大厚度宽幅水泥稳定碎石基层一次性施工技术

郑茂森

摘要 水泥稳定碎石具备良好的强度和刚度，并且其承载力非常高，施工成本低，优势显著，因此被广泛应用于道路工程。由于分层摊铺施工对水泥稳定碎石层的质量影响很大，所以文章针对大厚度宽幅水稳层一次性施工技术进行了研究和分析，阐述了该施工技术在实际应用过程中的不足之处，并根据实际问题提出了科学合理的建议，期望通过该次研究对提高我国道路施工水平与施工质量起到一定的促进作用。

关键词 大厚度；宽幅；水稳层；一次摊铺

中图分类号 U416.214文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）10-0147-03

0 引言

水稳层具有板体性好、施工方便、承载性能高等特点，在市场上已获得广泛应用[1]。水稳层在施工过程中通常采用分层摊铺方式来进行操作，该技术能够确保水稳层压实度，但因长期养护等原因，水稳层的整体性能无法得到良好保障[2]。水稳层一次摊铺成型施工技术因此而产生，与分层摊铺施工技术相比，一次性摊铺成型施工技术的施工效率更高，成型后的整体性更强，可以在一定程度上提升道路结构的整体性能，实现良好的经济效益[3]。但一次性摊铺成型施工技术摊铺的厚度较大，混合料易产生离析现象，且摊铺料的压实度难以控制[4]。因此，要保证一次性摊铺成型，需做好相关的基础管理工作。

1 工程概况

该文以湖北省谷竹高速公路建设项目为研究案例，该高速公路全长229.46 km。路面设计为双向四车道形式，路面的行车速度设计为80 km/h，路基的宽度设计为24.5 m。路面采用沥青混凝土，设计使用年限为15年。该项目中的施工内容主要涉及沥青混凝土面层施工、水泥混凝土路面施工、水泥稳定碎石基层、路肩回填土施工、路肩加固、排水工程、附属工作等。

2 施工方案

结合设计图纸，该项目中的水稳层厚度设计为28 cm，水稳料采用WCB600型稳定拌和设备进行拌制，配合比由试验室确定，待最佳配合比确定后批量生产。结合运输距离及施工效率，施工单位配备20辆自卸汽车运输混合料，单辆自卸汽车的运输能力为40 t。摊铺机选择使用DT1600型摊铺机，水稳层碾压作业：初压使用13 t的钢轮压路机；复压使用32 t的钢轮压路机、25 t的钢轮压路机；终压使用30 t的胶轮压路机。水稳层碾压密实以后，施工人员在其表面覆盖养生布进行洒水养护，养护时间暂定为7 d[5]。

3 施工准备

3.1 水泥稳定碎石配合比设计

为了确保水泥稳定碎石基层的质量符合实际要求，其配合比应有限地选择骨架密实型级配，结合项目的实际情况来看，由于基层的实际厚度偏大，导致原材料的级配不合理，可能会对后期的压实作业质量产生较大影响。碎石的粒径过大，会增加碾压作业的难度；相反，粒径很小，有可能造成水稳层裂缝。该项目中对水稳料配比中的各种集料质量都进行了严格检测，确保性能完全满足设计及规范要求。对比试验表明，水稳料中的水泥掺加量为5%，最大干密度为2.353 g/cm3，最佳含水量为5.4%。水稳层的强度偏差值为0.257，测试结果完全符合设计要求（大于4.0 MPa）。

（1）水泥：采购32.5级的缓凝水泥，经试验确定水泥的初凝、终凝时间分别为287 min、3 644 min，水泥的性能要求达标[6]。

（2）水：为了降低施工成本，就近使用潭口水库水源，水质达标。

（3）集料：集料的粒径不超过31.5 mm。集料的掺加比例如下：粒径为19～31.5 mm的集料掺加量为18%；粒径为9.5～19 mm的集料掺加量为35%；粒径为4.75～9.5 mm的集料掺加量为19%；粒径为0～4.75 mm的集料掺加量为28%；水泥的掺加量为4.3%～4.7%。

3.2 设备准备

项目管理人员综合考虑施工工期和施工内容等因素，配备相应施工设备，具体情况参照表1中信息。

3.3 技术准备

按照《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1—2004）的规定，底基层质量验收合格后方可开展基層施工。为了确保施工质量，选择具有代表性的地段作为试验段。组织施工班组进行图纸会审，编制科学的施工技术方案进行技术交底，并提前做好测量放线工作[7]。

