全断面大厚度水泥稳定碎石基层施工技术

梁杨实

摘 要：在我国当前路面设计规范中，高速公路大多采用半刚性基层设计，将水泥稳定碎石基层作为承担路面荷载的主要结构层。水泥稳定碎石基层具有强度高、稳定性好、成本低廉、施工技术较为成熟等优势。而在传统施工工艺中，厚度大于20 cm的水泥穩定碎石基层通常采取分层摊铺施工，这一方法在一定程度上解决了摊铺宽度和摊铺厚度的问题，但分层铺设通常会在基层拼接中产生300 mm～600 mm的接缝[1]，大粒径的碎石由于自重会向下掉落，形成基层内部的薄弱面和纵向裂缝，破坏水泥稳定碎石基层完整性，使其质量和性能降低。半刚性基层大厚度摊铺是近年来兴起的新型施工技术，这一技术的应用既可显著提升工程效率，降低工程施工周期，还能有效保障工程实体质量，具备广阔的应用前景。但目前大厚度水泥稳定碎石基层整体摊铺大多用于双向四车道路面，摊铺宽度难以适应当前道路交通快速发展需要的大宽度路面，因此，本文结合实体工程项目，探究全断面大宽度（六车道至八车道宽度）大厚度水泥稳定碎石基层一次性摊铺成型技术应用研究，以期对相关路面工程提供理论借鉴。

关键词：大宽度;大厚度;水泥稳定碎石基层;施工工艺;技术研究

1 国内外研究现状

为应对在实际工程施工中可能因集料不能良好填充空隙造成基层性能欠佳，李建斌[2]建立了集料配合比计算模板，添加约束条件使级配曲线达到理想情况。山西晋侯高速路面采用全宽全厚单机施工作为基层施工铺筑技术[3]，但分层压实度结果表明上、下部压实度仍存在差异，且存在基层局部位置骨料被压碎现象。高科等[4]研究结果表明超厚宽幅水泥稳定碎石混合料基层的原材料应符合规范要求即可。在施工条件允许的情况下应尽量使用石屑、机制砂等细集料，以便减小水泥剂量。

2 工程背景

贵州省高速公路某路段采用双向八车道设计，路面底基层采用低剂量水泥稳定碎石，路面基层采用水泥稳定碎石。路面设计采用30 cm低剂量水泥稳定碎石底基层+32 cm水泥稳定碎石基层+8 cm SUP-25沥青下面层+6 cm SUP-20沥青中面层+4 cm SMA-13上面层，总厚度80 cm，本项目涉及双向八车道路段长度约13 km。

3 施工准备

3.1 机械准备

本项目主要施工器械配备情况见表1。

3.2 材料及配合比

采用C-B-3级配作为大厚度水泥稳定碎石基层混合料级配。依据不同规格集料筛分结果配置各档集料配比，使其合成级配尽量贴近中值，最终选定合成级配为：砂（0 mm～2.36 mm）：砂（2.36 mm～4.75 mm）：碎石（4.75 mm～9.5 mm）：碎石（9.5 mm～19 mm）：碎石（19 mm～26.5 mm）=26：6：6：

40：22。并对所得混合料级配进行重型击实，将水泥剂量2.9%，3.2%，3.5%，3.8%，4.1%梯次配置，配置3.5%，4.0%，4.5%，5.0%，5.5%不同含水率，依据击实曲线最终选定最大干密度为2.373 g/cm3，最佳含水率4.5%，水泥剂量选定3.5%作为施工生产配合比，在施工过程中，再按照施工摊铺碾压效果进行级配的微调。

4 施工技术

4.1 混合料拌和工艺

按照《公路路面基层施工技术细则》JTG/T F20-2015要求的设备工艺进行混合料的拌和。拌和前需检测场内集料含水率，计算施工配合比。拌和后加大混合料质量检测频率，依托拌合站智能控制系统随时在线检查配比、含水率变化，高温状态施工含水率需要实时控制，混合料含水率较最佳含水率提升0.5%～1%，当气温高于30℃后，含水率提升1%～2%，水泥进入搅拌缸温度需低于50℃，出料时间不宜超过1 h，超过2 h的混合料废弃。

4.2 混合料运输控制

装料前将车厢清洗干净，装车时各车装载量保持大致一致，运输过程中需采用篷布遮盖以减少水分蒸发及雨水淋湿，需在混合料允许延迟时间中完成运输任务，否则予以废弃。

4.3 测量放样

摊铺前放出10 m中桩及对应边桩，架设支撑杆，在水泥稳定碎石基层铺筑边线外侧50 cm处打设钢钎，间距10 m且与中桩相对应。支撑杆上敷设基准钢丝，钢丝应用专用工具紧线钳进行张紧，拉力应不小于80 N，以使钢丝不产生挠度为准，然后将钢丝固定，设专人检查调整钢丝高度。

