广西大厚度水稳基层施工技术前景探讨

覃润浦 叶超强 刘斌清 柳梦

摘要：文章针对广西高等级沥青路面基层施工技术进行探讨，分析了水泥稳定碎石基层施工工艺存在的问题，结合国内外研究及实体工程应用现状，总结阐述了大厚度水稳基层施工技术的工程应用历程及技术的可行性;将《公路路面基层施工技术细则》（2015版）与大厚度水稳基层施工进行对比解读，发现现行规范部分条例不能满足大厚度水稳基层施工要求，因此，区域性地推广大厚度水稳基层技术需要相应的标准或指南配套实施。

关键词：水泥稳定碎石;基层;大厚度

This article discusses the construction technology of highgrade asphalt pavement base layer in Guangxi，analyzes the problems existing in the construction technology of cement stabilized macadam base layer，and summarizes the engineering application process and the feasibility of largethickness waterstable base layer construction technology in combination with the domestic and foreign research and physical engineering status;after comparing the“Technical Rules for Highway Pavement Base Layer Construction Technology”（2015 Edition） with the construction of largethickness waterstable base layer，it finds out that some regulations in current specifications cannot meet the construction requirements of largethickness waterstable base layer，therefore，the regional promotion of largethickness waterstable base layer technology requires the implementation of corresponding standards or guidelines.

Cement stabilized macadam;Base layer;Large thickness

0 引言

近年来，我国公路行业发展迅速，根据广西壮族自治区人民政府印发的《实施县域路网攻坚工程支撑引领县域经济发展行动方案》，文件明确提出2017—2020年建设规模约4 100 km，到2020年广西区内高等级公路里程将突破8 000 km。这意味着广西未来还有4 100 km的公路基层需要修筑，而基层的质量影响着沥青面层的使用寿命。如何有效提高基层的耐久长寿命，成为广西迫切需要解决的问题之一。

目前水泥稳定碎石基层施工工艺主要以分层施工为主，但存在较多缺点，如养护期长、层间粘结效果差等。因此，大厚度水泥稳定碎石基层施工技术成为道路发展的研究方向，这种一体式基层结构符合整体受力的设计理念。由于机械行业的发展推动了公路施工设备的进步，公路领域出现了不同型号的大吨位压路机和大功率摊铺机，使大厚度水泥稳定碎石基层的摊铺碾压得以实现。大厚度水稳基层理念一方面减少了基层发生早期破坏的现象，有利于保证基层的整体性;另一方面节约了施工企业的人工、机械费用及养护成本，提高了路面的使用寿命，对公路行业的施工质量提升、路面长期性能研究等方面具有重要的实际意义。

1 国内大厚度水稳基层研究现状

水泥稳定碎石基层受原材料、水和气候等因素影響敏感，在早期易出现裂缝，而半刚性材料界面松散，在破坏后没有自愈能力，因此欧美发达国家采用柔性基层而非半刚性基层作为路面基层主要结构方式，这也就导致国外对于水稳基层甚至于大厚度水稳基层鲜有研究。

水稳基层受力设计是一种以一体式受力的设计理念，而传统水稳基层分层施工工艺实际上违反了这一设计初衷理念，导致出现较多早期破坏现象，如温度裂缝、收缩裂缝、层间推移等。国内许多专家学者把研究方向从水泥稳定碎石基层层间处理转移到大厚度整体式的水泥稳定碎石基层结构，并通过大量的理论、试验和实践进行研究，为水泥稳定碎石基层的发展带来新的机遇。

原长沙交通学院交通设计研究所的刘世武等人研究了半刚性基层的承载能力与基层厚度的关系;长沙理工大学陈祥基于整体大厚度半刚性基层的设计思想，进行了大厚度水稳基层（基层设计厚度35 cm以上）内部的接触状态研究[1]。

长安大学田耀刚等人研究水泥剂量、含水率、集料级配以及层间处理方式对水稳基层抗压强度、劈裂强度、回弹模量的影响。结果发现，大厚度水稳基层能够有效减弱层间接触不良造成的不利影响，但其对压实度要求更为严格[2]。

长安大学胡力群和沙爱民则分别开展了水稳混合料振动压实成型的研究，分析了振动成型方式对水稳混合料试验效果的影响，为大厚度水稳基层配合比设计和施工的质量控制提供了参考[3]。

而国内一些机械生产企业，也分别研发了不同的可用于大厚度水稳基层施工的施工机械。如陕西中大机械集团的重大Power DT系列摊铺机、长城天顺SP系列大功率摊铺机、许昌德通振动搅拌技术有限公司的振动搅拌系列水稳拌合站等，均为大厚度水稳基层施工提供了便利条件。

基于国内外学者的研究成果及已有设备的研发情况，国内一些高速公路建设者也进行了一系列的大胆试验性工作，如河南岭南高速公路一次摊铺成型36 cm水泥稳定碎石基层;河南淮息和淮固高速公路一次成型34 cm大厚度水泥稳定碎石基层;云南思小高速公路大厚度34 cm水泥稳定碎石基层等。从各项目试验段的施工效果来看，普遍存在以下几个问题：（1）平整度难以保证;（2）压实度难以评价，基层表面出现碎石压碎现象，但芯样底部空隙较大，不密实;（3）压实度控制标准难以确定，采用传统重型击实方法控制最大干密度，经常会出现超密现象;（4）由于基层厚度较大，水稳混合料干缩裂缝不易控制。

