抗裂型水稳基层双层连铺施工技术应用研究

2024-07-07尹茂旭

大众科学 2024年3期

尹茂旭

摘要：为解决半刚性基层带来的路面裂缝问题，以某高速公路工程为例，对抗裂型水稳基层双层连铺施工技术进行了深入研究。首先，针对抗裂型水稳碎石混合料进行了配合比设计，然后在此基础上，对双层连铺施工工艺进行了研究，系统总结了各施工环节的关键技术要点和质量控制措施，最后对其工程应用效果进行了分析与评价。研究结果表明：采用双层连铺技术进行施工的抗裂型水稳基层，经检测其平整度、压实度、强度均满足规范要求，且道路运营半年后，路面未产生明显裂缝，具有良好的工程应用效果。

关键词：抗裂型水稳碎石混合料双层连铺技术要点高速公路

中图分类号： TU753文献标识码： A文章编号： 1679-3567（2024）03-0029-04

Research on the Application of Double-Layer Continuous Paving Construction Technology for Crack-Resistant CementStabilized Bases

YIN Maoxu

Nanjing Public Engineering Construction Center， Nanjing， Jiangsu Province， 210019 China

Abstract： In order to solve the problem of pavement cracks caused by semi-rigid bases， this article takes a certain highway project as an example and conducts in-depth research on double-layer continuous paving construction technology for anti-crack cement-stabilized bases. Firstly， it designs the mix ratio of the crack-resistant cementstabilized crushed-stone mixture. Then， based on this， it studies the double-layer continuous paving construction process， and systematically summarizes the key technical points and quality control measures of each construction links. Finally， it analyzes and evaluates its engineering application effect. The research results show that the crackresistant cement-stabilized bases constructed by using double-layer continuous paving technology meet standard requirements in terms of flatness， compaction and strength after testing， and that after six months of road operation， there are no obvious cracks on the road surface， indicating good engineering application effects.

Key Words： Anti-cracking cement-stabilized crushed-stone mixture； Double-layer continuous paving； Technical point； Expressway

水泥稳定碎石基层由于其承载力高、板体性强、造价低等优点，已广泛应用于我国高等级公路的道路结构层中。然而，裂缝问题成为了当前半刚性基层路面的一大质量通病，严重影响了道路的使用性能和寿命。针对这一问题，已有相关学者做了大量研究，提出了抗裂型水泥稳定碎石的制备方法与施工工艺。同时，水稳基层双层连铺施工技术作为一种新型施工工艺，因其施工速度快、基层整体强度高、后期路面裂缝少等优势，也已开始大规模应用。因此，本文旨在深入研究抗裂型水稳基层双层连铺施工技术的应用，揭示该技术在减少路面裂缝方面的实际应用效果，并为其进一步推广和应用提供科学依据。

1 工程概况

某高速公路工程为双向6车道，其路面结构组成形式见表1。本工程选取桩号K3+000～K3+500施工段落作为试验段，采用双层连铺技术进行水稳基层的施工。

2 抗裂型水稳碎石的特点

抗裂型水稳碎石与传统水稳碎石相比，主要有以下特点。

（1）成型试件方式不同。抗裂型水稳碎石通过采用振动压实法成型试件，在此基础上确定最佳含水率和最大干密度等指标[1]。（2）粗骨料含量更多，级配相对更粗，能形成十分密实的结构。（3）水泥用量较少，因此可以减少基层后期干缩、温缩裂缝的产生。（4）振动击实作用下使混合料形成骨架密实结构，后期强度主要依靠骨架强度。因此，抗裂型水稳碎石虽水泥剂量较低，但强度更高。（5）4.75～19 mm范围内粗集料占比较大，且级配更加合理，能有效减少控制混合料离析现象。（6）振动压实作用下的抗裂型水稳碎石基层强度增长更快。

3 水稳基层双层连铺技术概述

3.1 技术原理

不同于传统单层摊铺施工需要待下基层施工结束后养生7 d并经质量检测合格后，方可开始上基层的施工，双层连铺施工工艺流程为：在下基层摊铺碾压施工一定长度后，紧接着开始上基层的摊铺工作。在完成两层摊铺碾压施工后，进行洒水养生7 d，然后上、下基层一同钻芯取样，并进行质量检测[2]。

3.2 技术优势

（1）相较于传统单层摊铺施工方式，双层连铺可以缩短约一半工期，提升水稳基层摊铺施工效率，适用于施工工期较紧的情况。（2）双层连铺施工可以节约养护、清理、施工机械设备费用以及相应的人力成本，产生了良好的经济效益。（3）双层连铺由于节省了下基层养生时间，可以及时覆盖下基层，及时控制了水分散失，因此有效控制了干缩裂缝的产生，可以减少沥青路面运营后期反射裂缝的出现。（4）双层连铺可以增强上下基层之间的粘结性能，使得上下基层成为一个整体，提高了基层的整体强度。

