水泥石灰綜合穩(wěn)定土基層的施工及質(zhì)量控制

摘  要：以省道204東臺段養(yǎng)護改善工程為例，就水泥石灰綜合穩(wěn)定土基層的施工工藝、存在問題、施工質(zhì)量控制及注意事項進行了闡述。
    關(guān)鍵詞：水泥石灰綜合穩(wěn)定土  施工工藝  質(zhì)量控制
 
    在我國許多地區(qū)，一般采用石灰穩(wěn)定土或石灰粉煤灰穩(wěn)定土作為公路工程的底基層，石灰土或石灰粉煤灰土底基層能夠形成良好的板體，有利于就地取材，經(jīng)濟性好。這種半剛性材料對我國公路的發(fā)展起了極大的作用。而在有些地區(qū)僅有粉土或粉土質(zhì)分布，如沿?？h城東臺市，采用石灰穩(wěn)定粉土，基層成型情況不好，7天無側(cè)限抗壓強度達不到規(guī)范要求，而采用石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石等其它半剛性材料作為底基層將大大提高工程造價。因此在省道204東臺段養(yǎng)護改造工程中，采用了水泥石灰綜合穩(wěn)定土作為底基層，經(jīng)過施工實踐，取得了較好的效果，下面就該工程使用水泥石灰綜合穩(wěn)定土基層的施工及質(zhì)量控制進行回顧與分析。
 
 1、工程概況
    省道204東臺段養(yǎng)護改造工程是東臺市交通主干道，北接鹽城大豐市南至南通海安市，全長35.24Km，按二級公路標準建設(shè)，路面寬9米，路基寬12米，為瀝青混凝土路面，路面底基層為水泥石灰綜合穩(wěn)定土。該工程是江蘇省重點網(wǎng)化工程之一，它對蘇北腹地地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，改善江蘇省海濱地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展不平衡局面，以及更好發(fā)揮公路網(wǎng)暢通功能，帶動廣大蘇中、蘇北地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展起到重要作用。
 
2、原材料的要求
    2.1 土：全線采用兩側(cè)取土，沿線村鎮(zhèn)提供土源。沿線土質(zhì)較復(fù)雜，塑性指數(shù)在8~12之間，屬于含砂低液限粉土，從顆粒結(jié)構(gòu)分析來看，土樣中砂粒含量約占10.9%，粉粒含量約占76.3%，粘粒含量只有5.9%左右。土塊應(yīng)盡可能粉碎，土塊的最大尺寸不大于15mm。
   2.2 水泥：水泥采用當?shù)禺a(chǎn)的普通硅酸鹽水泥，采用終凝時間較長（宜在6h以上）標號為325#的水泥，快硬水泥、早強水泥及已受潮變質(zhì)的水泥不得使用。
    2.3 石灰：石灰采用消解石灰，要求施工單位盡量縮短石灰的存放時間，有效鈣鎂含量要達到Ⅲ級（含Ⅲ級）以上要求。
    2.4 水：采用工程沿線河水，因處于農(nóng)村，水未被污染。
 
 3、混合料配合比的復(fù)核驗證
    省道204東臺段養(yǎng)護改造工程設(shè)計底基層為6：6：88的水泥石灰綜合穩(wěn)定土，經(jīng)過重型擊實試驗確定施工控制參數(shù)：最大干密度ρdmax=1.769g/cm3,最佳含水量w0=16.3%。根據(jù)最佳含水量和計算的干密度制備試件，進行無側(cè)限抗壓強度制件，試件的數(shù)量1組6個，在25℃的養(yǎng)護室保濕養(yǎng)生6天，浸水24h后，進行無側(cè)限抗壓強度試驗，經(jīng)測試平均強度能滿足設(shè)計抗壓強度0.8Mpa的要求。
      上述試驗符合要求后，進行了120米的試驗段施工，以確定合理的施工長度、測定從撒布水泥到成型的時間，施工機械配置和組合，檢驗配合比是否滿足設(shè)計要求和質(zhì)量要求，檢驗各工序之間的組織協(xié)調(diào)工作及質(zhì)量控制措施能否滿足施工要求。在對試驗段組織了驗收后，其結(jié)果符合有關(guān)驗收規(guī)范要求，允許施工單位正式開始大面積施工。

