整体全厚度铺筑水泥稳定碎石基层技术要点分析

刘新征

湖南省益阳公路桥梁建设有限责任公司 湖南长沙 410000

半刚性基层在我国的公路路面结构体系中的应用尤为广泛，与其它刚性基层相比，半刚性基层在荷载稳定性、承载裕度及抗变形刚度方面具有明显优势，同等摊铺里程条件下的造价更加低廉，工程性价比较高[1]。受压实机械限制，以往的半刚性基层结构采用分层摊铺技术，不同层厚度一般不超过200mm，分层摊铺最大的问题就是会伴随出现摊铺拼接缝，进而影响半刚性基层的整体性；随着工程机械技术的不断发展和成熟，超厚半刚性基层技术应运而生，使用超厚半刚性基层代替传统的分层基层，能够彻底解决因基层分层带来的整体性和承载性不足的问题。与基层分层施工技术相比，超厚半刚性基层必须做好摊铺及压实的施工控制，以避免出现集料离析及压实度不足等问题，本文特以某新建高速公路路面工程施工项目为例，就超厚半刚性基层的施工技术进行具体分析，并对工后效果进行综合评价。见图1为水稳半刚性基层横断面示意图：

1 原材料

1.1 集料

本文依据最新的《公路工程集料试验规范》中的相关要求，对施工项目周边的原材料厂商进行了实地调研，最终选定了某家碎石厂作为本项目的石料采购方，经项目试验室试验鉴定后，所选用的石灰岩碎石材料表面清洁、干燥，硬度较高，泥沙和片状碎石含量较低，各项指标均满足试验规范相关要求[2-3]。

1.2 水泥

水稳碎石混合料用水泥材料的初凝时间应超过3h，终凝时间应介于6h-10h之间，应注意的是，不能使用早强水泥、快干水泥及指标不合格的水泥拌和超厚水稳碎石基层混合料。本项目特选用强度标号为32.5级的普通硅酸盐水泥，经现场试验检测可知，本项目中所选用的水泥材料各项指标均满足设计及规范要求。

1.3 水稳基层配合比设计

（1）不断优化水稳碎石基层混合料的配合比指标，确保其级配、压实度等指标满足工程要求，项目现场对混合料配合比进行多次优化后，其各项性能指标均达到设计及规范要求；

（2）经优化并最终确定的配合比方案中，水泥材料的最佳使用量为4%，最佳含水率指标为4.6%，水泥稳定碎石基层材料合成级配指标详见表1所示：

2 工程实践

本高速公路路面基层设计厚度为340mm，基层结构为水稳碎石材料，为了保证基层的摊铺及压实施工质量，应调配足够数量的超厚水稳碎石基层摊铺和压实机械，全标段内采取超厚一次摊铺作业模式。

图1 路面工程水稳断面图

表1 水泥稳定碎石基层合成级配

2.1 施工工艺要点

2.1.1 施工准备

（1）摊铺及压实施工前应彻底检查施工机械的各项性能情况，确保全部机械均处于最佳工作状态。

（2）提前处治下承层，保证下承层的压实度满足施工要求；

（3）基层摊铺前应在下承层表面适当洒水保湿，以提高基层与下承层之间的贴附性。

2.1.2 水泥稳定碎石混合料拌制

（1）提前调试水稳碎石混合料拌和机械，保证混合料的均一性满足施工要求。

表2 混合料级配

（2）混合料拌和采用拌合站集中拌和的方式，且原材料添加量应严格按照配合比参数确定。

（3）不同原材料料斗之间应增加分隔挡板，以避免原材料混淆，影响配合比精度。

2.1.3 混合料运输

（1）根据施工项目的水稳碎石混合料用量和拌合站的生产能力，科学统筹运输车辆及运输方案，保证超厚水稳碎石混合料摊铺的连续性和可靠性。

（2）运输车辆采用“品”字形装料法，尽量缩短运输距离，最大程度避免混合料离析；此外，混合料表面应覆盖篷布，以控制混合料中水分蒸发速率。

2.1.4 摊铺

（1）运输车辆与混合料摊铺机械间距应控制在100mm-300mm之间，现场应委派专人指挥运输车辆和摊铺机械，保证二者协调行进。

（2）混合料应使用螺旋布料器撒布，且标段内的摊铺应连续进行，禁止中途停机。

（3）机械摊铺后应委派专人对局部缺陷位置进行人工修整。

2.1.5 碾压

（1）初压实阶段采用钢轮压实机械，压实工况为静压实，压实机械行进速率应介于1.5km/h-1.7km/h之间。

（2）复压实仍采用钢轮压实机械，压实机械吨位为36t级，压实工况为动压实，先小频率振动压实1次，再高频率振动压实2次，最后用同吨位胶轮压实机械压实收面。

（3）终压实应采用钢轮压实机械，压实工况为静压实，终压实行进速率应控制在1.5km/h-2.Okm/h之间。

（4）不同压实环节的轮迹重叠宽度不能小于单轮宽度的1/3，压实完工后，应保证基层表面平整、无明显凹凸起伏[4]。

2.1.6 横缝布置

（1）基层摊铺作业过程中，应保证连续，严禁中途停机，一旦出现突发事故必须停机且停机时间超过2h时，应增设横向施工缝。

（2）除了非正常停机外，正常施工标段结束后也应布置施工缝，且施工缝应与车辆行驶方向保持正交。

2.1.7 养护

（1）压实完毕后的水稳碎石基层应及时进行压实度检测，指标合格后，应及时覆膜洒水养生。

（2）为了保证水稳碎石基层的养护效果，覆膜洒水养生时间不能少于7天。

（3）基层养护期间应封闭交通，尤其应管控好各种履带型机械，原则上禁止任何车辆行驶，以避免因车辆荷载作用引发基层开裂病害。

2.2 质量检测

2.2.1 级配检测

（1）水稳碎石基层施工阶段，混合料级配检测应在摊铺后压实前开展，见表2为混合料级配检测结果：

（2）分析上表2试验数据可知，在混合料摊铺阶段未出现明显的离析病害，但实际级配指标与设计指标存在偏差，但偏差处于规范要求的限度内[5]。

2.2.2 压实度、含水量与水泥剂量

（1）结合最新的《公路路面基层施工技术规范》相关内容，拟采用灌砂法和滴定法对超厚水稳碎石基层开展压实度指标检测。

（2）检测不同层位所选测点的压实度、含水率及水泥含量等指标，检测结果详见下表3：

表3 压实度与含水量检测结果

（3）分析上表检测数据可知，不同层位检测点的各项指标均满足规范要求，且同一测点不同层位对应的实际含水率指标与最佳指标之间的偏差处于±0.5%区间内，水泥含量比设计要求高1%，压实度均大于96%的规范限定值[6]。

3 结语

本文以实际工程案例为背景，针对超厚水稳碎石基层的施工工艺展开详细分析，并总结了超厚半刚性基层的应用成效[7-8]。试验检测数据表明：超厚水稳碎石基层的各项性能指标均能达到设计及规范要求；一次性摊铺技术代替了传统的分层摊铺，使施工效率得到了极大提升，施工质量可靠度更高，基层结构的整体性和荷载稳定性得到明显优化。