施工单位应事先配备以下设备：WCB600型搅拌设备、20辆自卸汽车、1台DT1600型号的摊铺机、多台不同规格的压路机。拌制水稳料要按照试验室给出的混合料配合比进行操作。施工人员测量挂设基准控制钢丝。摊铺过程中施工人员需频繁地测量摊铺的厚度、宽度和平整度，并形成完整的记录，便于后期分析[8]。

4 施工技术

4.1 混合料组成

正式施工之前，试验室进行测定水稳料的最佳含水量，并结合含水量计算配合比。确定的配合比报告并送至搅拌站，搅拌站根据配合比报告控制各种集料的掺加量。为了保证施工质量，水泥及碎石经过性能检验合格后才能用于工程。此外，为了避免基层出现裂缝，在施工过程中主要注意3个方面。首先应严格控制水泥的掺加量，确保不低于标准值的0.5%。其次控制集料中含泥量。最后根据当天施工环境温度适当调节混合料中含水量，不得超过最佳含水量的0.5%～1%。

4.2 试铺路段的铺筑

进行水稳层摊铺前，对下承层的压实度、中线、高程等技术指标进行全面的检测和验收。水稳料的拌制严格按照试验室给出的配合比报告进行。使用WCB600搅拌设备拌制水稳料不仅要保证连续性，且每个搅拌仓都应配备振动装置，并对计量装置进行校正，以确保各种集料掺加量的精准度。水稳层的松铺厚度根据试验段的实际情况确定，综合采集数据显示，水稳层虚铺厚度大约为1.27左右，在实际施工过程中应将其设置为1.27。根据项目的实际情况确定正式施工的长度，以确保施工长度的合理性。综合试验段的实践结果显示，在8个小时内摊铺了3 177 t水稳料，摊铺长度为398 m，计算得出摊铺效率大约为50 m/h。若一天的施工时间设置为12 h，预计可摊铺长度为600 m。

4.3 施工工艺

4.3.1 测量放样

在进行放样测量时，使用全站仪进行测量，按照1个/10m的间距布设中桩和边桩。同时设置基准杆，基准杆的布设间距控制为10 m/根。模板的选择根据不同的模板采用高度为25 cm的槽钢，并使用斜向支撑与钢筋对模板进行加固。在布设基准钢丝时，保证钢丝处于拉紧状态。

4.3.2 混合料拌和

水泥混合料应遵循以下步骤：①检查集料的含水量，结合当天施工环境温度确定最佳配合比；②拌和水稳料之前对摊铺设备进行调试，确保设备能稳定工作。如集料含水量或级配方式有所变化则要重新进行设备调试。拌和过程中，对水稳料的技术参数检测，并按照1～2 min的时间间隔对拌和料进行合理调整。施工环境温度过高时可将当天高温时段及低温时段的水稳料含水量分别区分开来，适时进行调整，水稳料发生离析时将做废弃处理。最后，对于搅拌时产生的“料头、料尾”水稳料，应进行废弃处理。

4.3.3 混合料的运输

在搅拌混合料时，生产人员应定时检查搅拌质量，检查频率为1～2 h/次，检查内容包括水泥的掺加量、混合料的配比和用水量，并确保混合料搅拌均匀。一般情况下，水稳料的施工时间不宜超过2 h，如果实际施工时间过长，应向水稳料中掺加一定的缓凝剂。缓凝剂的具体掺加量可以根据项目情况通过试验来确定，以调节水泥硬化的时间，确保施工现场不会出现废料现象，避免施工单位增加施工成本。使用自卸汽车将水稳混合料运输至施工现场，并对车厢进行覆盖处理，避免水分过多损失。装车前指派专人检查车厢，确保混合料不受杂质污染，保证施工质量。在储料仓的预料高度低于料仓高度的三分之二时方可开始卸料，卸料时以水稳料不发生离析为标准。该工程需要配备20辆运输车，运输距离为400 m，施工人员可以根据现场具体情况合理配置运输车的数量。卸料时，自卸汽车倒行至摊铺机前侧30 cm部位，将挡位挂至空挡，并借助摊铺机的推动力向前移动，同时注意避免碰撞。