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4、水泥石灰綜合穩(wěn)定土的施工工藝
    4.1 路基準備
    本工程為養(yǎng)護改善工程，直接在老路上加鋪水泥石灰綜合穩(wěn)定土基層，在施工前需檢查路基是否松散、車轍、坑洼，薄弱環(huán)節(jié)要預(yù)先進行挖除加固處理，以保證路基質(zhì)量符合設(shè)計要求。
    4.2 施工放樣
    在老路上恢復(fù)中線，并在中、邊樁上標出綜合穩(wěn)定土基層的標高，測量人員在施工現(xiàn)場要隨時進行觀測糾正。
    4.3 確定材料用量
    根據(jù)水泥石灰綜合穩(wěn)定土基層的厚度、干密度及石灰、水泥用量，計算單位面積綜合穩(wěn)定土需用的石灰、水泥重量并計算石灰、水泥布放距離。
    4.4 布土
    備土完成后，先用推土機將土推平，測定含水量，當含水量較小時須用灑水車灑水、翻拌，按試驗段確定的松鋪厚度整平，再用16t壓路機靜壓1~2遍，使其表面平整，并達到一定的壓實度。
    4.5 石灰土整形
    按石灰土基層的施工方法布灰、拌和、整平碾壓，具體施工方法略。
    4.6 擺放和攤鋪水泥
    根據(jù)計算的水泥用量和擺放間距，按石灰網(wǎng)格擺放水泥，并用刮板均勻攤開，盡量使每袋水泥的攤鋪面積相等。
拌和按照JTJ034-2000的要求，采用路拌法施工，首先要選擇良好的拌和設(shè)備，如RS425穩(wěn)定土路拌機,拌和遍數(shù)根據(jù)試驗段確定控制為至少3遍，拌和作業(yè)長度控制為半幅120m左右;其次需重視含水量對施工的影響。含水量對水泥石灰綜合穩(wěn)定土的碾壓是一個特別敏感的指標，控制的好壞關(guān)系到壓實成敗。拌和好的混合料在碾壓前含水量應(yīng)高出最佳含水量3%左右。這樣不僅保證了碾壓工作的順利進行，也盡量避免了穩(wěn)定土起皮、“干彈”或“濕彈”現(xiàn)象。施工過程中要嚴格控制拌和深度和混合料均勻性。拌和深度應(yīng)犁入路基表面0.5~1cm左右，以利上下層的粘結(jié)。拌和完畢后要求混合料均勻、色澤一致，沒有灰條、灰團和花面，并取樣試驗，整個拌和過程應(yīng)在1.5h內(nèi)完要成。
     4.7 整平
    水泥拌和第3遍時緊跟著用推土機排壓、人工整平和整型。整完后，用振動壓路機快速靜壓一遍，以消除不平整處，再用人工進行精平，在整平過程中檢查混合料的松鋪厚度，按設(shè)計規(guī)定的坡度和路拱成型。整個整型過程一般應(yīng)在1.5h內(nèi)完成。
    4.8 碾壓
    混合料完成精平成型后，當混合料處于最佳含水量+3%時，即可進行碾壓，采用16t振動壓路機靜碾一遍，然后振壓，18t壓路機穩(wěn)壓。整個碾壓過程須在1.0h內(nèi)完成。
    4.9 接縫的處理
    前后作業(yè)的兩個施工段銜接處，采取搭接拌和，前一段空出3m不進行水泥拌和和碾壓，與下一段一起加水泥拌和施工。當不連續(xù)施工時，碾壓結(jié)束后，在末端做斜坡，第二天開始攤鋪新料時，將末端斜坡挖除，并挖成一橫向（與路中心線垂直）垂直向下的斷面。
     4.10 養(yǎng)生與無側(cè)限強度試驗
碾壓完成后及時檢測壓實度、高度、厚度等指標，合格后封閉交通進行養(yǎng)生。為檢測水泥石灰綜合穩(wěn)定土的施工質(zhì)量，取現(xiàn)場拌和好的混合料制作7天無側(cè)限試件檢驗強度，檢測頻率為單幅100m一組，找出不合格范圍，進行返工處理。
 