4.4 下承层准备

松铺系数采用经验参数选定为1.3，基层设计厚度为32 cm，最终松铺厚度为38.1 cm。对下承层进行高程、中线偏位、宽度、横坡及平整度检查，对局部松散进行复压，并对下承层进行洒水润湿。

4.5 摊铺防离析工艺

采用中大DT2360型摊铺机以1.0 m/min速度摊铺，摊铺机螺旋布料器保证2/3埋入混合料中，在螺旋布料器前安装防离析橡胶挡板，减少混合料的离析。摊铺机前方保障2台以上运料车等待卸料，在摊铺机前方20 cm～30 cm停车，卸料时由摊铺机迎上去推动卸料车，边前进边卸料，卸料速度应与摊铺机铺筑速度协调。摊铺机变速箱处必须安装反向叶片;在摊铺机后面应设专人消除粗细集料离析现象，及时铲除局部粗集料堆积或离析部位，并用新拌混合料填补。

4.6 碾压工艺研究

碾压方案选用2种碾压组合方式：

方案一：2台双钢轮进行进静出振1遍（各半幅）→2台26T单钢轮（微振）进振出振1遍（各半幅）→2台32T单钢轮（强振）进振出振1遍（各半幅）→30T胶轮碾压1遍（全幅穿插揉搓补水）→检测压实度→2台32T单钢轮（强振）进振出振1遍（各半幅）→30T胶轮碾压1遍（全幅穿插揉搓补水）→检测压实度→1台双钢轮全幅静压2～3遍（收面无轮迹为止）。

方案二：2台双钢轮进行进静出振1遍（各半幅）→2台26T单钢轮（微振）进振出振1遍（各半幅）→2台26T单钢轮（强振）进振出振1遍（各半幅）→30T胶轮碾压1遍（全幅穿插揉搓补水）→检测压实度→2台32T单钢轮（强振）进振出振2遍（各半幅）→30T胶轮碾压1遍（全幅穿插揉搓补水）→检测压实度→1台双钢轮全幅静压2～3遍（收面无轮迹为止）。

碾压过程压路机前进及后退换挡平顺，不能拉动底层混合料，后退尽量按原路返回，在未碾压一头换挡掉头（后退）位置呈齿状错开，出现拥包及时铲平。碾压过程中，对碾压第4遍、第5遍、第6遍分别检测压实度及压实厚度，直至压实度达到规范要求，且无过振现象时停止碾压。压实度结果表明随压实遍数的增加，压实效果逐渐增大，在碾压遍数达到6遍时比较碾压5遍来看压实度增幅波动明显减小。碾压过程中及时采用三米直尺进行平整度检测，对不合格点进行填料、复压等操作，保障路面基层平整度符合设计要求。每碾压40 m～60 m，进行松铺系数核实调整，计算符合现场实际的松铺系数。

4.7 摊铺碾压效果分析

压实度结果表明采用6次碾压即可达到较好的压实效果，而增大碾压遍数对压实度影响不大，且容易造成路表集料的破坏，降低路面基层承载力。采用32T单钢轮进行复压较26T单钢轮具有更好的压实效果。碾压后即刻检测压实度，并对合格路段洒水覆膜养生。对试验路段进行试验检测，结果表明试验结果均明显高于设计值，可适当下调施工生产配合比。

5 結论

依托本项目进行的全断面大厚度水泥稳定碎石基层摊铺研究，通过工程实体摊铺证明，在现有机械设备组合下，采用普通水泥稳定碎石基层配合比，做好含水率控制及碾压遍数要求，可以完成八车道大厚度（32 cm）水泥稳定碎石基层的一次摊铺成型，有效提升工程施工效率，降低材料损耗。

参考文献：

[1]李永春，梁俊杰，王立伟.大厚宽幅水泥稳定碎石基层一次摊铺技术分析[J].中国公路，2020（1）：104-105.

[2]李建斌，李强，韩永红，等.骨架密实水泥稳定碎石混合料级配规划求解设计研究[J].公路，2019，64（3）：255-258.

[3]梁狄，伍均.32 cm水泥稳定碎石基层全宽超厚一次性摊铺新工艺[J].湖南交通科技，2009，35（2）：24-26.

[4]高科.超厚宽幅水泥稳定碎石基层施工工艺研究[D].兰州交通大学，2015.