柳南高速公路基层施工技术与质量控制措施

李建荣

摘要：文章结合柳南高速公路工程实例，从水泥稳定碎石基层的施工准备、试验施工、正式施工三个方面分析基层施工技术，并提出了水泥稳定碎石基层施工的相关质量控制措施。

关键词：高速公路;水泥稳定碎石;基层;施工技术;质量控制

0 引言

我国的高速公路建设长期以来保持着快速发展势头，在高速公路建设工程中通常选择半刚性路面基层建设方案，主要采用水泥稳定碎石基层施工技术。水泥稳定碎石基层材料来源丰富充足，施工后基层初期强度大且后期增量显著，整体保持高强度，具有突出的水稳性与抗冻性，力学结构与性能长期拥有出色表现。随着施工技术的不断优化与施工质量的有效控制，水泥稳定碎石基层的高质量施工为公路路面质量与整体使用寿命提供了保障，因此，进一步探讨水泥稳定碎石基层的施工技术与质量控制，具有重要的现实意义。

1 工程项目概况

柳州经合山至南宁高速公路（简称柳南高速），是《广西高速公路网规划修编（2010—2020）》“六横七纵八支线”高速公路网中“七纵”桂林—柳州—南宁公路的重要组成部分。项目起于柳州市洛满镇附近，接三江至柳州高速公路，终于南宁市五塘镇，接南宁外环高速公路，路线全长200.019 km，同步建设8条连接线113.258 km。项目主线按四车道高速公路标准修建，沥青混凝土路面，设计速度为120 km/h，路基宽段为26.5 m。本文主要对该高速公路12标段水泥稳定碎石基层施工技术与质量控制措施进行分析。

2 水泥稳定碎石基层施工准备技术

2.1 基层材料的技术指标

柳南高速公路12标段水泥稳定碎石基层的主要材料包括水泥、碎石、水等。其中水泥采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，从初凝到终凝的反应时间较长，初凝时长>3 h，6 h<终凝时长<10 h。

碎石材料是水泥稳定碎石基层施工应用中的坚硬骨料，要求其具有良好的级配技术指标，应考虑最大粒径、压碎占比率、有机物质含量、塑性指数、轧制岩石强度、硫酸盐含量、液限等项目的技术要求[1]。柳南高速公路12标段的水泥稳定碎石混合料级配范围如表1所示，其混合料技术要求如表2所示。

2.2 混料配比设计试验

柳南高速公路12标段水泥稳定碎石基层混合料配合比按水泥∶碎石=5∶100进行设计;基层水泥稳定碎石厚度为40 cm;施工时混合料采用集中厂拌，铺筑现场采用摊铺机摊铺，分两层碾压成型;7 d无侧限（浸水）抗压强度要求值≥5.0 MPa;水泥要求强度等级为32.5 MPa（初凝时间要求>3 h，终凝时间要求6 h<终凝时间<10 h）普通硅酸盐水泥;碎石集料压碎值≤22%，针片状含量≤18%;0.075 mm以下粉尘含量≤1.2%，软石含量≤3%;液限≤28%，塑限指数≤5;水泥稳定碎石的压实度标准≥98%。

水泥稳定碎石基层的混合集料配合比设计要严格按照公路路面基层施工技术规范标准的要求来组织试验。如表3所示，粗、细集料：采用联光石场生产的碎石，规格为：19.0～26.5 mm、13.2～19.0 mm、9.5～13.2 mm、4.75～9.5 mm、0～4.75 mm掺配而成，碎石集料压碎值为19.6%，针片状颗粒含量为12.7%，含泥量为0.2%，0.075 mm以下粉尘含量为9.0%，液限为20%，塑限指数为4%。

2.3 混料组成的技术控制

（1）控制碎石掺配比。若石料准备不足，可添加一定量的天然沙，沙与碎石的掺配比例应通过试验来确定，或直接用沙代替石屑。

（2）若相同级配下的混合料进行掺配时，水泥剂量可设定为6%、5%、4%等不同规格。应借助击实试验完成对集料干密度峰值与含水量理想值的确定[2]。不同规格水泥剂量试件的干密度检测与计算，应选规定压实度的98%量值。

（3）试件的有效制备必须严格依照最大干密度与最优含水量的计算结果来实施，持续组织7 d的无侧限抗压强度试验。期间，应对试件进行6 d的保湿养护，温度控制在25 ℃，养护后浸水24 h，完成试验后应对结果中的偏差系数与平均值进行组织计算。

（4）混合料拌和应使用集中厂拌法，通常在实际基层施工中水泥实际剂量要高出实验确定剂量0.5%。

2.4 确定生产配合比

依据《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20-2015）要求，视施工现场情况，对试验室确定的配合比进行调整。集中厂拌法施工中，水泥剂量增加0.5%，对粗粒土进行拌和，含水率较最佳含水率增大0.5%～1.0%，所以经调整后得到的生产配合比为：水泥∶集料=5.5∶100，混合料最大干密度为2.349 g/cm 3，最佳含水率6.0%，施工时压实度按98%进行控制。