2 目前大厚度水稳基层技术应用情况

由于大厚度水稳基层施工能够很好地弥补传统分层施工的诸多缺点，全国多个省区都在尝试大厚度一体成型方式进行施工，其中广西、云南、贵州等省区在多个高速项目中对大厚度水稳基层工艺进行技术摸索，在摸索过程中发现问题如下：云南多次采用“双层连铺”施工工艺，基层厚度30～40 cm，但施工级配较细，易造成水泥剂量、含水率和0.075 mm通过率偏高，导致路面反射裂缝难以控制;广西河都高速公路尝试采用36 cm大厚度水稳基层一次性摊铺碾压成型，由于未考虑碾压设备有效振实深度和缺乏工程经验，导致压实厚度太大而底部压实效果不佳;广西崇靖高速公路对33 cm的基层采用超厚宽幅施工方式进行碾压成型，全线基层施工质量良好，但个别标段由于施工组织问题导致停机等料过多，造成平整度偏差大，影响行车舒适性;广西桂三高速公路将56 cm水稳基层施工分为两次，每次28 cm分别施工，在合理优化施工级配的基础上，采用某品牌大功率抗离析摊铺机，并适当配备碾压设备，同时加强施工过程控制，施工效果较好，平整度、压实度得到控制;贵州六威高速公路全线190 km基层设计均为32 cm水泥稳定碎石，施工过程中加强了集料规格要求，提高了施工过程及水稳养生技术要求，芯样整体密实度高，路面平整度可控，取得较好的施工效果，成为大厚度水稳基层施工技术的典型案例。

上述情況说明大厚度水稳基层技术属于精细化的工法，厚度选择、材料组成、施工组织与管理、机械设备参数选择等任一方面的欠缺均会导致大厚度水稳基层施工失败，造成不良的社会影响。究根到底就是目前没有一个施工技术标准指导施工，这一方面造成施工单位参照自己有的施工工艺以及惯性思维进行施工，导致施工过程离析控制不佳、芯样下部不密实、平整度偏差大等不良情况;另一方面由于无施工技术标准，业主或设计单位在路面设计初期不敢采用大厚度水稳基层方案，阻碍了大厚度水稳基层这项新技术新工艺的推广应用。

我国《公路路面基层施工技术细则》JTGT F20-2015（下文简称细则）并未对大厚度水稳基层施工进行规定，由于《细则》5.4中规定“可根据压路机功率大小适当增加基层的单次压实厚度，厚度宜≤200 mm”，所以《细则》中原材料控制、混合料组成设计、拌合、摊铺及碾压等方面均围绕分层施工进行规定，如5.2.7中“拌合站产能宜大于500 t/h”;5.4.5中“摊铺机功率不低于120 kW”;5.4.6中“采用双机并排进行摊铺”。在实际施工中大厚度水稳基层的压实厚度一般>26 cm，针对大厚度水稳基层施工的产能、摊铺碾压功率、原材料破碎工艺等技术要求均高于《细则》规定，这一方面说明《细则》不能对大厚度水稳基层进行全面的施工指导;另一方面说明大厚度水稳基层施工技术规范这一块存在技术空白。因此，要制定符合大厚度水稳基层施工的新标准来保证大厚度水稳基层的科学施工，保证路面质量。

3 结语

（1）综上所述，大厚度水稳基层是可以实现的。但对原材料、混合料组成设计、现场施工技术及养生等方面均应提出精细化的要求。要做到科学施工，需要提出一套成熟的技术指导标准，使整个施工过程及施工组织做到有章可循、有据可依，确保施工质量。由于大厚度水稳基层在广西、贵州及全国范围内均有成功案例，且该技术存在整体性好、节约能耗以及缩短工期等优点，说明广西区内市场前景开阔。

（2）目前，随着大厚度水稳基层技术在国内应用研究的深入和施工技术的完善，大厚度水稳基层正在国内逐步推广。为了使广西地区的大厚度水稳基层在施工过程中做到有章可循，确保施工质量，在目前已有的大厚度水稳基层技术积累的基础上，总结经验，对大厚度水稳基层原材料控制、材料组成设计、拌合、摊铺和碾压工艺的关键技术、过程防离析技术、大厚度质量检测方法等进行规范，提出该技术的标准化要求，编制一套适合广西交通、自然条件与使用目的的大厚度水稳基层施工技术指南，让业主有据可依，采纳大厚度一次成型工艺用于基层施工;使施工单位熟悉工艺流程，掌握施工方法;同时提供一套科学的大厚度水稳基层检测方法，为质监单位检测提供规范依据。

（3）但从全国范围来看，国内大厚度水稳基层施工尚未有系统的技术规程。尽管大量已有研究成果与应用经验可为本指南的制定奠定一定基础，但大厚度水稳技术是一个涉及面广的系统工程，仍有较多室内研究及实体工程验证需要完成，以保证施工质量与室内试验结果相匹配，才能制定出完整的施工指南，为广西大厚度基层工艺提供可行的施工工法。

参考文献：

[1]刘世武，彭德潭.整体大厚度半刚性基层沥青路面的结构性能分析[J].林业建设，2000（3）：25-28.

[2]田耀刚，石帅锋，刘 芳，等.整体大厚度水泥稳定碎石基层耐久性研究[J].河南理工大学学报（自然科学版），2015，34（3）：420-425.

[3]胡力群，沙爱民，室内振动压实机结构及利用振动法确定水泥稳定碎石压实标准应注意的问题[J].公路，2010（6）：132-135.