高速公路路面水稳基层施工技术

2023-01-08宫树军

交通世界 2022年22期

关键词：试验段压路机摊铺

宫树军

（赞皇县交通运输局公路服务保障中心，河北石家庄 051230）

0 引言

现阶段公路建设过程中普遍采用水泥稳定碎石基层结构，该基层结构具有良好的稳定性、耐久性以及强度，能够满足当前高速公路的行车要求。为有效保证公路水泥稳定碎石基层的施工质量，相关单位应加强对公路水稳碎石基层施工技术的研究。

1 工程概况

某高速公路项目计划修建总长度为24.9km，设计路基宽度为26.2m，公路设计为一级标准，为确保公路路面基层具备足够的强度及承载力，拟采用水泥稳定碎石基层结构，计划基层总厚度为48cm，其中底基层采用4%的水泥稳定碎石，厚度为20cm，基层采用5%的水泥稳定碎石，厚度为28cm，由于水稳基层施工中工艺要求严格，为确保工程路面水稳基层的施工质量，本文对该工程水稳基层施工技术进行分析。

2 路面水稳基层施工技术

2.1 施工准备

2.1.1 路基检查

本工程路面基层施工前，应先对路基进行检查和验收，重点内容包括路基的弯沉值、路基表面平整度、路基高程、宽度、坡度、压实度、磨阻系统以及纵坡值等多项指标。整个检查过程由监理工程师及建设方代表在场全权监督，如在路基检查工作中发现存在质量不足之处，则施工单位需根据相关要求对不足之处加以改进处理，经处理完成后再重新组织验收，只有各项检查指标全部满足施工标准，且经过建设单位及监理单位签字确认后才能开展路面基层施工。

2.1.2 材料机械准备

（1）路面水稳基层施工使用的原材料主要包括水泥、集料和水，其中水泥采用标号为42.5的普通硅酸盐水泥，严禁采用早强、变质水泥，水泥材料的初凝时间宜不小于3h，终凝时间宜不小于6h，水泥的细度、安定性等性能满足要求[1]；集料采用碎石材料，碎石的粒径控制在0.075～31.7mm之间，集料的压碎值宜不大于30%，塑性指数宜小于9；混合料中采用的水为干净的饮用水，水的pH值约为7，且水中不含有其他杂质及有机物。

（2）基层施工中使用的机械主要为摊铺机和碾压机，机械的选择要坚持机械匹配作业的原则，即选择的机械数量和施工效率与施工人员的工作效率保持匹配。基于此，本次施工采用的摊铺机，其型号为DTI600，额定功率为269kW/1 200t/h；采用的碾压机包括单钢轮压路机、胶轮压路机以及双钢轮压路机，其中单钢轮压路机额定功率为26t，胶轮压路机额定功率为30t，双钢轮压路机额定功率为15t。

（3）材料机械根据上述要求选择优质的厂商进行采购，经采购后的材料入场前，施工单位要选取代表性的样品进行检测。检测的内容为水泥的安定性、初凝、终凝时间、集料的压碎值、塑性指数、粒径大小等，经检测后的结果需满足材料的要求，检测合格后根据材料的种类、存储条件分类存储；机械入场前施工单位要检查机械的性能，经检查合格后安排固定的人员定期对机械进行检查、维修[2]。

2.1.3 试验段施工

路基检验合格且材料机械就位后，施工单位需进行基层试验段施工，通过试验段施工的方式确定本工程水稳基层施工中的相关细节、施工参数，同时验证施工方案的合理性。在试验段施工中，施工单位先确定试验段的长度及施工段，并获取监理工程师的批准，试验段的长度不得小于200m，经获批后依据水稳基层的施工方案开始铺筑，试验段施工完成后安排检测人员对其质量进行评价，若试验段施工质量不满足标准要求，则施工单位调整施工方案重新施工，若试验段施工质量满足标准要求，则后续水稳基层施工时，依据试验段中的施工方案、流程及相关参数铺筑作业。

