火洲风库大厚度水稳基层养生方法

郑泽君

摘要：为了评价大厚度水稳基层施工滴灌，一布一膜和薄膜+土工布养生新方法在大风高温气候地区的适用性，保证大厚度水稳基层整体质量，本文以连霍国家高速公路G30吐鲁番至小草湖段公路建设项目大厚度水稳基层养生为实例，介绍大风高温气候下大厚度水稳基层养生新方法。结果表明，三种大厚度水稳基层养生新方法在大风高温气候下是可行的，各项试验指标均符合设计及规范要求。为后期大风高温气候下大厚度水稳基层养生提供经验。

关键词：道路工程；水稳基层；大风高温

0.引言

目前高速公路水稳基层常规施工工艺为分层施工，水稳基层养生至少需要2次，施工成本高、周期长。但随着路面施工机械设备不断更新发展，路面水稳基层施工工艺也在不断地创新，国内公路工程行业水稳基层摊铺已经采用了大厚度整体成型工艺，但大厚度水稳基层施工养生工艺尚有待继续优化和完善。尤其在保证水稳基层工程质量前提下，针对新疆吐鲁番地区气候干旱、大风，水资源缺乏等不利天然因素，如何保证大厚度水稳基层养生有效、节水、节能是一个重点施工技术问题。因此，在新疆公路建设步伐的不断加快下，连霍国家高速G30吐鲁番至小草湖公路工程项目全线水稳基层均采用大厚度整体一次成型施工工艺，并且各标段结合当地特殊气候环境情况，分别采用滴灌养生，一布一膜覆盖养生和薄膜+土工布覆盖养生。本文结合现场实际施工情况，对本项目大厚度水稳基层养生新方法进行探讨。

1.工程概况

连霍国家高速公路G30吐鲁番至小草湖段公路建设项目位于吐鲁番市境内，路線经过鄯善县、吐鲁番高昌区、221团、托克逊县。起点位于既有G30高速公路吐峪沟收费站以西400m的Y1K3360+160处，终点位于小草湖立交前K3466+756.63处，与G30高速小草湖至乌鲁木齐项目顺接，路线全长106.59663km。本项目地处著名的“三十里风区”和“百里风区”的吐鲁番境内，夏季风大、高温，极端最高气温达到49.6℃，有“火洲”、“风库”之称。本项目主线路面水稳基层设计为：34cm（36cm）5%水泥稳定砂砾基层，均采用大厚度整体一次成型施工工艺。

2.水稳养生措施

2.1养生背景

水稳基层具有良好的板体性，整体承载能力强以及施工快速方便等特点，因而被广泛应用于高等级公路道路基层中。但干旱大风地区的水稳基层由于受昼夜温差大、高温时间长、地表温度高、水资源匮乏等气候环境的影响，养生如果不及时、恰当，就会加快干缩、温缩裂缝现象的出现，从而影响水稳基层的整体质量，后期就会导致沥青路面出现发射裂缝。所以为保证水稳基层的强度，确保路面基层施工结束后有足够的荷载承载能力，必须对水稳基层及时进行合理的养生。本项目施工中为保证水稳基层的施工质量，同时考虑到施工期间本地区的气候条件，确保在大风高温气候条件下，防止水分蒸发和土工布被大风刮走，采用以下三种新的养生方法。

2.2 薄膜+土工布覆盖养生

2.2.1 薄膜+土工布覆盖养生工艺

（1）水稳基层摊铺、碾压完成经试验达到规范要求后，随即进行洒水，先用水车进行喷雾状洒水，禁止采用高压喷射，防止对水稳造成离析；

（2）洒水完成后，立即进行薄膜的覆盖，覆盖时纵横向均搭接30cm，基层顶面宽度为12.35m，薄膜宽度为2.5m，单幅横向须覆盖6节，薄膜覆盖时采用一简易活动滚轴安装于每一卷养生薄膜上在路面上依次排开，人工拉动滚轴向前摊铺覆盖；

（3）薄膜覆盖的同时土工布及时跟进覆盖，土工布宽度为7m，覆盖时横向竖向均搭接为1m，单幅须覆盖2节，可满足宽度要求；

（4）覆盖完成后要对搭接处进行固定，用环保袋装砂2.5～5kg，保证环保砂袋的压实效果，纵向、横向布置宽度均为2～3m）。

2.2.2施工中注意事项

（1）因大风高温天气时，表面水分蒸发量很大，水稳施工洒水完毕后立即进行铺设薄膜和土工布，间隔时间越短越好；（2）薄膜和土工布铺设时，必须保证薄膜和土工布完好，损坏的应进行更换，保证基层搭接后形成封闭空间；

