公路施工中水泥稳定碎石基层施工技术研究

2023-06-28周国平

运输经理世界 2023年9期

周国平

（山西交通建设监理咨询集团有限公司，山西太原 030006）

0 引言

市政道路作为重要的基础设施，其施工质量直接关系着公众的出行质量，也影响着社会经济发展。因此，公路施工单位应不断提高施工技术，实现公路工程项目高效、优质建设。水泥稳定碎石基层技术是公路工程项目中常用的施工技术，需要不断加强对该技术的研究，提高施工水平，推动公路工程建设稳健发展，为城乡快速发展奠定坚实基础。

1 水泥稳定碎石基层施工技术的优点

水泥稳定碎石基层施工技术主要有以下优点：

第一，强度高。在水泥稳定碎石基层施工中，为确保混合料的强度达到6MPa 及以上，需要严格控制水泥使用量（以≤6%为宜），如此便能有效提高整个基层的强度。

第二，水稳定性好。水泥稳定碎石基层水化成型之后，具备极强的耐水侵蚀性，所以水稳定性好。

第三，施工操作简便。水泥稳定碎石混合料拌制工作比较简便，且水泥及水的用量控制也比较容易。

第四，抗疲劳性强。因水泥稳定碎石基层的工后强度比较高，故其结构也更加稳定、持久，因此水泥稳定碎石基层的抗疲劳性较强，有利于延长公路的使用年限。

2 工程概况

顺义区木孙路（山丁路—麻张路段）道路工程位于下顺义区北部和东部的浅山区，贯穿四镇，是顺义区东北部浅山五镇的联络线，也是顺义区路网主骨架系统的组成部分，与通怀路、昌金路、顺平路、顺平南线等骨架道路衔接。该标段为第3 标段（K22+000—K26+000），结合路面设计理论，以及对工程所在地类似道路病害的调查发现，该地区的公路路面易出现龟裂、剥落、沉陷等病害。同时，分析、预测未来的交通量，综合各类因素设计路段施工方案，最终经多方论证，拟采用水泥稳定碎石基层。

3 水泥稳定碎石基层施工技术要点

3.1 施工材料的选择和控制

水泥稳定碎石施工材料主要包括水泥和集料。在水泥的选择上：按照该工程的合同设计标准，该标段不宜选择高强度水泥，故选用32.5（R）普通硅酸盐水泥；不能使用不合格或受潮变质硬化的水泥；需要控制好水泥的凝结时间，初凝时间一般要大于4h，终凝时间要大于6h。在集料的选择上：要选择不含泥沙等杂质的干净的碎石；具有一定的级配，其最大粒径及级配通过试验确定；确保碎石的压碎值小于30%；对于集料中不大于0.6mm 的颗粒，还需要做液限和塑性指数试验（要求液限大于28%，塑性指数大于6）[1]。该工程采用流水作业法，提前与料厂沟通，保证水泥稳定碎石摊铺的连续性，保证从出厂到碾压成型控制在2～3h 内完成，并短于水泥的初凝时间。在摊铺前和碾压前分别进行水稳碎石含水量检测。根据以往的施工经验，机铺水泥稳定碎石碾压时含水量可略高于最佳含水量，施工时可根据实际情况科学调整。

3.2 施工放样

工程开始前必须严格按照施工设计做好测量放样工作，明确水平、垂直和中心基准线。第一，水平测量。对水泥碎石稳定层边缘的宽度及高度进行清楚标识，同时，在放样作业中，要由专业人员对水准点和导线点进行复测，控制好基准钢丝绳的垂度，控制线钢丝拉力（必须大于800N）。该工程中第三标段测量主线采用的主要技术指标见表1。

表1 第三标段测量主线采用的主要技术指标

第二，对地基基础标高、宽度、平整度等进行检测，确保其符合要求。同时要做好压实度检测，如果压实度不合格要及时处理，处理完成后，需要对基面进行清洁，并做好洒水保湿。

要注意的是，在摊铺前需做好测量准备。放线作业的关键环节是桩位置的确定，相邻桩间距和曲线间隔分别为10m 和5m，结合标高和前期试验路段的松铺厚度数据等进行试摊铺，同时根据确定的参数来进行摊铺及水平传感导线的设置，方向导线在设置完成后需要用白灰标记。作业人员在每次作业前都要检查导线和指示桩，切实保证作业精度。

3.3 混合料的拌和与运输

在混合料的拌和作业中，为确保基层摊铺作业顺利、连续完成，该工程采用工厂集中拌和的方式进行混合料拌和。同时，要确保拌和站的拌和能力不低于500t/h。在混合料拌和过程中，要精确计算每个环节的原料用量，如精确计量每次向拌和设备中投入的原材料。加入设计好用量的各类原材料后，要保证混合料拌和时间充分，并将混合料均匀分布于碎石集料中。确保水泥稳定碎石混合料拌和完毕且合格后，才能出料。出料时要将拌和机内死角或黏结在内壁的混合料充分排出，避免影响后续混合料的级配和含水量[2]。

进行水稳碎石混合料装料前，应清理车厢内壁，将黏结在车厢内壁的混合料铲除。此外，为避免粗细集料离析，应当尽可能分多次进行混合料装车。装车完毕后，需要对车厢顶部区域加以覆盖，特别是在高温时期，水分散失迅速，若未进行覆盖保护导致混合料水分散失严重，会影响后续摊铺及碾压施工。

