1﹑前言
目前，我國絕大部分高等級公路瀝青路面的基層和底基層都是半剛性的無機結合料穩(wěn)定材料。對于路面底基層，一般都采用就近的土為原料做無機結合料穩(wěn)定土，其所采用的結合料主要有水泥、石灰和工業(yè)廢渣等，穩(wěn)定的方法類型主要有水泥穩(wěn)定、石灰穩(wěn)定、水泥石灰綜合穩(wěn)定、石灰粉煤灰穩(wěn)定、水泥粉煤灰穩(wěn)定以及水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定[1]。根據(jù)以往的經(jīng)驗，石灰穩(wěn)定土和石灰粉煤灰穩(wěn)定土適宜穩(wěn)定對象為塑性指數(shù)介于12～20的亞粘土，低塑性的粉砂土則穩(wěn)定效果為好；而水泥穩(wěn)定土的適宜對象，如單從強度角度出發(fā)可為除有機質含量大及硫酸鹽含量大外的幾乎各種類型的土[2]。對于粉土鋪筑路面底基層，在以往的工程當中穩(wěn)定該種材料的實踐與研究較少。本文作者通過對江蘇省寧靖高速公路姜堰粉土段的研究發(fā)現(xiàn)，該處粉土的粘粒含量很少，不管是石灰粉煤灰穩(wěn)定還是水泥穩(wěn)定都不具有良好的效果，室內(nèi)強度與收縮性能的研究表明，該種土適宜采用水泥石灰粉煤灰綜合穩(wěn)定。
對于粘料含量很少的粉土進行水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定的路拌TRANBBS施工時，由于土本身基本不具有粘性，因此施工時拌和較容易，但該種穩(wěn)定材料在水泥形成強度之前其碾壓成型極易造成表面粗糙，如果施工方法不當還易造成表面薄皮夾層，而且水泥的加入使用對施工的要求也更加嚴格，這就有必要對該種穩(wěn)定材料的施工加以研究，以確定其施工工藝及質量控制TRANBBS技術。筆者結合具體工程實際，選擇了穩(wěn)定方案在試驗路及實體工程上實施工，具體研究水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定土的施工方法及質量控制技術。
2、水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定粉土的試驗路方案實施
在試驗路實施之前，參考石灰粉煤灰土及水泥土的施工工藝要求[3]預先擬定了水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定粉土的施工工藝大綱，試驗路的穩(wěn)定方案鋪筑主要是檢驗既定的施工工藝是否適合以及試驗路上情況與室內(nèi)研究結果是否相符，本文只考慮前者。試驗路方案是鋪筑長度為100m，半路幅寬，選擇的水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定土的配比有4∶11∶15∶70、4∶12∶24∶60和6∶6∶18∶70三種情況。試驗方案的鋪筑嚴格按選擇的配比用量及擬定的的施工工藝進行，具體工藝過程為：1)施工放樣及上土：放樣及上土，用CA25振動壓路機靜壓2遍，YL16膠輪壓路機跑光，然后根據(jù)計算的松鋪厚度用平地機進行鋪土的整平；2)攤鋪石灰及粉煤灰：用打方格的方法控制濕灰的攤鋪，上灰采用先粉煤灰，后石灰的順序進行；3)拌和并穩(wěn)壓，測石灰劑量：拌和時采用兩臺拌和機同時由中央分隔帶向路肩前后重疊進行，實測其含水量，并用EDTA滴定來檢驗石灰劑量[1]，然后穩(wěn)壓；4)上水泥后，再拌和整平：上好水泥后按前述同樣方法進行拌和，用CA25振動壓路機靜壓1遍，振壓1遍，膠輪壓路機碾壓1遍，然后進行粗平；5)壓實：CA25壓路機穩(wěn)壓一遍， YL16膠輪路機跑光一遍，平地機精平，CA25壓路機穩(wěn)壓一趟(去時靜壓回時振動，往返為一遍)，12-15T的三輪壓路機碾壓3-5遍，18-21T三輪壓路機碾壓1遍，16T膠輪壓路機碾壓2遍；6)保濕養(yǎng)生。