2.3 一布一膜覆盖养生

2.3.1 一布一膜养生工艺

（1）水稳基层摊铺、碾压完成经试验达到规范要求后，随即进行洒水，先用水车进行喷雾状洒水，禁止采用高压喷射，防止对水稳造成离析；

（2）洒水完成后，将一布一膜包装卷在水稳层层面上一字排开，固定住一端，并紧贴水稳基层表面，确保膜能充分吸水、均匀鼓起。然后用一根长3.5m左右的尼龙绳套住钢筋的两头，由一个人倒拖养护膜卷向前铺设，随后第二个人按同样的方法紧跟其后，相邻一布一膜的搭接宽度要确保在30cm以上。水稳基层边部必须用一布一膜包住，并预留30cm左右用来压置环保砂袋。

（3）覆盖完成后要对搭接处进行固定，用环保袋装砂2.5～5kg，保证环保砂袋的压实效果。铺设一段后即进行覆压一布一膜（距离视施工情况而定，以能确保已铺设好的膜不被风刮开、吹走为准，一般覆养生膜后5m～10m后开始），沿水稳基层中间及两侧边缘，顺铺设方向，用环保砂袋顺次将铺好的一布一膜压住，防止被风吹走，砂袋横向间隔4m，纵向间隔1-2m。

2.3.2 施工注意事项

（1）因大风高温天气时，表面水分蒸发量很大，水稳施工洒水完毕后立即进行一布一膜，间隔时间越短越好；（2）一布一膜在铺设时，必须保证养生膜完好，养生膜损坏的应进行更换，保证基层形成封闭空间。（3）一布一膜纵横向搭接长度及环保砂袋纵横向布置间距需严格执行，保证刮大风时，不被吹起；（4）安排专人检查养生情况，如发现一布一膜有破损或者被吹开的情况，应立即重新洒水覆盖严实。

2.4 滴灌养生

2.4.1 重力滴灌系统

重力滴灌系统是一种不靠动力驱动的滴灌设备，主要由蓄水池、阀口控制部分、输水管道、滴灌管等部件组成。它利用重力的原理，靠水源高度产生的自身压力，通过主管道、支管道及供水管网实现供水。该系统不受水源和布设规模的限制，使用灵活方便，经济实用。

（1）系统控制及储水罐设置

重力滴灌的系统控制主要包括过滤器、阀门控制装置等。用可移动的容量10～20 m3左右的储水罐蓄水，储水罐中水位要高于水稳基层施工顶面30～100 cm，为了提高滴灌均匀度，储水罐最好设置于水稳基层施工段中部，储水罐内设1个80目的过滤器，在距储水罐底部10 cm的位置设置出水口，其出水口经阀门与输水管相接，并在储水罐底部设置排污口。

（2）滴头和滴灌管的连接

重力滴灌系统为低压管网输水，一般采用PE管，管件主要有直接、三通等，主管道后连接滴灌管，滴灌管由弹性毛管和可拆装的内镶式滴头组成。可根据出厂时已按每50 cm長度并已预装滴头的滴灌管，将其连接成需要的长度。

（3）滴灌管的铺设

将滴灌管沿已经完成碾压的水稳基层面上铺设，将滴灌管的一端与直径12 cm或16 cm的聚乙烯三通管上的接头相连，另一端弯折封闭。每3m打1根水泥钉用绑扎丝固定，以防止大风将滴灌管吹移位。

（4）现场滴灌养生

碾压完成并经压实度检验合格后，立即进行养生。将储水罐阀门打开，使水在重力作用下自流，检查每根滴管末端是否有水，待出水后弯折末端。单幅水稳基层表面纵向均匀布设15～20根滴管为佳，每小时耗水约4.8m3，一罐水可滴灌约3h，一般每滴灌2h关闭1h，再开放2h，由专人看管，以水稳基层表面处于潮湿状态为宜。储水罐加水采用水车补给，当气温达到35℃以上时，根据水稳基层表面潮湿状态，及时进行补水。

2.4.2 施工中注意事项

（1）每天水稳基层施工前，提前布置好储水罐并蓄满水，准备工作需做充分；待水稳基层碾压结束且质量检测合格后，立即布设其余滴灌养生设备，缩短间隔时间，避免初期因养生不及时，导致干缩裂缝的出现。（2）布置水稳基层顶表面的滴灌管时，水泥钉必须打牢固，用扎丝绑扎固定，以防止大风将滴灌管吹移位。（3）养生期内的水稳基层，需安排专人进行负责巡查，因大风高温天气，加快养生水的蒸发，根据水稳基层表面潮湿状态，对储水罐中的存水量进行观察，及时安排协调水车进行补水。

3.成本对比分析

3.1 薄膜+土工布覆盖养生成本分析表（如表1）

3.2 一布一膜覆盖养生成本分析表（如表2）

3.3 滴灌养生成本分析表（如表3）

以上成本分析均以200m养生施工段计算，通过3种养生方法成本分析比较发现，滴灌养生施工成本均略高于一布一膜覆盖养生和薄膜+土工布覆盖养生，但是滴灌养生法可作为大风频繁地区水稳基层养生最佳选择，用该方法能长期保证大风地区水稳基层养生效果，可根据不同施工段气候特征，选择合理水稳基层养生方法。