3 水泥稳定碎石基层的试验施工技术

柳南高速公路12标段试验段设置在ZK187+230～ZK187+430，长200 m，宽13 m，厚20 cm，采用摊铺机一次性摊铺成型，每隔100 m左右更换一种试验铺筑方案。试验中要灵活控制不同要素，有效确定混合料的称重计量以及配合比。试验路施工技术总结如下：

3.1 机械组合

配备摊铺机（宽度可伸缩）1台，自卸汽车15辆，装载机3台，单钢轮振动压路机（26 t）1台，单钢轮振动压路机（36 t）1台，胶轮压路机（26 t）1台，双钢轮振动压路机（13 t）1台，能够满足施工需要。

3.2 底基层水泥稳定碎石配合比

按照批复水泥稳定碎石骨料级配为19～26.5（28%）∶9.5～19（27%）∶4.75～9.5（13%）∶0～4.75（32%）进行施工，碾压后表面平整密实，无松散，无坑洼，软弹现象，施工接缝平整，無轮迹。从压实检测结果看来，检测值均>97%，满足规范要求。根据现场施工效果，确定现场施工最佳配合比为19～26.5（28%）∶9.5～19（27%）∶4.75～9.5（13%）∶0～4.75（32%）。

3.3 松铺厚度、松铺系数和压实遍数

（1）试验段施工中，项目在ZK187+230～ZK187+430按松铺系数1.25进行施工，采用不同碾压组合，经现场实测标高，松铺系数1.25时，厚度合适。因此，在后续施工中，项目按照1.25的松铺系数进行其余路段的施工。

（2）压实顺序：双钢轮压路机静压→单钢轮压路机轻（小）振→单钢轮压路机大振→胶轮压路机稳压→双钢轮压路机收面。

（3）碾压速度：25～30 m/min。

（4）压实遍数：13 t双钢轮压路机静压1遍，小振1遍，26 t单钢轮压路机弱振1遍，强振1遍，36 t单钢轮压路机弱振1遍，强振1遍，26 t胶轮压路机碾压2遍，13 t双钢轮压路机收面1遍。

[HS（4][HT12.H]4 [HT12.《汉仪中黑简》]高速公路水泥稳定碎石基层的正式施工技术[HS）]

4.1 施工技术要求

（1）柳南高速公路12标段水泥稳定碎石基层施工中，全部使用专用稳定土集中厂拌机械拌和集料，要使用专用沥青摊铺机或稳定土摊铺机摊铺。

（2）水泥稳定碎石基层施工应在气温>5 ℃的晴天进行，雨天不得施工。若正在摊铺作业的集料遭遇降雨，则要求进行快速压实。

（3）水泥稳定碎石基层厚40 cm，按上基层与下基层分别施工压实，上下两层均保持20 cm厚度。下基层摊铺压实后应及时进行上基层摊铺，要注意先行清洁下基层表面，撒适量水泥或浆体，水泥用量≥2.0 kg/m 2，并注意为下基层施水保持表层湿润。

4.2 拌和站相关技术要求

（1）集料进入拌和站前需要组织取样筛分试验，多选不同粒径的集料进行试验，选购符合级配要求的集料。

（2）施工现场应提前对需要铺筑的路段进行平整和碾压硬化，计算不同规格集料的用量，规划好集料分别存放的区域面积，编排好进料时间，不得出现多料交错情况。料堆可采用分层形式，保持同规格集料均匀性。集料粒径<4.75 mm的要做好防雨工作，加装避雨设施。若此规格的集料进场检测含水量超标则应注意堆放时做好晾晒除湿工作[3]。

（3）料斗要做好必要的隔离工作，上口间以隔板相隔，拉开上口间距，防止集料串料，上口宽度要比上料用装载机的装料斗宽度要大。

（4）集料正式拌和前，应先调试设备，确保集料粒的组分与含水量达标，若组分出现变化则要继续调试设备。

（5）拌和过程控制好混合料含水量，不仅要有专人负责掌握注水量，还应掌握外界天气情况，实际含水量可高出最优含水量1%～2%，避免混料水分流失。混合料压实作业时应具备最优含水量。

（6）混合料拌和过程中要实时掌握水泥剂量，应借助高精度水泥计量装置进行计量控制，为确保拌和均匀，实际拌和时间可≥1 min。

（7）拌和料运输过程中要做好车厢覆盖，避免物料表层含水量降低。运输途中不能随意耽搁，应直达施工铺筑现场，控制允许延迟时间，有效实施混合料的碾压紧实[4]。

4.3 摊铺技术要求

（1）水泥稳定碎石基层摊铺作业所用摊铺机应具备与拌和机械相匹配的生产能力，要求机械设备性能良好，可连续作业不中断。

（2）若其中出现故障或其他原因导致摊铺中断，而且延误时间超出施工允许延迟时间，则需要进行接缝处理，以横向接缝方式确保接缝面与路基顶面相互垂直。

（3）若施工现场的拌和机不能与摊铺机生产能力相匹配，可调低摊铺机作业速度，避免重复出现停机待料现象。柳南高速公路12标段现场作业的拌和机生产能力应保持在800 t/h以上。