2.2 施工工艺

2.2.1 混合料拌制

（1）试验段质量检验合格后，依据试验段中混合料的生产配合比准备水稳基层混合料。本工程水稳基层混合料拌和采用拌和站内制备的方式，经拌和站拌和后再利用运输车向施工场地内运送，混合料拌和前施工人员先调试拌和设备，使拌和机的拌和时间、过筛孔大小、计量设备等保持精确，然后依据生产配合比向拌和机中按顺序投放各类原材料，拌和时间持续60s左右，拌和中安排施工人员实时监督拌和过程，如发现存在混合料离析问题，及时采取措施进行调整，经拌和后的混合料宜保持均匀[3]。

（2）拌和后的水泥稳定碎石混合料经运输前，要在拌和站内按要求取样检测，获取的样本在实验室中进行检测。经检测混合料的含水泥量应保持在4.5%±0.2%，混合料的含水量应保持在4.9%±0.2%。其中含水量的多少可根据施工现场实际的温度、环境进行微调，经实验室检测后，合格的水泥稳定碎石混合料可直接运送至施工场地摊铺，经检测不合格的水泥稳定碎石混合料则需要通过对应的方式处理，若在场地内的存储时间超过水泥的初凝时间，则整盘混合料需作为废料处理。

2.2.2 混合料运输

本工程水泥稳定碎石混合料的运输采用载重为20t的自卸式运输车，运输车单位时间内的总运输量与水稳基层的摊铺用量保持平衡，且比摊铺用量略有富余，在运输车装载混合料之间，安排施工人员检查车辆的完好情况，经检查车辆正常后将车厢内部清理干净并涂刷防黏结剂，然后从拌和站混合料的出口处向车厢内卸料，每车混合料的装载量宜保持在运输车总载重的2/3，混合料装载后利用土工布遮盖，并匀速运送混合料至施工场地，最后由专人指挥进行卸料摊铺[4]。

2.2.3 混合料摊铺

（1）水稳基层混合料运送至场地后，将运输车挂空挡停放于摊铺机正前方10～20cm处等待卸料摊铺，为保证水稳基层与下承层之间可以形成整体，水稳基层摊铺前安排施工人员将下承层表面清理干净。同时根据场地的实际温度洒水湿润，然后启动摊铺机按照试验段中的行进速度开始摊铺，其摊铺速度宜控制在1.5～3.0m/min，整个摊铺工作宜连续一次成型，摊铺中同步开启机械的夯锤功能，保持其振动频率在20Hz，熨平板的振动频率保持在25Hz，每向前摊铺1m，需检测一次摊铺高度，其松铺系数宜保持在1.30。

（2）为避免水稳基层摊铺过程中出现混合料离析的问题，在基层摊铺过程中，施工单位可在摊铺机后方设置一个3人小组，当摊铺中出现集料离析问题时，由小组内的施工人员利用小型的工具铲除，待铲除后重新补填混合料至设计的基层高度，同时针对摊铺中机械无法施工的区域，也可以由人工进行摊铺整平，经摊铺完成的基层要安排人员对摊铺效果进行检查，检查内容主要包括摊铺的平整度、厚度等，检查合格后及时开展碾压[5]。

2.2.4 混合料碾压

（1）水泥稳定碎石基层碾压施工顺序为先静压，后振压，首先采用单钢轮压路机以前进静压，后退振压的方式碾压1～2遍，碾压速度保持在3.6～4.0km/h。然后利用单钢轮压路机和胶轮压路机组合的方式复压施工，复压时两种压路机交替施工，其中单钢轮压路机碾压时采取强振的碾压方式，复压的碾压速度保持在3.6～4.0km/h，碾压遍数控制在6～8遍，最后利用双钢轮压路机以静压或微振的方式碾压1～2遍，碾压速度保持在4.0～5.0km/h。

（2）本工程水稳基层碾压过程中，施工人员要注意保持基层始终处于湿润的状态，基层的含水率宜与最佳含水率保持在±1%的范围内，如基层含水率不足碾压时可适当洒水；碾压过程中施工人员要对整个碾压过程实施监测，如发现水稳基层存在松散、起皮等问题，施工人员要及时停止施工，并分析原因进行处理；碾压过程中，碾压机械严禁在水稳基层表面随意停放，不得在未完全成型的基层表面掉头、停车，需要停止施工时可缓慢将碾压机械开出基层范围，并停放于基层2侧[6]。

