公路工程水泥稳定碎石基层施工全过程质量控制措施研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 23 日 作者简介：杨勋（1984），男，汉族，江苏溧阳人，工程师，本科，研究方向为交通公路。-23-公路工程水泥稳定碎石基层施工全过程质量控制措施研究 杨 勋 溧阳市交通工程建设事业发展中心，江苏 溧阳 213300 摘要：摘要：水泥稳定碎石基层由于其板体性好、强度高等优点，已成为我国公路工程中最常用的路面基层结构形式。为进一步提升其施工质量，文章依托 341 省道溧阳段改扩建工程实例展开研究，从水稳碎石混合料拌合、运输、摊铺、碾压、养生等各个施工环节详细分析了其技术要点，并提出了相对应的质量控制措施，可为同类工程提供借鉴与指导。关键词：关键词：水泥稳定碎石；公路工程；质量控制 中图分类号：中图分类号：U416.214 公路工程作为现代交通运输的重要组成部分，其质量直接关系到交通安全和持久性。而水泥稳定碎石作为公路工程中常用的基层材料，其施工质量对整个工程的稳定性和使用寿命起着至关重要的作用1。然而，由于施工过程的复杂性和多样性，水泥稳定碎石基层施工质量控制一直是一个挑战，尤其反射裂缝问题，至今依旧困扰着道路行业相关的研究学者们。因此，本文依托 341 省道溧阳段改扩建工程，展开公路工程水泥稳定碎石基层施工全过程质量控制措施研究，旨在提升水稳碎石基层施工质量，推动我国公路工程建设，促进交通运输事业发展，提升社会交通的安全性、便捷性和可持续性。1 工程概况 341 省道溧阳段改扩建工程（方里村-X108）路线起于方里村以西，与 341 省道别桥段线外相接，路线终点位于 X108，起点桩号 K18+850.000，终点桩号 K26+478.896，路线长度 7.629km。全线采用一级公路标准，设计速度 100km/h，双向四车道。路基宽度一般路段采用 26m，其中中间带 3.5m（含左侧路缘带 2*0.75m），两侧行车道 2*2*3.75m，硬路肩 2*3m，土路肩 2*0.75m，路面横坡 2%，土路肩 4%。该工程的路面设计结构为：4cm 细粒式改性沥青混合料（Sup-13）上面层+8cm 粗粒式改性沥青混合料（添加抗车辙剂）（Sup-25）下面层+乳化沥青稀浆封层+36cm 抗裂型水泥稳定碎石基层+20cm12%灰土底基层。2 水泥稳定碎石混合料配合比设计 2.1 原材料质量控制 2.1.1 水泥 采用江苏金峰水泥集团有限公司生产的普通硅酸盐 P.O 42.5 水泥，经检测各项指标均符合规范及设计图纸技术要求。2.1.2 集料 1#料（9.531.5mm）、2#料（4.759.5mm）为安徽晶宇碎石，3#料（2.364.75mm）为安徽晶宇米砂，4#料（02.36mm）为安徽晶宇石粉，集料经水洗法筛分、压碎值、针片状含量、液限和塑性指数等试验检测，其各项技术指标均符合设计图纸技术要求。2.1.3 水 采用普通饮用水。2.2 配合比设计 本次水泥稳定碎石基层配合比设计以 7d 无侧限抗压强度4.0Mpa 为设计标准。2.2.1 确定各档集料的掺配比例 根据各档集料的筛分结果，经试算，集料 1#料、2#料、3#料、4#料比例为 43：33：2：22 时，混合料合成级配符合设计要求，具体如表 1 所示。2.2.2 确定水泥剂量的掺配范围 按照设计要求，以 7d 无侧限抗压强度4.0MPa为控制指标，建议水泥掺量为 3.5%4.5%，不应大于5.0%。根据设计图纸及规范技术要求，按水泥剂量3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%五种比例配制混合料。2.2.3 确定混合料最佳含水量和最大干密度 配制五种不同水泥剂量的水稳碎石混合料，分别 中国科技期刊数据库 工业 A 表 1 水泥稳定碎石配合比级配组成 矿料名称及用量 通过方孔筛的通过率（）31.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075 1#料 100.0 92.0 42.9 6.1 3.4 3.0 2.6 1.7 2#料 100.0 100.00 100.0 87 13.6 7.8 6.5 2.0 3#料 100.0 100.0 100.0 99.8 68.0 9.7 2.6 2.5 4#料 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 79.9 43.7 12.3 取用 百分率（%）44 43.0 39.6 18.4 2.6 1.5 1.3 1.1 0.7 