通過試驗方案的鋪筑實施，我們發(fā)現(xiàn)施工過程當中存在以下問題：1)施工的持續(xù)時間較長：在各方案的施工過程當中，從水泥鋪撒開始進行計時，100米長半幅拌和一遍平均需1.5～2小時，至整平整型結束共約需3小時，碾壓約需3小時，總計約需6小時，對于一般的水泥超過其終凝時間表，從時間表上級看無法控制二次拌和；2) 整平較困難：經(jīng)鋼輪和膠輪壓路機靜壓之后，表面光滑密實，整平難以進行；3)拌和不均勻：由于機械原因，盡管粉土的拌和較容易，石灰的現(xiàn)場測定劑量高低之差仍達3%，離散性較大；4)碾壓粘料：成型時的含水量未嚴格按施工指導的要求控制略比最佳含水量低1%左右，在碾壓過程當中鋼輪壓路機的輪有銹跡，輪表面有粘料現(xiàn)象，碾壓時機械自動刮除不凈，輪上仍然有大量粘料，在輪重壓力下造成碾壓層表面凸凹不平，表現(xiàn)出不十分平整的外觀，且刮除物沒有被清掃或作其他處理，碾壓成型后表面局部存在薄皮層，也顯得松散；5)碾壓存在剪切破壞：用CA25振動式壓路機碾壓之后，混合料的表面表現(xiàn)得已經(jīng)較為密實，但12～15噸光輪壓路機碾壓1遍之后淺層就出現(xiàn)松散，刮開表面薄皮層觀察發(fā)現(xiàn)其下已非常密實，至最終碾壓結束時結構表面又表現(xiàn)為非常密實，次日現(xiàn)場測定其壓實度也完全滿足要求，但取樣時發(fā)現(xiàn)表面有薄層。
試驗路的各結構方案在碾壓方面均較容易達到壓實要求，壓實度都超過95%，但表面松散和結構薄層現(xiàn)象客觀存在。從7天的強度及后期的觀測看其后期的強度和板體性都還較好，因此應針對上述存在的問題，在實體工程上采取一些施工的改進措施：1)選擇終凝時間在8小時以上的水泥，并研究延遲壓實對混合料的強度影響；2)改進整平前的穩(wěn)壓方法；3)選擇性能好的拌和機械；4)控制碾壓含水量，改善碾壓工藝，消除表面粗糙不平整及薄層剪切破壞。
3、實體工程的施工工藝改進研究
實體工程在大面積展開之前進行了試鋪段工作，選擇的水泥終凝時間為8小時，在用時上控制水泥及石灰都比配比劑量大一個百分點，采用的配比方案為水泥∶石灰∶粉煤灰∶土=4∶10∶21∶65?？紤]不過分延長混合料的成型時間，對石灰及水泥的拌和均勻性通過嚴格拌和機械來加以解決。實體工程的施工研究采取工地試驗室與路上相結合的方式進行，室內(nèi)進行標準擊實試驗、抗壓強度試驗以及延遲壓實和不同壓實度時的強度影響試驗，室外主要進行碾壓適宜含水量的尋求與控制、薄層光面貼補消除、表面粗糙消除以及防止淺層剪切等的試驗與控制。
3.1延遲壓實的試驗研究
在工地試驗室進行了延遲壓實對混合料強度影響的室內(nèi)試驗，試驗采用的材料、方法與配合比試驗一致，壓實度也仍然為95%，各不同成型時間的強度結果如表1所示。
表1延遲壓實的混合料強度試驗結果
配比方案 混合料 成型時間 試件 個數(shù) 7d強度平均值(MPa) 強度標準誤差(MPa) 強度特征值(MPa)
4∶10∶21∶65 4小時 6 0.71 0.049 0.63
6小時 6 0.69 0.021 0.66
7個半小時 6 0.74 0.044 0.66
9小時 6 0.66 0.052 0.57
由表中結果可知，水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定土混合料，其成型時間在水混終凝時間之內(nèi)時，壓實對混合料的強度基本無衰減影響，超過終凝時間時已造成延遲壓實，混合料強度有所衰減。但對于本工程所用的材料，當碾壓成型時間在9小時以內(nèi)(水泥終凝時間為8小時)時，混合料的強度仍有0.57MPa，大于規(guī)范對路面底基層的要求，因此具體施工碾壓成型時，控制時間可以在水泥終凝時間8小時限制的基礎上放寬至9小時。
