水泥稳定碎石基层分层摊铺施工关键技术研究

孙志磊

摘  要：随着我国经济实力的增强，公路网建设基本完善，在已建公路中，多以水泥稳定碎石作为路面基层材料，此类结构具有强度高、整体性好以及刚度大等优势。然而，长期工程实践表明，水泥稳定碎石材料属于脆性材料，因温、湿度影响，极易产生开裂问题，从而降低路面使用性能。为了更好地提升工程质量，必须保证基层整体均匀受力。结合工程实际情况，特提出水泥稳定碎石基层分层摊铺一次成型施工工艺，经施工研究可得，该项工艺可分层施工产生的层间分离、联结不紧密、整体性差等问题，具有良好施工效果。

关键词：水泥稳定碎石基层;分层摊铺;工程概况

中图分类号：U416                       文献标志码：A

随着公路建设规模的进一步扩大，沥青路面作为我国公路工程路面结构的主要类型，其应用也愈加广泛。公路施工中，水泥稳定碎石材料是最常见的路面基层材料，一般厚度均在20 cm以上，这种情况下，可分层摊铺。实践证明，水泥稳定碎石分层摊铺施工更易于压实，确保压实度，但也存在诸多问题，通过钻芯取样可知，基层层间分离现象严重，导致基层无法整体受力;上、下基层龄期不同，极易污染或破坏下基层，影响施工效果。为解决上述问题，决定通过室内试验进行探讨，以期找出更好的解决方案。

1 室内试验分析

在沥青路面结构中，水泥稳定碎石材料主要以基层材料的形式呈现，其功能为承重。当存在行车荷载时，底面可产生一定的拉应力，此时，主要以断裂破坏为主。该试验主要对不同成型方式下水泥稳定碎石梁式试件的抗折强度变化进行分析。

1.1 原材料性能

该文选择当地石灰岩作为石料，其性能与相关技术规范要求相符，以23.4%為石料压碎值。水泥材料可选用42.5级普通硅酸盐水泥，其各项指标符合下述要求，水泥初、终凝时间为2.54 h、3.30 h，3 d抗压强度为26.8 MPa，3d抗折强度为5.3 MPa，细度为7.2%。

1.2 确定室内试验混合料组成配比

按照集料级配，掺加不同水泥量，即3.5%、4.0%、4.5%、5.0%，并做重型击实试验与7d无侧限抗压强度试验，结果见表1。

基于经济性原理，结合试验具体情况，水泥用量可选择4.5%。

2 不同成型方法抗折强度对比试验分析

2.1 试件制作方法

2.1.1 方法（一）

水泥稳定碎石按一半高度进行所需混合料计算，即5cm×10cm×40cm，待向钢模内装入之后，根据常规压实度成型法，通过压力机进行施工，无须脱模。养护施工可在标准温度、湿度条件下实施，养护7 d，拌和相同量混合料，在已成型半层内，将混合料再次装入钢模，随后进行28 d养生。

2.1.2 方法（二）

水泥稳定碎石按整体高度进行所需混合料计算，即10cm×10cm×40cm，混合料拌和之后，同样根据5 cm高装模，经刮平、初平施工。30 min后将剩余混合料装模，需选择压力机同时压实钢模装入的2层混合料，随后进行28 d养生。

2.2 试验结果及分析

根据上述方法（一）、（二），抗弯拉强度试验结果见表2。

压实度是水泥稳定碎石基层施工的重要指标之一，为保证压实度需求，可将基层分为2层进行施工，待完成下基层施工后，经7d养护，才能施工上基层，这就是第一种试件成型的方法。

通过上述2种试验结果可见，相比方法（一），方法（二）成型试件抗折强度更高。根本原因在于方法（一）上、下基层施工中间有7 d间隔时间，2层之间黏结性不足，同时，在上基层压实成型过程中，极易损坏或污染下基层。相比之下，方法（二）上、下基层混合料成型间隔时间仅为30 min，相比水泥初凝时间2.54 h，时间极短，且第一层仅做初压，压实程度较轻，当压实第二层时，可同时碾压2层，具有良好层间黏结性，可一次成型。基于上述原因，决定选择“分层摊铺，一次成型”施工工艺。