0.7 33 33.0 33.0 33.0 28.7 4.5 2.6 2.1 0.7 2 2.0 2.0 2.0 2.0 1.4 0.2 0.1 0.1 22 22.0 22.0 22.0 22.0 22.0 17.6 9.6 2.7 合成级配 100.0 96.6 75.4 55.3 29.3 21.6 12.9 4.1 规范上限 100.0 100.0 86.0 62.0 42.0 30.0 15.0 5.0 规范下限 100.0 95.0 68.0 44.0 27.0 18.0 8.0 0.0 规范中值 100.0 97.5 77.0 53.0 34.5 24.0 11.5 2.5 表 2 水泥稳定碎石配合比击实试验结果汇总表 水泥剂量（%）3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 最佳含水量（%）4.9 5.1 5.4 5.6 5.9 重型击实法最大干密度（g/cm3）2.220 2.234 2.256 2.286 2.306 换算为振动成型法乘以 1.02 的系数的最大干密度（g/cm3）2.264 2.279 2.301 2.332 2.352 表 3 无侧限抗压强度试验结果汇总表 水泥剂量（%）3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 强度平均值 R（MPa）3.9 4.1 4.5 5.0 5.1 强度标准差（MPa）0.277 0.249 0.242 0.320 0.245 强度偏差系数 Cv（%）7.1 6.6 5.4 6.4 4.8 强度代表值（MPa）3.4 3.7 4.1 4.5 4.7 是否满足强度设计要求 否 否 是 是 是 表 4 配合比设计结果汇总 配合比（水泥：集料）最大干密度（g/cm3）最佳含水量（%）平均强度（MPa）偏差系数（%）代表值（MPa）5.0:100 2.332 5.6 5.0 6.4 4.5 进行标准击实试验，确定五种剂量混合料的最佳含水量和最大干密度，试验结果如表 2 所示。2.2.4 确定最佳水泥剂量 根据每种水泥剂量对应的最佳含水量及最大干密度制备无侧限抗压强度试件，经标准养护 6d，浸水24h 后进行无侧限抗压强度试验，试验结果如表 3 所示。综合以上结果，根据设计要求，考虑到试验的保证率系数及半刚性基层的干缩、温缩特征，选择满足设计强度的配比为水泥：集料=5.0:100，汇总结果见表 4，用于水泥稳定碎石基层施工。3 水稳碎石基层施工质量控制技术要点 3.1 拌合站生产环节 3.1.1 进场时检查 进入拌合楼后，拌合站驻场人员及时按照要求对拌合楼及试验室的标准化建设要求进行检查，并督促整改。检查试验仪器设备、拌合楼计量系统、磅房磅秤等设备的检定、标定证书，并进行复印留档。对场地内使用于本项目的材料(集料、水泥)进行检测，并反馈检测结果，对不合格的材料禁止使用，并及时清退。检查料场内材料、冷料仓、水泥罐等部位的标24中国科技期刊数据库 工业 A 识不符合要求的按要求补全信息2。3.1.2 运料车的检查 每日生产前，检查料车的清洁度，对料车车内、侧壁、车身、底板等部位进行严格检查，经检查合格后，拌合楼开机生产。所有料车不得超载装料。3.1.3 拌合楼生产控制 经常检查料场内石料堆放情况，不得出现串仓等现象，如若发现应及时通知进行清理。装载机严禁贴地铲料，如有发现及时制止。冷料仓严禁串料，生产时及时检查并整改。每日生产前，需要核对生产配合比比例使用是否正确，并拍照上传。检查混合料的装料顺序是否正确，是否按“前、后、中”分堆装料。生产结束后，及时获取打印记录数据。3.1.4 材料进场及混合料出厂试验检测 对每日生产的混合料进行取样，进行筛分、水泥剂量、无侧限抗压强度、含水率等试验3。对进场的石料、水泥等材料进行取样检测，不合格的材料及时反馈、清理，并禁止用于本项目生产。进场的水泥要及时做好取样、标识、留样的工作，要求每车留 3 份样品，并贴好封条。3.1.5 资料整理 每日及时报送原材料、混合料的质检日报（试验原始记录表）至监理单位，如不能及时报送，说明原因后，可第二天报送。每日收集当日的过磅单、吨位统计单、进场材料的质保书、合格证等相关文件，每日结束后，统一上报监理单位。做好每日施工日记的记录工作，记录每日重点工作内容，每日结束后，拌合楼原材料进场记录表、混合料生产台账统一上报监理单位。3.1.6 材料的监管 材料到场：对到场的材料进行过磅计量，在磅单上标明材料品名，规格型号，数量，生产厂家等要素，收好磅单、送货单、质保书（如有），作为一份收料资料。注意料场石料的库存情况，有情况及时通报。