双层联铺基层加强层间结合提升结构强度

邢 志 刚

(山西省古交公路管理段,山西 古交 030200)

0 引言

在进行水稳碎石基层的施工过程中，通常所采用的施工工序是：首先进行下基层的铺设施工作业，在下基层的铺设施工完成之后，先要完成7 d的养生，等到养生工作完成以后，还需要对基层开展强度检测工作，若是检测结果达到了相应的标准以及设计要求，才能够开展上基层的施工作业。采用此种工艺进行施工的过程中，上下基层之间的联结性能相对较差，而且极易导致上下基层之间出现分离问题，同时在具体施工过程中由于工序较多且施工周期较长，使得整个工程的成本投入增加。

水稳碎石基层联铺工艺能够显著改善基层结构的联结性能，确保施工效率得以进一步提升，使得半刚性基层拥有更为优良的路用性能。采用水稳碎石基层联铺工艺，能够有效避免传统铺设工艺存在的养生耗时长、施工效率低、上下基层之间联结性能差以及夹层等问题，确保水稳碎石基层结构的施工质量，具有非常高的推广应用价值。

1 工程概况

古交市滨河北路路面改造工程的建设总长度4 km，公路的路基宽度为15 m，路面的宽度为12 m。公路的面层结构为沥青混凝土面层结构，基层结构为水稳碎石结构，公路起点区域5 km左右水稳碎石基层结构的设计厚度值为40 cm。依照以往所采用的施工方法，在进行40 cm水稳碎石基层施工过程中，是将水稳碎石基层施工分成上下两层进行施工，在下层结构铺设完成并压实处理之后，进行7 d的养生处理，等到下层基层结构强度符合标准以及设计要求之后，再进行上层结构的铺设施工。采用此种施工工艺极易导致上下基层之间联结性能变差，而且也无法确保项目建设在规定的期限内完工。

结合公路工程建设的实际情况，提出了进行水稳碎石基层铺设施工过程中，采用“双层联铺、分层压实以及一次成型”的施工工艺。

2 水稳碎石基层混合料配合比设计

2.1 原材料

2.1.1水泥材料

在水稳碎石基层之中，水泥作为结合材料，其自身质量对于整个基层的质量会产生极大影响。实际施工过程中要求采用水化热相对低，而且具有优良体积稳定性的水泥。因为在水稳碎石基层双层同时施工过程中，下层混合料拌和作业直到上层混合料施工完成之间要经过相对长的时间，所以，要求所选用的水泥初凝时间以及终凝时间均相对较长，此次施工过程中所采用的水泥为岚县金隅水泥有限公司所生产的强度等级为矿渣32.5的缓凝型水泥。

2.1.2碎石材料

在水稳碎石基层结构之中，结构的强度很大程度上依赖于碎石自身强度以及碎石之间相互挤锁作用而产生。所使用的碎石材料首先应当确保能够符合《公路路面基层施工技术规范》之中有关碎石材料的标准要求。并且，为了确保施工过程中粗集料自身级配能够得到有效控制，将集料按照不同的粒径范围划分成4个等级，保证集料的最大粒径值不超过31.5 mm。另外，结合以往的施工经验，要求粗集料之中的针片状含量应当控制在15%之内，集料的含泥量应当小于3%。

2.2 配合比设计

2.2.1集料的级配设计

在水稳碎石层施工中所使用的碎石材料，不仅要满足标准与规范要求，同时也要求碎石的级配良好，确保集料之间能够更加紧密的进行排列，骨料之间的孔隙率进一步降低，从而确保水稳碎石层拥有更优良的胶结性能，进一步提升结构的强度以及稳定性。通过实践得出，在使用相同数量的水泥材料情况下，若是碎石材料的级配更加良好，则水稳碎石基层结构的耐久性以及强度均能够得以提升。要想保证水稳碎石基层所使用的混合材料拥有更为优良的抗裂性能，避免在施工过程中出现离析问题，在进行级配设计过程中，级配曲线应当按照正“S”进行调整，同时粒径为4.75 mm,2.36 mm以及0.075 mm的碎石材料通过量应当尽可能的接近下限值。通过以往施工得出的研究结果，得出水稳碎石混合料的级配范围如表1所示。

