大厚度水泥稳定碎石基层全幅施工的机理和施工工艺

刘毅

1 大厚度水泥稳定碎石基层优势及问题

使用水泥稳定碎石基层来建设我国高等级公路基层较别的种类基层有以下优点：①由于水泥稳定碎石基层整体性好、硬度大、承载力强、荷载扩散性好，这样即使车辆荷载较重也不会造成路面结构强度不足被破坏变形。②水泥稳定碎石材料拥有较高的抗压回弹模量，有较强的刚度，负载车辆行驶在路上产生很小的拉应力，能很好地减少损害路面，从而使路面可以延长使用。

根据我国基本国情情况以及水泥稳定碎石基层拥有的优势，在未来的一段时间，具备半刚性性能的水泥稳定碎石依旧是基层的主要类型[2]。可是通过最近几年的使用情况发现，在使用水泥稳定碎石基层沥青路面时产生很多状况，主要有以下几方面：①路面结构损害。通过调查我国已使用的高等级水泥稳定碎石基层沥青路面，发现主要结构损害就是裂缝。主要是因为水泥稳定碎石材料具有温缩、干缩两大特点。由于水泥稳定碎石材料在温度的作用下体积收缩而形成裂缝，又在环境变化和车辆荷载影响下使基层形成的裂缝延伸，导致路面裂开。在遇到下雨天时，雨水就会流入路面内部结构，时间一长，水分不能蒸发，荷载车辆使路面形成动水压力冲刷基层导致面层底下产生空层，使基层和面层粘连不牢，路面网裂产生。经过对有裂缝路面进行实验得知该路的弹性模量显著变小，从而使整个路面降低了结构承载性能，时间一长就破坏了路面的整体结构。②动工技巧使基层之间粘连不牢。由于车辆荷载逐渐加大，对道路承载要求也在不断提升，高等级公路水泥稳定碎石基层也在持续加厚，通常厚度＞20cm，根据规定厚度在20cm以上要分层开工。这种分层动工压实养生基层导致层间粘连处出现薄弱面。此问题主要从材料和施工工艺两方面研究解决。当前较多是对组成材料进行研究，而施工工艺情况的研究并没有被看重。文章对此进行简单论述。

2 工程实况

通过对某市某段高级公路的铺筑试验来验证水泥稳定碎石基层进行分层持续铺筑技巧运用情况。试验段设置起止桩号是K12+380～K13+280，用40cm水泥稳定碎石材料铺筑基层。

2.1 工程设计

通过动工现场取料，按原计划要求的实验，结合经济与设计强度选取3.5%、4.0%、4.5%的水泥含量对混合料进行7d无侧限抗压强度测试[1]。

根据试验结果可知，以该路的等级，选用4.0%、4.5%的水泥用量都可以满足设计中要求的计划强度。最后选择能同时满足设计和经济的3.8%的水泥用量。

2.2 施工流程

大厚度水泥稳定碎石基层分层连续摊铺施工技术施工流程如下：动工前期准备→底基层清除→高程勘测，挂好钢丝绳→拌合站拌和混合料→装载机就位→混合料运输→装载机摊铺下基层→下基层摊铺100m后，摊铺机就位→碾压，压实度达到93～95%，选取凸块压路机实施碾压→高程勘测，放置钢丝绳→上基层摊铺碾压→压实度测试符合→养生。

根据当前水泥稳定碎石基层每层之间粘连不好，而且我国之前在大厚度水泥稳定碎石基层建设进行压实时，其基层下面往往压实不够和不够均匀的提前下，对该实验路段大厚度水泥稳定碎石基层各层实施持续摊铺技能时做出改革。①不再使用摊铺机而是运用装载机或者挖掘机建设基层，再加以人为整平，确保下基层具有良好的平整度。②建设完成水泥稳定碎石下基层后在进行压实下基层材料，保证下基层在建设上基层前压实度有95%左右。

2.3 效果检测

2.3.1 压实度检测

为使基层压实度符合标准，以及检验分层连续摊铺技能计划能使用，进行了针对试验段动工现场检验压实度。用灌砂法检验得知：①下基层最后的压实度；②实施压实的上基层；③完成所有基层压实以后下基层具有的压实度。

检验后，下基层最后的压实度有95%左右，而上基层完成后，检测到下基层具有的压实度又有提高，都符合要求标准，以及上下基层具有均匀的压实度。

2.3.2 平整度检测

文章探讨的水泥稳定碎石基层分层连续摊铺重点可解决动工期间基层层间粘连不牢的问题。因此还要在试验段建设期间，压实完成的水泥没干时，人工挖试坑来了解基层之间的粘结状况。

3 大厚度水泥稳定碎石基层施工工艺

大厚度水泥稳定碎石基层分层持续建设关键在于不需要专门的压路机和大厚度摊铺机，而是运用现场动工配置的机械来进行基层分层压实养生导致的层间粘结工作。该技术的重点是：①水泥稳定碎石基层建设下层摊铺混合料。运用分层连续摊铺方法下基层压实完后接着就是铺筑上基层，这时由于下基层没完全变硬，变形调和性较好，而铺筑下基层铺筑时要求平整度较松，所以这时使用推土机或平地机等就可以满足下基层摊铺。②把控下基层最后的压实度。铺完下基层后压实，在压实度有93～95%后就能铺上基层，而且压实上基层时还可以再次对下基层压实，使下基层最后具有的压实度达标。③压实下基层后如何处置其表面。为使上下基层之间粘结度强，完成压实下基层后选择凸块压路机进行碾压，把表面再粗糙处置，使上下基层在坑槽位置镶嵌连接，上下基层层间形成更强粘结[2]。

4 施工机械设备的配置

由于现在我国大厚度水泥稳定碎石基层动工工艺仍旧实行一次性整体基层压实，而且用这种办法的要求严格，不方便广泛应用。而文章对于大厚度水泥稳定碎石基层分层连续摊铺动工办法要求简单推广应用也很方便。在分层连续摊铺一体型大厚度的水泥稳定碎石基层时准备以下的动工装备：

4.1 摊铺设备

①装载机、挖掘机。选择分层连续摊铺动工方法下基层摊铺时，由于下基层的平整度要求不高，可以运用能铺筑的施工机械例如装载机、平地机、挖掘机、推土机，根据着几种机械特点优先运用挖掘机、装载机进行下基层铺筑。②摊铺机。基层顶面要求的平整度较高，要求使用摊铺机施工，摊铺机较常用没有特别要求，实验段运用的是徐工RP952摊铺机。

4.2 压实设备

①光轮振动压路机。使用该机进行压实上基层，同时保证基层表面平整。②凸块振动压路机。该机是进行压实下基层，压实时形成均匀凹槽于下基层使上下基层层间的粘结更牢固，避免层间离开与错位。③轮胎压路机。由于进行上基层压时，强力振动压实造成部分表面集料破碎，此时运用该机压实，还要与沥青面层配置设备一致。

5 结束语

综上所述，文章经过试验研究，在以前的施工基础上进一步了解了大厚度水泥稳定碎石基层分层连续动工重点技术和工程机械的配置，以及进行试验段摊铺和检测，在连续摊铺期间选择凸快压路机进行下基层碾压来增加上下基层之间的粘结，为后期大厚度水泥稳定碎石基层全幅施工提供理论依据。

[1]王军.厚层水泥稳定碎石基层分层连续施工技术研究[D].西安：长安大学，2015.

[2]黄中文.水泥稳定碎石基层压实标准及大厚度压实技术研究[D].西安：长安大学，2008.