3.2不同壓實度的試驗研究
在工地試驗室采用同樣的材料、方法與配合比進行了不同壓實度情況下的7d無側限抗壓強度試驗，各不同壓實度下的強度結果如表2所示。
表2 不同壓實度的混合料強度試驗結果
配比方案 混合料 成型時間 試件 個數(shù) 7d強度平均值(MPa) 強度標準誤差(MPa) 強度特征值(MPa)
4∶10∶21∶65 90 6 0.56 0.039 0.50
92 6 0.65 0.061 0.55
94 6 0.65 0.042 0.58
95 6 0.70 0.036 0.64
由表中結果可知，水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定土混合料的壓實度對其強度影響較大，當壓實度從95%降至90%時，其強度下降達0.14MPa，因此在施工中應嚴格控制壓實度，以保證底基層結構的強度，特別應注意室內(nèi)標準試驗的最大干密度的準確，這樣才能準確控制路上的壓實，使得單點壓實度不低于90%的判據(jù)合理。
3.3消除光面貼補
對用CA25振動壓路機靜壓2遍、
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YL16膠輪壓路機跑光后的平地機整平，不僅整平過程較困難，而且由于光面本身不可能全部需要下刮，因而不可避免地存在松料貼補在光面上的現(xiàn)象，從而造成不同厚度的起皮松散及薄皮夾層。為了消除這種影響，在實體工程試鋪段上改進為加厚材料全部下刮，這樣保證基本無松料回補。
3.4控制碾壓含水量
水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定土混合料在水泥加入并拌和之后的碾壓需嚴格控制含水量，防止因過濕造成鋼輪粘料或過干造成表面松散，這就有必要控制在石灰和粉煤灰拌和之后、水泥加入之前的含水量。通過實踐得知，最終混合料的碾壓含水量比最佳含水量略高1～2%時的壓實效果較好，這樣可得到水泥拌和之后的混合料含水量符合要求。由于具體工程實施時各施工段土質會有差異、機具設備配套不一、氣溫也會變化不定，因此，施工現(xiàn)場混合料的實際控制含水量應視當時的壓實效果而異，不可機械搬用，宜適時適情進行調整。
3.5改進碾壓機具和碾壓程序
針對試驗路碾壓方面存在的問題，實體工程在試鋪段中進行了碾壓方案的改進探索。從上水泥并拌和之后，對不同的試鋪段考慮了不同的碾壓方案：(一)履帶式推土機穩(wěn)壓→粗平→CA25壓路機穩(wěn)壓1遍→平地機精平→CA25壓路機往返一趟(去時靜壓回時振動)→12～15T的三輪壓路機碾壓2～3遍→18/21T三輪壓路機碾壓1遍→16T膠輪壓路機碾壓2遍；(二) 履帶式推土機穩(wěn)壓→粗平→CA25壓路機穩(wěn)壓1遍→平地機精平→CA25壓路機往返一趟(去時靜壓回時振動)→16T膠輪壓路機碾壓2遍，18/21T三輪壓路機穿插其后碾壓2遍→16T膠輪壓路機碾壓1遍；(三) 履帶式推土機穩(wěn)壓→粗平→CA25壓路機穩(wěn)壓1趟(來回強振)→CA25壓路機往返一趟→平地機精平→CA25壓路機往返2遍→16T膠輪壓路機碾壓2遍。首先進行了第一、第二種碾壓方案試鋪段的試驗，(未抬高鋪筑厚度)，并嚴格按要求控制碾壓含水量進行了壓實成型。第一種碾壓方案的試鋪段經(jīng)檢查，壓實度完全滿足要求，表面也依然粗糙、不平整，深挖發(fā)現(xiàn)夾層依然存在，但不存在結構多層分層或斜向剪切延伸。第二種碾壓方案的試鋪段檢查發(fā)現(xiàn)，該段壓實度不足，均在92～95%之間，表面也粗糙松散有夾層，而且深挖發(fā)現(xiàn)有30～60度斜向剪切向下延伸，一般在2～5cm，最深達7～10cm。