4 抗裂型水稳碎石混合料配合比设计

4.1 原材料选择

4.1.1 水泥

结合双层连铺施工要求以及抗裂型水稳基层相关技术标准，本项目选择缓凝型普通硅酸盐水泥（P.O 42.5），其初凝时间为340 min，终凝时间为424 min，经检测其各项指标均能满足规范要求。

4.1.2 集料

本项目选择19～31.5 mm、9.5～19 mm、4.75～9.5 mm、2.36～4.75 mm、0～2.36 mm五档集料，其各项指标均满足水稳基层集料使用要求。

4.1.3 水

选用纯净、无杂质、无毒无害的普通饮用水。

4.2 配合比设计

4.2.1 级配设计

抗裂型水泥稳定碎石基层配合比设计的关键在于满足强度的前提下，尽量控制水泥用量，从而避免基层后期干缩、温缩裂缝的产生。与此同时，还应控制细集料用量。本项目通过振动击实试验和无侧限抗压强度试验，最终确定各档集料的掺配比例为19～31.5 mm∶9.5～19 mm∶4.75～9.5 mm∶2.36～4.75 mm∶0～2.36 m=25∶30∶20∶8∶17。

4.2.2 水泥剂量与最佳含水率确定

为模拟抗裂型水稳基层施工现场真实碾压工况，本项目采用振动击实法成型试件。选取3.5%、4%、4.5%、5%4种水泥剂量制备抗裂型水稳碎石混合料试件，然后检测其最佳含水率、最大干密度以及无侧限抗压强度，最终根据试验结果确定抗裂型水泥稳定碎石的最优水泥剂量为4.0%，最佳含水率为4.1%。

5 抗裂型水稳基层双层连铺施工技术要点分析

5.1 施工准备

（1）应严格控制原材料质量。选择有资质的水泥生产厂家，在进场前对水泥质量进行检查，保证水泥质量合格，初凝时间应≥4 h、终凝时间宜为6～10 h。集料生产应采用反击破碎工艺，确保集料粒径及各项性能符合规范以及施工要求。同时应严格控制筛孔0.075 mm通过率，尽量减少集料中的黏土含量。对所有检测不达标的产品予以清退，不得投入使用。

（2）在下基层摊铺前，应对底基层质量进行验收。完成验收后，对底基层进行彻底的清理和处理，确保其平整、洁净。如果存在其他杂物，应予以清除。清扫完毕后，对其表面进行洒水湿润。

（3）为保证抗裂型水稳基层双层连铺施工连续性，应根据工程实际情况以及周边交通运输状况，配备好摊铺机、压路机等施工机械设备，并做好调度工作。本工程具体施工机械配置如表2所示。

5.2 混合料拌合

（1）正式拌合前，需要提前调试拌合设备，以确保施工过程中材料的质量和稳定性。此外，在正式拌合前还需检测原材料含水率。（2）在高温季节，为保证抗裂型水稳碎石混合料碾压时处于最佳含水率，考虑到运输过程中的水分蒸发等因素，因此在拌合时，混合料的实际含水率应比最佳含水率略高 0.5%～1.0%。（3）在拌合过程中应安排专人时刻检查混合料拌合均匀性，不得出现粗、细集料离析的情况[3-4]。

5.3 混合料摊铺

上基层摊铺前，应在下基层表面均匀喷洒水泥净浆，喷洒量宜为1.0～1.5 kg/m3，以保证两层之间的黏结力，提高水稳基层整体结构强度。摊铺机应安装反向螺旋叶片，以控制摊铺过程中离析现象的产生。下基层碾压40 m后，立即进行检测。检测合格后进行上基层的摊铺，上基层摊铺应在下基层混合料初凝前进行。

5.4 混合料碾压

（1）碾压施工应遵循“先轻后重、先静后振、先慢后快、由低到高”的原则。

（2）下基层碾压施工应采用22 t单钢轮振动压路机，碾压遍数≥6遍。同时，取消双钢轮压路机静压收光，保证下基层表面仍保留一定的构造深度。

（3）根据试铺段施工效果，得到上基层的最佳碾压组合方式如表3所示。

（4）如因天气问题导致水分散失快，应采用雾状喷洒的方式及时进行补充洒水，保持基层表面湿润，但不可采用浇水的方式。

（5）在上基层完成终压工作后，应立即对其平整度进行检测，平整度较差位置处需进行补压。

5.5 施工缝处理

水稳基层双层连铺施工不可避免地会存在横向接缝，因此需重视接缝处理工作。在开始下一个路段的下基层摊铺工作前，需对接缝处平整度进行检测，将不合格部位沿垂直道路中心线方向切除，然后涂抹黏层油，再呈八字形骑缝碾压。

5.6 养生与交通管制

在完成抗裂型水稳基层施工后，需要立即进行覆盖养护，可使用湿麻布、塑料薄膜等，同时，还应通过经常性地洒水保持水稳基层的湿润状态，目的是防止水稳基层过早干燥，以促进水泥的充分水化和硬化。养生时间通常为7 d。养生期间需避免人员和车辆的重压，以免对水稳基层造成损伤。在养生过程中，需根据气温、湿度和施工现场的实际情况对洒水量进行调整，以确保养护效果良好[5]。