5、施工中存在的問題及處理方法
    5.1 表面起皮
    水泥石灰綜合穩(wěn)定土起皮既影響美觀又影響路面質(zhì)量，因為起皮很容易形成夾層。產(chǎn)生起皮的主要原因有兩種情況：一是薄層貼補，人為的制造一個滑動面；二是表層過濕或過干，過濕時綜合穩(wěn)定土被壓路機輪子粘起而出現(xiàn)麻麻點點，并越積越多，過干時碾壓易發(fā)生推移而起皮。針對第一種情況，要求綜合穩(wěn)定土第3遍水泥拌和后緊跟著用推土機進行排壓，人工整平時嚴禁隨意補料。對于第二種情況，嚴格控制含水量。
    5.2 壓實度與無側(cè)限試件強度之間的矛盾
對于水泥石灰綜合穩(wěn)定土工程實體，壓實效果和實體強度是不矛盾的，壓實效果越好，綜合穩(wěn)定土實體強度越高。但在實際路拌法施工過程中混合料中各種材料的配比往往并不是非常準確，在壓實工藝一定的情況下，壓實度的波動更多地反映了混合料實際配合比的波動。在壓實過高的地方取的混合料制作的無側(cè)限試件強度往往偏低，壓實度低的地方取的混合料制作的無側(cè)限試件強度往往偏高，實測壓實度與試驗室制作的無側(cè)限試件強度之間存在著矛盾。
    在反壓成型制作無側(cè)限試件過程中，采用的最大干密度和壓實標準固定不變，而實際施工中混合料是略有變化的，壓實度和無側(cè)限強度兩項指標對于這種變化的反應(yīng)正好相反，當配料偏重時，壓實度就會偏大，按照原最大干密度制作的無側(cè)限試件就達不到95%的反壓效果，強度偏低。
施工中應(yīng)注意抓好配合比的準確性，施工均勻性，對布料、拌和要加強控制，力求施工配合比接近設(shè)計配合比。無側(cè)限試件的混合料取樣應(yīng)注意多點取樣，混合均勻。盡可能縮小壓實度和無側(cè)限強度兩指標的統(tǒng)計偏差系數(shù)。
    抓好施工現(xiàn)場的壓實工藝是保證綜合穩(wěn)定土壓實效果的關(guān)鍵。壓實度應(yīng)采用統(tǒng)計法評定，允許個別點低于95%。不要過分追求高壓實度，追求高壓實度只會促使配合比嚴重偏離設(shè)計配合比，造成無側(cè)限試件強度過低。
 
6、施工注意事項
    施工實踐證明：水泥石灰綜合穩(wěn)定土作為一種較少使用的結(jié)構(gòu)層，由于其土質(zhì)的特殊性，施工難度較大，不易成型，但只要按技術(shù)規(guī)范精心組織認真摸索，合理安排，就能夠施工出優(yōu)良的結(jié)構(gòu)層。結(jié)合本工程的施工經(jīng)驗及教訓，在水泥石灰綜合穩(wěn)定土的施工中應(yīng)特別注意以下幾個方面。
    6.1 在水泥施工中應(yīng)考慮延遲時間的影響，水泥劑量越高，延遲時間的影響就越大。由于現(xiàn)行規(guī)范中綜合穩(wěn)定土強度、最大干密度是以室內(nèi)重型擊實、標準養(yǎng)護時取得的數(shù)值為標準，這就使得施工現(xiàn)場壓實后實測的壓實度很難達到要求，工地強度和室內(nèi)試驗也不一致。因此，在實際工作中，一方面應(yīng)該使用高效率的拌和機械，并使拌和、整平、碾壓幾道工序緊緊相接，盡可能縮短從加水到壓實的間隔時間；另一方面建議在現(xiàn)場取1.5~3.5h的綜合穩(wěn)定土樣，測定其最大干密度，作為現(xiàn)場壓實度控制的標準，并以此制作試件測定7d無側(cè)限抗壓強度，以保證水泥石灰綜合穩(wěn)定土達到應(yīng)有的強度。
    6.2 水泥石灰綜合穩(wěn)定土的壓實，必須配備18t或更重的設(shè)備重碾，否則難以達到95%的壓實度，如果碾重不足而僅靠增加碾壓遍數(shù)，往往達不到要求，同時也應(yīng)避免片面強調(diào)壓實度而過度碾壓。對于水泥石灰綜合穩(wěn)定土這類結(jié)構(gòu)層，在滿足強度的條件下，可適當降低壓實度，以減少剪切破壞。
    6.3 水泥石灰綜合穩(wěn)定土混合料的含水量控制不一定以最佳含水量為好，而應(yīng)根據(jù)天氣、氣溫情況綜合確定。
    6.4 確定好合理的作業(yè)長度，保證撒布好水泥的段落在4h內(nèi)完成拌和、整平、碾壓工作。施工段落以100~150m為宜。根據(jù)省道204東臺段養(yǎng)護改善工程的經(jīng)驗，由1臺RS425拌和機拌和，拌和長度為120m左右。
    6.5認真做好現(xiàn)場灌砂壓實度、7天無側(cè)限抗壓強度、彎沉等試驗工作，及時發(fā)現(xiàn)問題。對于存在素土夾層、結(jié)構(gòu)層松散、板體性強度不好的施工段，必須進行返工，以消除質(zhì)量隱患，以保證結(jié)構(gòu)層的工程質(zhì)量。