（4）摊铺作业中，要控制好集料因颗粒粒径不一而出现的离析情况，若发现离析应立即采取措施快速处理。

4.4 压实技术要求

（1）压实全过程都要求集料表层湿润，采用喷洒水的方式补充水分。

（2）压实作业可启用多型机械持续作业，先用轻型两轮压路机在摊铺机械后跟进碾压，后驱动重型振动压路机补位碾压。只有在1 h内完成拌和水泥混合料的碾压，才能确保路面基层压实度达到技术要求。

（3）基层表面压实过程中若出现可见的松散、起皮等状况，应组织人员快速处理。

（4）为避免压实作业出现返工，柳南高速公路12标段施工现场配置专用仪器设备实时检测压实度，而且对于路面标高或平整度达不到要求的，必须采取修整措施进行处理，确保压实作业取得高质量成果。

4.5 养护技术要求

（1）柳南高速公路12标段施工现场的养护，先洒水后以薄膜覆盖保温，确保养护周期内的路面表层湿润。

（2）路面养护周期内，不允许洒水车以外的车辆通行，特别是重型车辆。若特殊情况有车辆通行，则应控制车速在20 km/h以下，并要求该车不得在养护路段转弯、调头、急刹车，这些操作都可能导致路面基层受损。

4.6 检测技术要求

柳南高速公路12标段路的水泥稳定碎石基层压实度检测主要结合应用灌砂法与核子密度仪完成。核子密度仪通过反复多次跟踪压实作业，在基层压实度无增长变化的基础上检测压实度。核子密度仪跟踪碾压后，即用灌砂法实施对比检测，最终的压实度、平整度、弯沉量、宽度、厚度等检测结果应使用灌砂法测出值。

5.1 控制水泥剂量

水泥剂量超标则可导致基层反射裂缝出现概率的增大，剂量不足又很难确保施工强度。因此柳南高速公路12标段施工过程中首先注重控制水泥剂量，通过严格的抽检来指导调整水泥仓供料速率。

5.2 控制混料拌和

水泥稳定性碎石基层强度要求具备出色的均匀性，此指标易受混料拌和连贯性的影响，拌和中应避免水泥剂量频繁波动，同时应在拌和中控制好混料含水量。

5.3 控制水分含量

水泥稳定碎石基层施工所需集料的含水量都在施工前确定，只有达到最优含水量水平才能投入使用。施工期间确保对含水量的动态调控，施工人员在充分把握摊铺机压实效果、天气情况、运料距离等影响因素下控制混料的水分含量。

5.4 控制集料级配

水泥稳定碎石基层的集料级配均按照相关技术规范与标准要求进行。先在筛分皮带处截留1 m混合物料进行检测，对无法达到级配技术标准的则要求及时调整料仓供料速率。

5.5 控制摊铺作业

水泥稳定碎石基层的摊铺配置多名作业人员，其中一名施工员主要操作机械，控制好作业进度，确保摊铺厚度与平整度达标，同时做好补料工作;一名施工员主要检验摊铺效果，控制含水量，检测碾压成型的标高，控制车辆行进速度与摊铺耗时，修整压实段的基层表面，尽可能保障半幅全断面一次摊铺成型。现场作业中同时对松铺层外缘进行修整并补充未摊铺区域的混合料[5]。

5.6 控制压实作业

压实作业遵循“先边再中、先低再高、先轻后重”原则，并及时检测压实度。待满足压实度要求后实施光面处理，以便有效消除压痕。

6 结语

本文通过在柳南高速公路12标段的施工实践，再一次明确了水泥稳定碎石基层施工要进一步规范技术，加强技术创新，并对各工序施工质量进行控制，全面提升基层施工水平，为高速公路整体施工提供基础保障。

参考文献：

[1]黄运贝.高速公路水泥稳定碎石基层施工与质量控制探讨[J].企业科技与发展，2020（5）：97-98.

[2]吴银厚.高速公路水泥稳定碎石层施工技术要点及注意事项探究[J].建筑工程技术与设计，2018（8）：2475.

[3]吴惠生.水泥稳定碎石基层施工的质量控制要点[J].四川水泥，2018（1）：25.

[4]黃仕明.高速公路桥梁施工项目质量控制策略研究[J].西部交通科技，2018（1）：135-138.

[5]尹治国.高速公路水泥稳定碎石基层施工过程中的质量控制措施分析探讨[J].城市建设，2011（5）：150-152.