压在水泥终凝前与试验确定的延迟时间内完成，并达到要求的压实度，且没有明显的轮迹；对碾压完成的路段应与时检测，不合格的与时进行补压或处理。
　　2.9.3 压实度检测：碾压结束后我部对完成段落进行了压实度检测，结果如下：
　　98.1、99.2、99.2、100.3、98.0、98.9、98.1、99.0、98.1、99.2、99.7、98.1、98.4、99.0、98.3、98.8、98.6、98.7，平均值98.8，代表值98.4。
　　结论：针对粗级配抗裂型水稳，需提高压实功率、增加振动碾压遍数，方能满足施工要求；大面积施工时尽量采取跟随碾压，压路机采用流水碾压作业。后道紧跟前道以防止混合料表面水分散失过快，影响碾压效果。
　　2.10 横缝与纵缝处理
　　横缝设置：（1）横缝与路面车道中心线垂直，接缝断面为竖向平面。（2）压路机碾压完毕，沿端头斜面开到老路面上停机过夜。（3）在摊铺开始和结束的位置由压路机直接进行碾压，压实后采用3m直尺量测，从开始塌陷处由人工将混合料清理成一垂直断面，本次试验段横缝采用凿松处理，下次施工前将凿松混合料予以铲除，后在此断面处起步继续进行摊铺。
　　纵缝处理：本工程无纵缝施工。
　　2.11 养生
　　（1）摊铺碾压结束后，立即封闭交通。用洒水车洒水，在7天内保持基层洒水养生，使水稳碎石处于湿润状态。养生7天后，进行钻芯。（2）用洒水车洒水养生时，洒水车的喷头为喷雾式，每天洒水次数应视气候而定，整个养护期间应始终保持基层表面湿润。（3）水稳碎石覆盖土工布洒水养生期不少于7天。
　　2.12 试验段检测结果
　　（1）压实度：共检测18点，最大值100.3%，最小值98.0%，平均值98.8%，代表值98.4%。（2）平整度：最大值为7.6mm，合格率为100%。（3）厚度：检测3点最大值17.3cm，最小值17.0m，平均值17.2cm，合格率100%。（4）水泥剂量：检测2组，滴定平均值为4.1%。（5）含水量：检测2组，平均值为5.6%。（6）混合料筛分：检测1组，筛分结果符合指导级配要求。（7）抗压强度：共检测6组，平均值4.2MPa，代表值3.9MPa，合格率100%。（8）取芯：共取6个芯样，都成型完整。
　　3 结语
　　配合比设计能满足技术规范、设计文件与施工指导意见要求，拌和楼运转稳定、计量准确，能保证混合料的稳定性。
　　根据现场施工情况看，施工机械性能良好，机械配置能满足施工需要。人员配备充足，分工明确。
　　碾压工艺：
　　初压：振动压路机→稳压1遍
　　复压：振动压路机→弱振碾压2遍
　　振动压路机→强振碾压2遍
　　双钢轮压路机→强振碾压2遍
　　终压：胶轮压路机→碾压2遍
　　根据松铺系数测定，今后施工中的松铺系数采用1.29。
　　7天后取芯结果看，芯样完整。
　　压路机操作手业务水平有待于进一步加强，管理工作仍存在一定的不足，大面积生产前我部将进一步加强管理，组织专项技能培训。
　　首件开始时含水量控制较大，发现后与时调整到最佳含水量。
　　在整套工程中，最初期是对材料上的选择，通过配合比和技术参数得出相应的材料，再就是对于材料方面的运送，考虑到现场的多方面的因素，综合考虑运送的最佳方式。最后就是对于场地的平整，保证施工现场的安全稳定生产。综上所述，水稳基层试验段各项指标均满足本工程要求，证明试铺所采用的施工工艺合理，质量控制方法有效，试铺方案切实可行，针对试铺过程中存在的问题已找明原因，大面积施工前将切实解决以上问题。经总结本次试验段完成了试铺的各项要求，达到了试铺的目的，具备指导我部大面积施工的意义。

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