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市政道路工程中水稳层施工关键技术研究

袁 渺
  
工程技术探索
2025年11期
湖南高岭建设集团股份有限公司 湖南长沙 410000

摘 要:市政道路作为城市交通体系的核心基础设施构成,其水泥稳定碎石基层(水稳层)的施工质量,直接关联道路整体使用性能与服役寿命周期。本研究通过系统性剖析水稳层的结构特征及其作用机制,结合工程实践积累的经验,对市政道路工程中水稳层施工关键技术展开深入探讨。提出施工工艺改进与质量强化管控策略,旨在为提升市政道路水稳层施工品质,保障道路工程安全性与耐久性提供理论依据和实践指导。

关键词:市政道路工程;水泥稳定碎石基层;关键施工技术;质量控制

引言

伴随城市化进程的持续加速,市政道路建设规模呈现快速扩张态势。水泥稳定碎石基层(水稳层)因具备高强度、良好稳定性和显著板体性等优势,已成为市政道路基层结构的主流选择之一。水稳层在道路结构体系中承担着传递和扩散车辆荷载的关键功能,其施工质量优劣直接影响路面平整度、承载能力及使用寿命。然而,在实际工程建设中,由于原材料质量波动、施工工艺执行不规范、质量管控措施不到位等问题,常导致水稳层出现裂缝、强度不达标等病害,严重影响道路正常使用功能和服务性能。因此,深入研究市政道路水稳层施工核心技术,对保障工程建设质量、降低后期维护成本具有重要现实意义。

一、水稳层的结构特性与作用机制

(一)结构特性

水稳层材料通常由水泥、碎石、砂和水按特定比例混合而成。其中,碎石构成骨架结构,为基层提供支撑与承载能力;砂粒填充碎石间隙,优化混合料级配;水泥作为胶凝材料,与水发生水化反应,将碎石和砂牢固粘结,形成具有一定强度和稳定性的板体结构。这种特殊结构赋予水稳层较高的抗压、抗剪和抗疲劳性能,使其能够有效抵御车辆荷载的反复作用。

(二)作用机制

当车辆荷载作用于路面时,水稳层通过自身板体结构将应力均匀扩散至下卧层,显著降低路面结构层的应力集中现象。同时,水泥水化反应生成的水泥石填充混合料孔隙,增强颗粒间粘结力,提升水稳层整体稳定性。此外,水稳层具备一定防水性能,可有效阻隔地下水上升和地表水下渗,保护路基免受水侵害,从而延长道路使用寿命。

二、水稳层施工关键技术要点

(一)原材料质量控制

1.水泥

水泥品质对水稳层强度和稳定性起决定性作用。工程中宜选用强度等级适宜、初凝时间不短于3小时、终凝时间不超过6小时的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。施工时需严格把控水泥进场质量,每批次水泥均需提供质量检测报告,并按规范进行抽样复检,确保强度、凝结时间等指标符合设计要求。同时,要重视水泥储存条件,避免因受潮结块影响使用性能。

2.集料

集料包含碎石和砂,其质量直接影响水稳层级配和力学性能。碎石应具备足够强度、耐磨性和良好压碎值指标,粒径和级配需满足设计规定。选材时优先选用质地坚硬、洁净、无风化和杂质的石料,严格控制针片状颗粒含量不超过 15% 。砂料宜采用中粗砂,含泥量控制在 3% 以内,确保良好颗粒级配以有效填充碎石间隙。施工过程中,需定期检测集料级配、含泥量等指标,发现异常及时调整或更换。

3.施工用水

水稳层施工用水需符合相关标准要求,严禁使用含有影响水泥正常凝结硬化的酸、碱、盐等有害物质的水源。一般情况下可采用饮用水,若使用非饮用水,必须经过水质检验合格后方可使用。

(二)配合比优化设计

配合比设计是水稳层施工的核心环节,直接关系到基层强度、压实度和耐久性。设计过程需遵循“经济合理、强度达标、施工便利”原则,通过实验室试验确定最佳水泥用量、集料级配和含水量。

首先,根据设计强度要求和原材料特性,初步确定水泥用量范围(通常在 3%-6% 之间)。随后,选取不同水泥用量和集料级配组合制备混合料试件,开展无侧限抗压强度、压实度等试验。通过数据分析,筛选出既能满足设计强度要求,又具备良好施工性能的配合比方案。同时,考虑施工现场实际条件,设计时应预留适当富余量,确保施工过程中混合料质量稳定。