3 水泥稳定碎石基层分层摊铺成型工艺

为保证“分层摊铺，一次成型”施工工艺具有可行性，该文选择某公路工程为研究对象进行深入分析。某公路工程全长13.2 km，等级为二级公路，为水泥稳定碎石基层，厚度共40 cm，因水泥稳定碎石基层厚度大于20 cm，可分为2层施工。该文以4.0%为基层水泥混合料用量。具体工艺如下。

3.1 准备下承层

平整、坚实是水泥稳定碎石下承层表面施工要求，保证各指标满足设计规定。针对土基碾压，遍数可控制在3～4遍，碾压时，若出现表层松散、含水量低等现象，需根据实际情况，适量洒水;若土湿度过大，极易产生“弹簧”情况，此时，可做开挖、翻晒等处理，为此，必须合理控制含水率。

3.2 摊铺下基层

在底基层部位通过料车卸料，随后平整下基层。在摊铺施工中，可选择机械+人工法进行施工，因分层摊铺一次成型工艺，在下基层摊铺时，对平整度要求相对较低，此时仅做粗平即可。选择振动压实法，对下基层进行7～8遍压实，保证压实度在93%以上。根据施工现场情况，可选用凸块羊角碾施工，该设备应用的作用在于下层水泥稳定碎石表面碾压施工中，可形成凹凸不平状，更便于上下两侧黏结。

若选择普通光轮振动压路机施工，在完成碾压施工后，可选择专用设备拉毛处理，一般在3 cm以内控制拉毛深度，表面具有一定粗糙度，对上下基层结合具极为有利，可增强其整体性。

3.3 摊铺上基层

完成下基层压实施工后，即可摊铺上基层，在下基层运料车可直接行使。根据设计要求，需在100 m以内控制上、下基层摊铺长度。上基层施工中，需严控表面平整度，并根据设计高程、松铺系数，做好测量、找平施工。压实是摊铺上基层之后最重要的工序，在压实施工中，选用振动压路机碾压，遍数控制在9遍左右，保证压实度满足设计要求。如果该阶段表层集料损坏，需及时选用重型轮胎压路机进行封面压实。此时，可按照均匀、缓慢的速度行驶，保证碾压均匀。

4 水泥稳定碎石基层分层摊铺施工检测及效果评价

水泥稳定碎石基层是路面结构的一部分，为了合理控制试验段压实质量，保证对该施工工艺的可行性进行检验，可做压实度、平整度等指标检测，从而保证施工效果。

4.1 压实度

水泥稳定碎石基层施工中，在不同点位，根据各个阶段成型变化情况检测其压实度，所得结果见表3。由此表明，当上下基层一起压实后，其压实度均在96%以上，可满足设计要求。

4.2 平整度

瀝青路面厚度、平整度受上基层平整度影响较大。为此，在完成上基层施工作业后，必须重视水泥稳定碎石基层施工平整度。通过检测可知，选择“分层摊铺、一次成型”施工工艺，基层顶面平整度与设计要求相符。

4.3 整体性

钻芯取样是评价水泥稳定碎石基层成型后整体性的最有效的方法，通过芯样观测，可充分了解混合料的密实度、厚度等指标，且能看到上下基层黏结性是否良好，是否存在分层。在7 d养生之后，可选取若干个点位进行钻芯取样。经观测可得出以下结论，第一，相较设计要求（40 cm），各点位水泥稳定碎石厚度均可满足。第二，芯样取出后，经观测，完整性良好，交界面未现断裂、分层情况。第三，芯样完整，未现松散、掉渣情况。第四，下基层成型之后，观察芯样交界面，结合程度良好。

5 结语

综上所述，改革开放40年，我国国民经济迅速发展，大量基础设施如雨后春笋般不断涌现，公路工程作为连接区域经济发展的重要纽带，在经济发展中发挥着至关重要的作用。为进一步完善公路网，必须重视公路路面施工工艺，水泥稳定碎石是路面基层施工的主要材料，通过分层摊铺一次成型施工，可进一步提高工程质量，推进公路工程建设事业发展，实现公路工程经济效益与社会效益。

参考文献

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