第二種碾壓方案的試鋪段中存在淺層斜向剪切現(xiàn)象比較特殊，通過對混合料的室內(nèi)最大干密度標準試驗的驗證發(fā)現(xiàn)，原先控制的最大干密度過大，整個段落的真實壓實度在96～98%之間，已經(jīng)造成了超壓，而且施工機械的配套方案也未能消除光面上薄層貼補問題，這樣也就在這兩種方案的基礎上決定再實施第三種碾壓方案的試鋪段(同時控制了混合料的厚度增加1～2cm供整平刮除)，并密切注意碾壓含水量與壓實度。通過實踐摸索發(fā)現(xiàn)，強振之后表面精平效果較好，CA25往返2遍后16T膠輪壓路機碾壓2遍的檢測壓實度滿足要求，而且結構表面光滑、平整，結構內(nèi)無夾層或斜向剪切，結構上下部位密實程度也較均勻，此方案可用與該材料的實施。
4、結論
水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定粉土混合料，在拌和之初其工程性質與粉土相差無幾，基本不具有粘性，整體凝聚效果不好，而且水分蒸發(fā)較快，困此在路拌法施工中極易造成表部干燥、碾壓表面粗糙不平整甚至出現(xiàn)上部薄皮夾層。根據(jù)本文的探索與實踐，要做好該種穩(wěn)定材料的路拌施工應注意處理好以下幾個方面：
1) 選擇終凝時間較長的水泥，保證從水泥攤鋪到碾壓成型具有足夠的施工時間。對終凝時間較短的水泥，也可考慮采用摻加緩凝劑的方法加以調整。
2) 在混合料的拌和上較為容易，但拌和的均勻性與拌和機械直接有關，從兩臺拌和機前后相接拌和一遍使其均勻要求出發(fā)，我們應優(yōu)先選擇進口性能較好的拌和機械，從而縮短拌和時間，保證拌和質量。
3) 在混合料用量上考慮加厚1～2cm，保證整平時基本無補貼，可以防止整平的松斜在光面上造成薄層貼補，形成壓實表面的松散、不平整以及表部夾層。
4) 水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定粉土的混合料碾壓含水量應控制略比其最佳含水量高，并注意混合料表面的水分蒸發(fā)，防止過干碾壓形成結構表面松散、粗糙不平整，及過濕造成鋼輪壓路機輪面粘料，帶料碾杖造成結構表面不平整或刮料依附表面。
5) 該種混合料較易碾壓密實，應注意合理組織機具配套、碾壓順序及碾壓遍數(shù)，防止出現(xiàn)超壓造成結構剪切破壞，也應避免在振碾之后、膠輪收光之前用重鋼輪碾壓，這樣也會使得結構表層松散、起皮、出現(xiàn)薄夾層。
6) 盡量不出現(xiàn)超過水泥終凝時間的延遲壓實，因為這樣會造成混合料的強度下降。
7) 不能降低結構的壓實度要求，并且應盡量控制準確室內(nèi)的標準最大干密度。
水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定粉土這種無機結合料穩(wěn)定材料將在研究的試鋪段之后在具體的實體工程上實施，以上對于該材料的施工工藝研究結果將直接用于大面積施工，具體的工程施工當中的施工方法的質量控制技術還應根據(jù)施工的當時情況進行調整和適時研究解決，只有具體對工程的認真負責態(tài)度才能施工出優(yōu)質的工程產(chǎn)品。
參考文獻：
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[2]沙慶林 編著 《高等級公路半剛性基層瀝青路面》北京：人民交通出版社，1998.09
[3]中華人民共和國交通部 《公路路面基層施工技術規(guī)范(JTJ034-93)》 北京：人民交通出版社，1998.05
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