表1 水稳碎石混合料的级配范围

2.2.2混合料配合比确定

在设计好粗集料的级配之后，应当进一步的确定水泥掺合数量。首先将不同粒径的集料依照设定比例进行拌和之后，选取水泥掺合比例为3%,4%以及5%水平进行实验。利用重型击实试验、无侧限抗压试验，进一步的确定混合料含水量、干密度以及7 d抗压强度。具体试验数据如表2所示。

依照上述所得的试验数据，在符合强度要求(≥3.5 MPa)的条件情况下，根据现场施工实际的质量控制情况，在实际施工过程中所选用的水泥材料掺合比例为4%。

表2 混合料试验数据

3 施工工艺以及质量控制

3.1 水稳碎石基层铺摊准备

在进行铺摊作业之前，应当首先把下承层结构彻底的清除干净，并且进行润湿处理，若是条件允许最好选择采用具备喷雾功能的洒水车辆进行洒水润湿操作，同时确保施工所使用的各项材料以及器械等均事先准备好。此区域之中所铺设的水稳碎石基层结构总的厚度值为40 cm，结合实际测量的铺设系数，确定下层施工时松铺厚度为25 cm，上层施工时松铺厚度为22 cm，上下两层施工作业属于连续施工，只有确保两层施工间隔时间越短，才可以保证两层之间的联结性能更加优良。

3.2 混合材料的拌和以及装车

1)在混合料进行拌和之前，要确保原材料的充足性，要求备料仓之中所储存材料应当可以提供铺摊施工10个工作日左右所用的材料数量。

2)使用装载机进行送料的过程中，为了确保集料粒径的均匀性，要求从中间部位装料，在料堆的底部位置处会聚集相对多的粗集料，此时应当事先进行掺拌之后才可以进行上料操作。

3)在混合料进行拌和的过程中，要求配备专门的技术人员对拌和过程中使用的水泥数量、含水量以及集料的配合比等进行实时监控，若是存在异常则应即刻进行调整。尤其应当关注在进行下基层的铺摊施工时，混合料的含水量应当稍微的较最佳含水量低一些，而进行上基层的铺摊作业时，混合料的含水量应当稍微的较最佳含水量高一些。

4)在进行装料作业过程中，要求运输混合料的车辆需要进行前后移动，分3次完成整个装料过程，应当采用前、后、中的装料方式进行装料，防止混合料出现离析问题。具体的装车示意图如图1所示。

3.3 混合料的铺摊与碾压施工

下层水稳碎石基层在实际铺设过程中，对于平整度的要求相对较低，可以利用推土机以及平地机等设备进行铺摊作业。在下层水稳碎石基层的铺摊作业完成80 m左右，便需要开展碾压作业。当下层水稳碎石基层结构铺设完成之后，需要即刻对压实度进行检测，而且还应当取料制作相应的试样用以检测强度。

在进行上层水稳碎石基层的铺摊施工过程中，要求应当采用摊铺机设备进行铺设施工，从而保证基层的平整度能够达到要求，并且确保横坡坡度得以精准的控制。当下层水稳碎石基层结构压实约50 m之后，便需要开展中边线放线作业，同时还需要对挂线高程进程测量，从而确保上层水稳碎石基层支撑铝合金方管摆放工作和挂线工作能够及时的开展。

在压实作业过程中，应当先借助于振动压路机设备在不启振的情况下静压一遍，当完成静压工作之后，再利用高频低幅的振动方式进行振动碾压处理两遍，然后再采用低频高幅的振动方式进行碾压处理两遍。要想确保上基层与下基层之间能够实现更好的联结效果，下基层进行压实处理作业时应当确保其表面拥有一定的粗糙度。

3.4 养生

在碾压作业完工同时检测符合相关标准与设计要求之后，应当即刻的在其表面覆盖上再生棉等材料，进行养生处理，不能够隔天再进行养生处理。其表面覆盖物应当事先进行处理，要确保覆盖物能够超过基层下边缘位置10 cm左右，同时还应当洒水进行保湿。

4 结语

水稳碎石基层在公路工程建设过程中是非常重要的结构，同时也是基层最常使用的结构类型。若是基层的厚度相对较厚，一般都需要进行分层铺摊施工，而这样会使得上下基层之间联结性能降低，通过应用双层连摊一次铺设工艺，不仅可以显著的提升施工效率，更重要的是能够增强上下基层的联结性。对上述水稳碎石基层养生后进行钻芯取样，取芯样的结构非常完整，上下层之间的联结成了一个紧密的整体，确保了基层结构质量得以显著提升。