4.3.4 水泥稳定碎石底基层的摊铺

在进行水泥稳定碎石底基层的摊铺前要进行找平操作。摊铺机准备就位后根据虚铺厚度计算熨平板的高度，并使其与虚铺厚度保持协调。在摊铺作业开始时，将纵坡仪布设在基准钢丝上侧，启动控制电源。为了确保摊铺效率与生产效率相协调，摊铺机的移动速度在1.0～1.5 m/min左右为宜，保持摊铺作业的连续性。摊铺机最佳工作状态时进行作业，保证熨平板拼接严密，布料器处于高位，自动料位器处于开启状态，刮板的运行速度与布料器的转速保持协调。当摊铺机的摊铺速度达到2 m/min时，夯锤的振捣频率不得低于400 prm（7 Hz）。

4.3.5 混合料的碾压

施工需综合考虑水稳料的含水量来决定最佳碾压时间。拌和时可适当提高水稳料含水量，具体提高比例为0.5%～1%。碾压流程分为初压、复压、终压三个步骤。初压使用13 t的钢轮压路机进行一次静压，速度保持在1.5～1.8 km/h之间。复压先用32 t钢梁压路机进行振动碾压，再用25 t钢梁压路机进行复压，碾压合格标准为消除轮迹。终压使用30 t胶轮压路机进行碾压，速度保持在2.0～2.5 km/h之间，碾压次数为1～2遍。碾压过程中，先用静压，再用振动碾压，先用轻型压路机，再用重型压路机由低处向高处碾压，由两侧向中间碾压。高温天气时，可适当洒水，但不允许直接进行大规模洒水，以减少水分损失速度加快的影响。

4.3.6 施工缝接缝处理

施工任务完成后，将摊铺机驶离施工现场，并将摊铺段的末端开挖为一个斜向接缝断面。下一次施工前需要清理下承层，并使用小型夯实设备进行碾压处理，以确保下承层达到标准。作业段的终点尽可能布置在建筑物部位，降低横向接缝的数量。

4.3.7 养生与交通管制

水稳料碾压作业完成后立即在表面铺设土工布，并进行洒水养护。养生期一般为7 d，此期间施工单位要进行交通管制，禁止社会车辆和施工车辆进入，特殊情况下车辆驾驶速度限制在30 km/h以内。同时，在摊铺沿线要设置醒目的安全警示标识，并委派专人指挥社会车辆有序通行。

5 水泥稳定碎石基层原材料质量控制

5.1 碎石

该项目所用碎石为花岗岩，这种材质的碎石坚硬、棱角分明，碎石的粒径保持在4.75～31.5 mm之间。1#集料的粒径保持在19～31.5 mm之间，2#集料的粒径保持在9.5～19 mm之间，3#集料的粒径保持在4.75～9.5 mm之间，碎石的性能要求：压碎值为17.5%，针片状比例6.5%，表观密度为2.643 g/cm3，磨光值为43%。

5.2 石屑

石屑采用的是花岗岩，石屑为水稳料中的4#集料，石屑的粒径保持在0～4.75 mm，石屑的性能要求為：表观密度为2.615 g/cm3，砂当量为65%，液限为17%，≤0.075 mm颗粒含量为7%，塑性指数为5。

5.3 水泥

水泥选用32.5级硅酸盐水泥，因为水稳层的整体施工质量受水泥凝结时间的影响较大。该项目所用水泥的初凝和终凝时间分别为250 min和300 min。水泥的细度为1.3%，3 d抗压强度为17.2 MPa，7 d抗压强度为38.1 MPa。经过检测以后得出，该水泥的各项性能指标均达到了设计和规范的要求。

6 结语

现阶段我国的道路交通量不断扩大，在进一步扩大我国道路网络覆盖范围的同时，还要注意施工质量。面对日后的水稳层施工项目，如何保证施工技术具备合理性，是施工单位高度重视的问题之一。一次摊铺成型施工技术的出现，能够有效地提高高速公路施工效率及质量，降低后期路面出现质量缺陷的可能性。

参考文献

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[3]陈永胜. 水泥稳定碎石底基层离析成因及防治措施[J]. 交通世界， 2021（20）： 96-97.

[4]王福胜. 公路大厚度水泥稳定碎石基层施工技术[J]. 交通世界， 2022（7）： 134-136.

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[8]栗颖. 超厚宽幅水泥稳定碎石基层施工技术分析[J]. 交通世界， 2022（1）： 153-154.