高速公路超厚宽幅水稳基层施工与质量检测分析

康晋芳

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

1 工程概况

某高速公路采用双向六车道设计，设计车速120 km/h，路基宽度34.5 m，路面宽度33 m。路面结构设计采用双层水泥稳定类半刚性基层，3层沥青路面结构，路面基层设计采用30 cm厚水稳碎石材料，底基层采用20 cm厚水泥稳定砂砾。路面结构采用3层沥青混凝土，上面层为4 cm细粒式密级配沥青混凝土(AC-13)，中面层采用5 cm厚中粒式改性沥青混凝土(superpave-20)，下面层采用6 cm厚粗粒式开级配沥青混凝土。本项目水稳基层采用超厚宽幅水泥稳定碎石基层，由于水泥稳定碎石基层达到了30 cm，厚度较大，施工过程中重点对基层压实质量进行控制。对基层材料水泥剂量和压实度进行检测，并分析其变异性，为判断基层施工质量提供参考依据。

2 超厚宽幅水稳基层碾压施工工艺

2.1 施工机械选配

超厚宽幅水泥稳定碎石基层在施工工艺上与普通水稳基层基本相同，但在碾压施工工艺上存在较大区别。由于超厚宽幅水泥稳定碎石基层结构厚度较大，采用常规的碾压方法难以达到规定的压实度，必须做好施工机械的选配。本项目压实机械选择1台徐工XS263J型振动压路机，1台中大YZ32型振动压路机和1台柳工CLG6327型三轮静碾压路机，1台柳工6530型胶轮压路机配合施工。

2.2 碾压方案

为保证超厚宽幅水稳基层压实质量，结合压实机械的组合方式和碾压方法，本项目试验段采用三种碾压方案，碾压过程中检测基层压实度，经过比选确定如下施工方案：

基层初压施工使用27 t柳工CLG6327静碾三钢轮压路机静压2遍，碾压速度控制在1.5 km/h～1.7 km/h，压实度达到94.48%。复压使用一台32 t中大YZ32型振动压路机强振3遍，碾压速度控制在1.5 km/h～1.7 km/h，压实度达到96.35%。然后使用一台26 t徐工XS263J型压路机静压1遍，强振2遍，压实度达到99.13%。最后使用一台30 t柳工6530轮胎压路机进行终压，碾压速度控制在2 km/h～2.5 km/h，碾压2遍，消除基层表面轮迹，提高平整度。碾压施工过程中每碾压一遍检测一次压实度，基层最终压实度达到99.23%，总计碾压9遍，达到了规范要求。

分析后可以得出32 t振动压路机在对整个超厚宽幅水稳基层碾压过程中起到了关键作用，碾压后基层压实度达到了96.35%，使基层结构基本稳定。该方案碾压遍数总计为9遍，最终压实度达到99.23%，其他两个方案碾压总遍数分别为9遍和10遍，最终压实度分别达到98.89%和99.22%。相较之下，选定方案碾压遍数少，压实度高，是最优设计方案。

3 水稳基层施工技术参数检测分析

3.1 检测结果变异性分析

结合工程建设项目，在超厚宽幅水稳碎石基层施工过程中对水泥剂量、压实度进行检测，对数据进行数理统计分析，并分析检测结果的变异性及产生变异的原因。对水稳基层技术指标变异性分析采用标准差和变异系数进行分析，计算公式如下：

通过公式可以看出，变异系数越小，说明检测数据所产生的变异程度越小，施工质量风险越低，反之。

3.2 水泥剂量变异性分析

水泥剂量决定水稳碎石基层的成型质量和强度，必须确定其处于一个合理的范围。在施工过程中，采用EDTA滴定法对试验段基层材料的水泥剂量进行检测，得出的部分数据如表1所示，变异分析结果如表2所示，水泥剂量检测值分布情况见图1。

表1 水泥剂量EDTA滴定结果

表2 水泥剂量变异情况分析表

分析表1，表2数据可知，水稳碎石基层水泥剂量的实测最大值为4.7%，最小值为3.7%，标准偏差为0.307，变异系数为7.4%，数据表明超厚宽幅基层施工过程中水泥剂量存在一定的变异性，这会造成基层强度分布不均匀，进而造成基层产生不等距开裂。通过对50组数据进行分析，得出不同区段水泥剂量的分布情况，各区段实测水泥剂量统计表见表3。

表3 基层水泥剂量实测值统计表

结合表3,图1分析可知，水泥剂量不能低于设计值的1%，本项目基层混合料水泥剂量为5%，实测结果符合要求。但数据分析结果表明，按照3倍标准差计算水泥剂量的波动范围，个别实测值超出了规定范围，不能满足规范要求。应在施工过程中保证混合料拌和质量，降低水泥剂量的变异情况，保证基层施工质量。

3.3 压实度检测变异性分析

本项目基层压实度检测采用灌砂法，在试验段选取30个测点，记录数据，按上述水泥剂量的分析方法对压实度实测值进行分析，并统计分析实测值分布情况，分析结果见表4,表5，压实度检测值分布情况见图2。

表4 水泥剂量变异情况分析表

表5 基层压实度实测值统计表

分析表4,表5和图2可知，超厚宽幅水稳碎石基层压实度实测最大值为99.6%，最小值为98.7%，平均值为98.8%，标准偏差为0.465，变异系数为0.51%。说明水稳基层压实度存在一定的变异性，但检测值均满足规范要求。按照规范要求的3倍变异范围的要求，各检测值均符合要求，压实质量合格。

4 结论

依托某高速公路超厚宽幅水稳基层施工实践，分析了基层压实工艺，并对水泥剂量和压实度检测值的变异性进行分析，得出了以下结论：1)选配压实机械，通过方案比选，得出了符合超厚宽幅水稳基层要求的最优施工方案；2)水泥剂量检测值均满足设计要求，但变异性较大，应严格控制混合料质量，保证水泥剂量稳定；3)压实度检测值均达到了97%以上，满足规范要求，变异性不大，在可控范围内，压实质量合格。