2.2.5 接缝处理

（1）路面水稳基层施工工作量大，整个施工作业难以在1d内完成，当每天水稳施工结束后，中断施工的位置需要设置接缝。同时由于公路建设为双向车道，在水稳基层施工时采取半幅作业的方式，即先开展半幅基层施工，待半幅基层施工完成后再摊铺另外半幅路段，此时两幅水稳基层搭接位置也会存在接缝。此外，基层施工中不可避免会遭遇意外情况而被迫中断施工，其中断2h以上的位置也需要设置接缝，根据以上不同情况下设置的接缝，水稳基层接缝类型可分为横向接缝和纵向接缝，其中第一种和第三种情况属于横向接缝，第二种情况属于纵向接缝，不同类型的接缝处理方式不同。

（2）针对水稳基层横向接缝，在横缝设置时施工人员要在水稳基层预留5～8m的基层不做碾压，中断处横缝设置时可延垂直于路中心线方向设置30cm宽度台阶，待恢复施工时，接缝处重复摊铺30～50cm的距离，然后利用碾压机械横向、纵向碾压密实；纵缝设置时要在前半幅基层预留50cm宽度不做碾压，待后半幅水稳基层施工时重复搭接30cm的宽度，然后利用碾压机械压实，在接缝搭接时，施工人员要先在接缝处涂刷黏层油，以增加混合料之间的黏结性，使其更好地形成整体。

2.2.6 基层养护

每段水稳基层摊铺碾压结束后都要进行一段时间的养护，本工程水稳基层养护时，应利用湿润的土工布将基层表面覆盖密实。覆盖2h后，再安排洒水车对基层表面定期洒水，洒水时不宜采用高压式喷管，宜采用喷雾式喷管，以避免造成基层破坏，整个水稳基层养护周期为7d，养护期间的洒水此时根据场地环境确定，保持水稳基层处于湿润状态即可。在养护期间，施工单位要封闭交通，禁止车辆通行，养护结束后要限制交通，避免重车通行，同时避免通行车辆速度过快[7]。

2.3 质量控制措施

2.3.1 水泥用量控制

水稳基层混合料的主要原材料为水泥，混合料中水泥用量越多则混合料的强度越大，水泥用量越少则混合料强度越小，但水泥用量的多少需进行合理控制，如施工单位水稳基层混合料中水泥用量过多，则混合料水热化反应产生的热量就越多，水稳基层就容易出现裂缝问题，反之水泥用量过少，则混合料的强度就越差，难以满足施工要求。因此，本工程水稳基层施工中，施工单位要做好混合料水泥用量的控制，其最佳水泥用量宜保持在4.5%±0.2%的范围内，经拌和后的混合料，施工单位可通过EDTA滴定试验检测水泥用量，若经检测混合料中水泥用量不在要求范围内，则不得用于摊铺施工中。

2.3.2 混合料含水量控制

水泥稳定碎石基层施工中，基层的施工质量与混合料中的含水率存在直接的关系，水泥稳定碎石混合料中含有石灰材料，石灰遇水会发生水化热反应，如混合料中水的用量过大，多余的水分就会消耗混合料中石灰，从而影响混合料的性能；如水的用量过少，则混合料的石灰就会消耗水分，导致混合料过于干燥难以摊铺。因此，为避免此类问题的发生，施工单位在施工中要做好混合料含水量的控制，每个阶段施工前后均要对混合料的含水量进行检测，必要时可采取措施进行处理，以保持混合料含水量保持在最佳含水量的范围内[8]。

2.3.3 裂缝控制

公路运营施工中经常会发生裂缝的问题，一部分的原因就是基层裂缝反射至面层而形成的裂缝现象。其原因包括混合料配比不合理、含水量不合理、碾压问题、养护问题等。因此，施工单位应做好混合料水泥含量、含水量的控制工作，严格把控水稳基层的碾压过程，确保碾压速度与遍数，碾压结束后应及时开展养护作业，养护期间不得允许车辆通行，待养护结束后及时开展面层施工。