3.4 下承层施工要点

下承层施工中需要重点控制基层厚度、平整度、压实度高程等指标，具体施工要点如下：第一，高程的确定是下承层施工技术的重要控制指标。在施工建设中，最大偏差不能够超过10mm，如果超过或低于设计高程，需要分别采取相应的处理措施。若超出高度大于5mm，需要及时凿除；若低于设计高程10mm，则需要选择合适的材料进行封堵填补，以保证混凝土板的厚度达标。第二，必须将下承层中的所有杂物、碎石等清理干净并进行湿润处理，在清理干净且湿润度达标的前提下才可进行摊铺作业。第三，完工后需要依据《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034—2000）进行质量验收，经验收符合质量标准后方可开展后续施工，否则需要及时整改，直至验收合格。

3.5 混合料摊铺

开展摊铺作业前需确保下承层的湿润度达到相应的要求，如果深度较低则需要适当洒水。进行摊铺作业时，需要结合松铺厚度对熨平板的高度进行合理调整，还要在熨平板下方设置木垫板，木垫板的宽、长分别为20cm 和60cm，在垫板时要做好测量控制，由于施工过程中熨平板会嵌入木板内，所以木板的厚度应超过松铺厚度约1cm。在摊铺的初始阶段，需要关闭自动找平系统，在摊铺速度保持稳定后再开启。

水稳混合料摊铺施工中可以采用两台摊铺机连续作业，前后摊铺机的重叠宽度在20cm 左右，速度为1.5m/min，摊铺过程中需要通过人工方式修整中缝。此外，螺旋布料机送料时，必须对其料位进行有效控制，避免其位置过高而影响作业效果。将橡胶板（或铁链）及螺旋叶片安装在摊铺机螺旋布料仓前时，应防止末端粗骨料聚集成窝，出现离析现象。在摊铺时还要时时检查混合料的状态，如果存在窝料或离析等情况，需要及时处理，避免因混合料质量问题而影响摊铺质量。摊铺机厚度的调整需要建立在综合测量的基础上，通过对不同区域的测量来评估摊铺的厚度，如果厚度过厚，需要进行调整，以切实保证整个摊铺面的平整度。调整后，摊铺机需要重新作业3～5m，之后重新测量摊铺厚度，检验是否符合技术要求。

3.6 混合料碾压

该工程碾压施工中所用的压路机类型有胶轮压路机、振动压路机以及三钢轮压路机。碾压施工需要沿边缘向中间开展，重叠宽度为30cm，初始和中间的碾压速度需要分别控制为2km/h 和3km/h。第一，初压。该环节主要采用振动压路机，碾压速度不超过2km/h，先静压后挂振碾压。完成碾压后，需要及时测量平整度，如果存在凹凸不平现象，需要及时返工修整。第二，复压。振动压路机碾压2 遍，速度控制为3km/h。第三，终压。三钢轮压路机碾压1 遍，胶轮压路机碾压2 遍，在轮迹印消除后即可停止施工，碾压速度不超过3km/h。在碾压过程中，需要安排质检人员对碾压的密实度进行实时检测，密实度必须超过98%，如果在检测过程中发现部分区域未达到该标准，则必须追加碾压。

在碾压过程中需要注意：直线段的碾压需要由两边向中间进行；曲线段则需要沿路侧边向外展开作业。碾压施工中，后轮重叠宽需要达到轮廓的1/2，且必须大于接缝处[3]。在碾压施工期间，必须有效控制压路机的速度，避免紧急刹车等情况。同时，在碾压过程中必须保证碎石表面有足够的湿润度，如果外界温度较高，施工期间需要随时补水。此外，对于机械无法碾压的区域，需要采用人工手持振动夯板进行作业。

3.7 接缝处理

接缝分为横接缝和纵接缝，不过在设计时应尽量避免纵向接缝。在摊铺过程中，前后两台摊铺机作业时需要间隔5～10m，同时进行碾压作业，摊铺过程需尽可能保持连续，如果作业中断时间大于2h，则需要设置横向接缝。具体处理方法：将摊铺机下方未压实的混合料清理干净，然后把碾压密实的末端区域开挖成整齐垂直的断面，之后以该断面为基础重新进行混合料摊铺。

3.8 养生

碾压完成且经仪器检测各项指标都符合技术标准后，需要迅速对完成碾压的路段进行养生。具体需要采用洒水并覆盖土工布的方式对碎石基层进行养生，养生时间需要超过一周，还要通过钻芯法对基层质量进行检测，以确定是否需要继续养生。用于覆盖碎石基层的土工布需要具有一定的透水性能，这样才可以使水渗入基层，起到保湿的作用。在洒水过程中需要做好洒水角度的控制，避免水流和基层表面产生直接接触，损坏路面结构。同时，需要在养生期间做好施工区的通行控制，除了施工车辆外的所有车辆都禁止通行。只有在养护完成且水泥稳定碎石基层达到相应强度要求后，才可开放交通，并且，通行车辆的车速最大不能超过30km/h，履带车则严禁通行。此外，开展沥青碎石透层展开前必须对松动的混合料及表面杂质进行清理，完成养护后需及时进行后续工序的开展。

3.9 质量检验

质量验收贯穿水泥稳定碎石层施工全程，主要包括前场检验和后场检测[4]。前场检验主要是针对平整度、高程、压实度弯沉等指标的检测；后场检测则是对混合料性能、无侧限抗压试验等指标的检测。弯沉试验需要在养生7 天后进行，如果经检测不达标，需要及时返工处理。如果在施工中需要采用钻芯法进行检测，钻芯法完成后需要采用同配比材料对取芯位置进行修补，以免影响高速公路施工质量。