4 试验检测

4.1薄膜+土工布覆盖

以K3397+000-K3398+000（左幅）为例，本段水稳基层设计宽度为12.33m，厚度为34cm；检测7天无侧限抗压强度、压实度、弯沉及现场取芯芯样：（1）7天无侧限抗压强度值为5.5MPa，设计值为不小于5.0MPa，合格；（2）检测压实度21个点，代表值为98.7%，设计值为98%，合格；（3）检测弯沉共88个点，代表值为8.2（0.01mm），符合设计要求；（4）现场钻取芯样，厚度代表值为34cm，芯样完整，无破损；

4.2 一布一膜养生

以K3433+000-K3434+000（右幅）为例，本段水稳基层设计宽度为12.33m，厚度为36cm；检测7天无侧限抗压强度、压实度、弯沉及现场取芯芯样：（1）7天无侧限抗压强度值为7.3Mpa，设计值为不小于5.0MPa，合格；（2）检测压实度26个点，代表值为98.5%，设计值为98%，合格；（3）检测弯沉共80个点，代表值为7.8mm（0.01mm），符合设计要求；（4）现场钻取芯样，厚度代表值为35.9cm，芯样完整，无破损；

4.3 滴灌养生

以K3465+000-K3466+000（左幅）为例，本段水稳基层设计宽度15.58m，厚度为36cm；检测7天无侧限抗压强度、压实度、弯沉及现场取芯芯样：（1）7天无侧限抗压强度值为6.2MPa，设计值为不小于5.0MPa，合格；（2）检测压实度42个点，代表值为98.9%，设计值为98%，合格；（3）检测弯沉共96个点，代表值为14.2mm（0.01mm），符合设计要求；（4）现场钻取芯样，厚度代表值为35.9cm，芯样完整，无破损。通过试验检测，3种养生方法下的水稳基层各项试验检测指标均符合设计及规范要求。

5.养生效果

在气候干旱、大风，水资源缺乏等不利天然因素下，采用传统覆盖养生工艺，风力较大时容易被刮走并造成污染，且薄膜或土工布容易破损水分流失影响养生效果；高温情况下水分流失较快，需要反复补水，造成成本增加。本项目采用的薄膜+土工布覆盖和一布一膜，并用环保砂袋固定的养生方式，在大风高温气候下，养生期内不需要再补水，保湿效果均较佳，7天养生期结束时，掀开土工布和薄膜，薄膜内表面水珠分部均匀；一布一膜覆盖养生基层表面仍能保持潮湿状态；采用滴灌养生时，养生期内水稳基层表面能够长期保持潮湿状态。3种养生方式下的水稳基层表面平整，均无裂缝产生。

6.效益分析

6.1 进度效益

本项目水稳基层设计厚度为34cm、36cm，采用大厚度施工工艺一次摊铺成型，比分层施工节省了一个养生周期，由此计算，施工工期缩短约1/2，大大提高了施工进度。

6.2 成本效益

由于进度的提高，施工人员、机械费用相对降低，水稳基层养生费用降低，从而降低了施工成本；同时，本项目水稳基层施工提出的3种新养生方法，不仅解决了干旱、大风，水资源匮乏等问题，而且节约了成本，减少了资源消耗，达到节能减排环保效果，具有显著的经济效益。

6.3 质量效益

大厚度水稳基层施工，使水稳基层形成一个整体板块结构，极大地改善了路面压实度变异性等问题，提高施工平整度，有效地提高施工质量，预防路面早期病害的产生。同时，在本项目特殊气候条件下，应用于本项目大厚度水稳基层的3种有效养生方法，均能够保证基层整体质量，对于路面耐久性、延长公路寿命有重大意义。

7.结束语

本文以连霍国家高速公路G30吐鲁番至小草湖段公路建设项目水稳基层养生为例，针对本项目大风高温气候下大厚度水稳基层一次摊铺成型施工养生工艺进行探讨，对大风高温气候环境下的水稳基层施工提出新的养生方法，即滴灌养生，一布一膜覆盖养生和薄膜+土工布覆盖养生。实践表明，三种养生新方法在公路施工中的应用是可行的，有效保证了工程质量，降低了施工成本，加快了施度进度，延长了水稳基层使用寿命，减少了资源消耗，达到节能减排环保效果。

【参考文献】

[1]JTJ034-2000，公路路面基层施工技术规范.

[2]新疆维吾尔自治区交通运输厅主编.新疆维吾尔自治区公路施工标准化手册[M].北京：人民交通出版社，2015.