大厚度水稳基层一次摊铺碾压成型施工技术应用

黄利

（新疆西域公路建设集团有限责任公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

一、工程概况

G高速公路合同段路面结构按“15cm沥青面层+36cm水稳基层+20cm水稳底基层+18cm级配碎石垫层”设计，若采用大厚度水稳基层一次摊铺碾压成型施工技术，在质量控制方面会面临一些困难。因此，本文以K87+600～K87+850段、K91+120～K91+395段和K92+980～K93+430段为试验段，分别采取三种大厚度水稳基层一次摊铺碾压设备组合及碾压方式进行试验。三个试验段的总长度分别为250m、275m和450m，试验结束后，对采用不同设备组合及碾压方式的路面分析压实度与平整度，为合同段大厚度水稳基层施工提供参考。

二、配合比设计

集料的配合比与工程施工质量直接相关，进行原材料配合比设计主要是为了确定混合料矿料级配、最大干密度、最佳含水率、最佳水泥用量等。通过确定最佳配合比，能充分保证混合料骨架的密实性和易施工性，加强对沥青路面早期裂缝的处治，有效填充各级集料，确保路面施工的均匀性与平整度。

本工程原材料最佳级配设计及配合比如表1所示，材料液限为15.5%，塑性指数为1.2，针片状为15.8%，压碎值为23.1%。本工程配合比设计采用重型击实和静压成型实验，保证原材料配合比设计结果的合理性。

表1.原材料配合比设计值

三、施工技术的应用

（一）松铺系数的确定

结合类似施工经验以及现场测量结果确定松铺系数，在测量过程中，断面按10m间隔设置，并标出B1、B2、B3标高，以上三点分别距中线2m、6m、10m。测量下承层各点标高H地、摊铺后标高H松以及检测压实度后各点标高H实，并按公式（H松-H地）/（H实-H地）确定松铺系数。G高速公路合同段水稳碎石层的原松铺系数按1.3设计，施工100m后经测量发现，应适当提高松铺系数。随后，施工人员将松铺系数调整为1.41，水稳层设计厚度为35cm，则换算后的松铺厚度为：35cm×1.41=49.35cm。

（二）混合料级配的控制

为检验水稳层摊铺后级配的可靠性，施工人员在试验段摊铺现场取料并进行水洗筛分试验。从表2的筛分结果可知，三次施工中的混合料级配均符合规范要求，充分表明本工程混合料级配控制稳定、可靠，符合水稳基层施工基本要求。

表2.试验摊铺施工筛分结果

（三）含水率的控制

高速公路水稳基层施工还应加强含水率控制。含水率过低，会影响水泥水化反应效果、增大材料碾压难度；含水率过高，则会影响碾压质量，导致碾压施工中出现基面材料软弹以及后期的开裂问题。本工程水稳基层混合料最佳含水率为4.5%，混合料含水率与最佳含水率的误差应控制在0.5～1%以内，并通过酒精燃烧法进行混合料含水率的现场检测。检测结果表明，K87+600～K87+850段含水率为4.5～4.8%，比最佳含水率高出0～0.3%，符合规范要求。K91+120～K91+395段含水率为4.25～4.98%，其中三个测点的含水率不符合规范要求，无法保证试验段含水率的均匀性。K92+980～K93+430段含水率为4.16～4.35%，其中五个测点的含水率不达标。

（四）碾压施工

为确保大厚度水稳基层一次摊铺碾压施工质量，必须选择合适的碾压设备及碾压方式。本工程试验段施工采用1台徐工XD133双钢轮压路机、1台LSS327大吨位单钢轮压路机和22t胶轮压路机。

考虑到不同碾压机械组合和碾压工艺所产生的压实度、平整度并不完全相同，故针对不同试验段设计出三种碾压工艺，并对检测结果进行对比分析。K87+600～K87+850段采用较为传统的碾压工艺，仅通过大吨位单钢轮压路机碾压，并在第一遍碾压时，按照先静后振的方式碾压，有效防止出现拥包；K91+120～K91+395段采用双钢轮压路机按照先静后振的方式碾压，进一步提升路面平整度；K92+980～K93+430段先采用振动压路机碾压，然后再采用小吨位双钢轮压路机碾压，以提升路面压实度和平整度，并在胶轮碾压完毕后，通过双钢轮压路机做收光处理。

四、质量检测

对于大厚度水稳基层而言，平整度和压实度是施工质量控制的重难点，所以本工程试验段施工结束后，主要针对不同碾压工艺进行压实度和平整度检测。

（一）平整度检测

本工程试验段现场平整度检测结果如表3所示，从检测结果来看，K87+600～K87+850段平整度最差，主要原因在于该段并未使用双钢轮压路机初压，导致摊铺机摊铺后混合料松铺系数过小，但如果直接通过大吨位压路机碾压，必将增大初始压缩量，引发混合料推移和拥包等质量问题。K91+120～K91+395段经过小吨位双钢轮压路机的初压后，松铺系数大幅提升，同时抵抗大吨位压路机碾压的能力也大大增强，因此路面平整度明显改善。K92+980～K93+430段由于增加了双钢轮压路机收光施工环节，水稳基层平整度控制水平较高，这也表明，通过双钢轮压路机进行收光处理，能有效清除胶轮碾压后的轮痕以及大吨位压路机碾压后产生的小拥包。

表3.试验段现场平整度检测结果

（二）压实度检测

为掌握大厚度水稳基层的压实效果，在试验段质量检测阶段，分别进行水稳基层上下部的压实度检测。K87+600～K87+850段采用的碾压工艺基本满足设计压实度要求，水稳基层上下部的压实度差值在1.2%以内，这表明压路机激振力能够通过松散状态的混合料有效传递至大厚度水稳基层底部。K91+120～K91+395段的压实度检测结果表明，该试验段采用的碾压工艺虽能使压实度达到设计要求，但整体压实效果没有K87+600～K87+850段好，这主要是因为振动碾压遍数不足以及上下部压实度之差较大（为4.3%），采用小吨位双钢轮压路机后，虽然能有效提高路面平整度，但会对压路机激振力的传递产生不利影响。K92+980～K93+430段的压实度检测结果符合设计要求，而且水稳基层上下部压实度与K87+600～K87+850段接近，上下部压实度差值在2%以内。

五、结语

本工程的施工实践表明：大厚度水稳基层施工不能采用常规小吨位压路机；使用大吨位压路机能有效提升大厚度水稳基层压实度和平整度，为了提升压实施工质量，至少应碾压三遍，且第一遍必须为前静后振；使用双钢轮压路机能有效提升大厚度水稳基层平整度，若采取初压措施，还能有效提升基面的初始压实度并减少大吨位压路机可能引起的拥包、推移等问题。