混合料出场：各参建单位驻场人员填写水稳拌和站出料签认单，由驾驶员带至前场，交给现场监理后方可用于施工。3.2 运输环节 由配置活门漏斗的料仓出料，出料后直接装车运输，运料车按照“前、后、中”分 3 次成“品”字形进行装料，以免产生混合料离析。在完成装料后，应立即使用保温防风的材料（如苫布）对水稳碎石混合料进行覆盖，避免混合料被污染。为确保摊铺的连续性，运料车的数量应能够确保不停机作业。3.3 摊铺环节 在正式摊铺前应对下承层进行质量检测，检测合格后方可进行施工。施工前全面清理下承层并进行洒水处理，确保两结构层之间粘结良好4。摊铺采用双机联铺的作业方式，两机前后距离应15m。当摊铺成型后，应安排人工处理集料蜂窝现象，及时填补新料。摊铺作业应坚持“宁高勿低”的操作原则，安排专人使用铝合金板检查混合料松铺面，确保与钢丝绳的高度相符，避免出现凹凸不平的情况，保障摊铺面的质量达标。3.4 碾压作业 摊铺作业结束后，应做好质量检查，检查合格后开始碾压作业。应结合工程实际情况配备足够数量的碾压设备，确保碾压施工质量。水稳碎石基层碾压作业应遵循“先轻后重，先慢后快”的原则，确保在最佳含水量状态下开展碾压作业，保证基层压实质量，同时应严格控制碾压速度。碾压过程中应实时监测基层的碾压情况，若出现松散、起皮等问题应立即叫停施工并进行相应处理。若在雨季施工，必须时刻关注天气变化，下雨时应停止作业。在完成碾压作业后，对压实度进行检测，压实度达标后再组织养生作业。3.5 养生作业 为保护基层不被破坏，应采用喷雾洒水方式进行基层养护处理，严禁高压喷水。根据当天气候变化情况优化每日洒水次数以及洒水量，通常为三到五次，保持基层表面湿润，基层强度进一步增强。在冬季养生时，必须做好防冻处理。在养生期间进行严格交通管制，必须禁止车辆通行。确保养生时间超过 7d。待养生工作结束后，方可取消交通管制。4 水泥稳定碎石基层施工技术质量控制措施 4.1 编制完善的技术应用管理制度 对各施工环节制定相应的规范和标准，为施工提供指导和保障。加强对技术工人的培训和技能提升，提高其在施工中的专业素质和操作能力。同时，建立25中国科技期刊数据库 工业 A 技术工人岗位责任制，明确其职责和权限，强化技术工人的责任意识和安全意识。采用现代化的质量管理手段，建立完整的质量管理体系，实行全员质量管理，从而全面提升施工的质量水平5。建立监督检查机制，加强对施工过程和质量的监督和检查，对发现的问题及时整改和追责，并建立相应的奖惩机制，促进施工质量的提升和管理水平的不断提高。开展相关技术研究和开发工作，不断探索新的施工技术和材料，优化施工工艺，提高施工效率和质量水平。4.2 引入信息化技术手段 采用信息化技术手段可以辅助施工质量控制，节约大量人力成本，提高施工质量管理的精细化水平。可以建立在线监测系统，通过安装传感器等设备，实时监测施工过程中的关键参数，如摊铺、碾压温度、压实度等，并将数据反馈至中央控制室。通过实时监控和数据分析，及时发现异常情况，避免施工质量问题的发生。建立施工数据管理系统，记录和存储施工过程中的各类数据，如材料配比、试验结果、施工记录等，实现数据的集中管理和可追溯。同时，利用数据分析技术，对施工数据进行统计和分析，识别潜在问题，并为优化施工工艺提供科学依据。引入二维码或 RFID 等标识技术，对施工材料和产品进行标识和追溯，实现全程监控和质量追溯。通过扫描二维码或读取 RFID 信息，可以获取材料的生产日期、供应商、检验报告等重要信息，确保材料的质量可控和合规。4.3 做好现场监督控制 制定详细的施工监督检查计划，并明确责任人和监督频次，贯彻全过程监督检查的理念。现场监督人员应对水稳基层施工工艺要求以及质量标准有清晰的了解，能够及时发现施工中存在的问题，并提出有效的改进措施。定期进行现场巡视和检查，确保施工过程中按照质量计划和标准进行。关注关键的施工环节，如原材料的配合比、混合料的摊铺和碾压等。施工现场应设立明确的记录和报告制度，详细记录施工过程中的关键数据、操作步骤、质量问题等信息。这些记录和报告可以作为施工质量管理的依据，也方便后期的质量审查和验收。5 结语 水泥稳定碎石基层作为公路工程中的重要道路结构层，其施工过程的质量控制对保证工程质量和使用寿命具有重要意义。文章以 341 省道溧阳段改扩建工程为实例，从拌合、运输、摊铺、碾压、养生等环节分析了水稳碎石基层施工质量控制技术要点，提出了引入信息化技术手段、做好现场监督等质量控制措施。通过贯彻精细化管理理念，提升水稳基层的施工质量。参考文献 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