(三)摊铺施工

1.施工准备工作

摊铺作业前,需对下承层进行全面检查验收,确保其表面平整坚实,无松散、坑洼等缺陷。同时,对下承层进行清扫和洒水湿润处理,增强水稳层与下承层之间的粘结效果。此外,还需对摊铺机、压路机等施工设备进行调试检修,保证设备性能良好、运行正常。

2.摊铺工艺控制

采用摊铺机进行水稳层摊铺,有助于保证摊铺厚度均匀和平整度达标。施工过程中,需严格控制摊铺机行进速度(一般为 1.5-3m/min )和摊铺厚度(根据设计要求和试验段确定)。同时,合理调节摊铺机螺旋布料器转速和高度,确保混合料均匀摊铺,避免离析现象发生。对于局部离析部位,应及时进行人工补料处理。摊铺过程中,通过设置高程控制桩,采用挂线法或滑靴法精确控制摊铺高程,保证水稳层平整度和厚度符合设计标准。

(四)碾压施工

碾压工序是决定水稳层压实度和强度的关键环节。碾压操作应遵循“先轻后重、先慢后快”的原则,直线和不设超高的平曲线段,应由两侧向中心碾压,设超高的平曲线段,应由内侧向外侧碾压,采用不同吨位压路机组合碾压。首先,使用轻型压路机(如6-8t光轮压路机)进行初压,碾压2-3遍,初压速度控制在 1.5-2km/ h,以稳定混合料并暴露潜在不平整区域。随后,采用重型压路机(如18-21t振动压路机)进行复压,碾压4-6遍,复压速度控制在 2-3km/h ,通过振动压实提高基层密实度和强度。最后,利用胶轮压路机进行终压,碾压2-3遍,终压速度控制在 2-2.5km/h ,消除轮迹,使表面平整光滑。碾压过程中,需注意压路机重叠宽度(振动压路机不小于 20cm ,胶轮压路机不小于 30cm ),合理控制碾压遍数和速度,防止出现混合料推移、起皮等问题。

(五)养护施工

养护是促进水稳层强度增长、预防裂缝产生的重要环节。水稳层碾压完成后,应立即开展养护工作,养护周期不少于7天。常用养护方法包括洒水养护和覆盖养护。洒水养护时,需根据天气状况和基层表面湿度合理调整洒水频率,确保水稳层表面始终保持湿润状态。高温天气下应增加洒水次数,防止表面水分过快蒸发导致干缩裂缝。覆盖养护可采用塑料薄膜、土工布等材料,覆盖需严密以减少水分蒸发。养护期间应封闭交通,禁止车辆通行和行人踩踏,避免破坏基层结构。如因特殊情况需开放交通,必须采取铺设临时路面等保护措施,确保水稳层强度达到设计要求。

(六)水稳层施工质量控制措施

水稳层施工过程中,需强化质量检测工作,及时发现并解决施工中存在的问题。主要检测项目包括原材料质量、混合料含水量、压实度、平整度和厚度等。原材料质量检测应贯穿施工全过程,定期对水泥、集料等进行抽样检验,确保材料质量符合标准。混合料含水量检测需在摊铺前进行,利用含水量快速测定仪实时监测,保证含水量控制在最佳含水量 ±1% 范围内。压实度检测采用灌砂法或灌水法,每 1000m2 每压实层抽查1个点位,确保压实度满足设计要求。

结论

市政道路水稳层施工核心技术涵盖原材料管控、配合比设计、摊铺碾压、养护管理等多个重要环节,各环节对基层施工质量均有显著影响。通过严格控制原材料质量,科学优化配合比设计,规范摊铺碾压和养护工艺,强化施工过程质量管控,能够有效提升水稳层施工品质,保障市政道路工程的安全性和耐久性。在未来市政道路建设中,应持续总结施工经验,积极推广应用新技术、新工艺,进一步提升水稳层施工技术水平,为城市道路建设提供可靠保障。

参考文献

[1]夏娟.水稳层施工技术在市政道路工程中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2023,(19):190-192.

[2]时永涛.市政道路工程水稳层施工质量控制[J].大众标准化,2022,(24):28-30.

[3]周兆平.市政道路工程路面水稳层施工质量控制[J]. 居业,2022,(09):49-51.

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