大厚度水泥穩定碎石基層全幅施工的機理和施工工藝

劉毅

1 大厚度水泥穩定碎石基層優勢及問題

使用水泥穩定碎石基層來建設我國高等級公路基層較別的種類基層有以下優點：①由于水泥穩定碎石基層整體性好、硬度大、承載力強、荷載擴散性好，這樣即使車輛荷載較重也不會造成路面結構強度不足被破壞變形。②水泥穩定碎石材料擁有較高的抗壓回彈模量，有較強的剛度，負載車輛行駛在路上產生很小的拉應力，能很好地減少損害路面，從而使路面可以延長使用。

根據我國基本國情情況以及水泥穩定碎石基層擁有的優勢，在未來的一段時間，具備半剛性性能的水泥穩定碎石依舊是基層的主要類型[2]。可是通過最近幾年的使用情況發現，在使用水泥穩定碎石基層瀝青路面時產生很多狀況，主要有以下幾方面：①路面結構損害。通過調查我國已使用的高等級水泥穩定碎石基層瀝青路面，發現主要結構損害就是裂縫。主要是因為水泥穩定碎石材料具有溫縮、干縮兩大特點。由于水泥穩定碎石材料在溫度的作用下體積收縮而形成裂縫，又在環境變化和車輛荷載影響下使基層形成的裂縫延伸，導致路面裂開。在遇到下雨天時，雨水就會流入路面內部結構，時間一長，水分不能蒸發，荷載車輛使路面形成動水壓力沖刷基層導致面層底下產生空層，使基層和面層粘連不牢，路面網裂產生。經過對有裂縫路面進行實驗得知該路的彈性模量顯著變小，從而使整個路面降低了結構承載性能，時間一長就破壞了路面的整體結構。②動工技巧使基層之間粘連不牢。由于車輛荷載逐漸加大，對道路承載要求也在不斷提升，高等級公路水泥穩定碎石基層也在持續加厚，通常厚度＞20cm，根據規定厚度在20cm以上要分層開工。這種分層動工壓實養生基層導致層間粘連處出現薄弱面。此問題主要從材料和施工工藝兩方面研究解決。當前較多是對組成材料進行研究，而施工工藝情況的研究并沒有被看重。文章對此進行簡單論述。

2 工程實況

通過對某市某段高級公路的鋪筑試驗來驗證水泥穩定碎石基層進行分層持續鋪筑技巧運用情況。試驗段設置起止樁號是K12+380～K13+280，用40cm水泥穩定碎石材料鋪筑基層。

2.1 工程設計

通過動工現場取料，按原計劃要求的實驗，結合經濟與設計強度選取3.5%、4.0%、4.5%的水泥含量對混合料進行7d無側限抗壓強度測試[1]。

根據試驗結果可知，以該路的等級，選用4.0%、4.5%的水泥用量都可以滿足設計中要求的計劃強度。最后選擇能同時滿足設計和經濟的3.8%的水泥用量。

2.2 施工流程

大厚度水泥穩定碎石基層分層連續攤鋪施工技術施工流程如下：動工前期準備→底基層清除→高程勘測，掛好鋼絲繩→拌合站拌和混合料→裝載機就位→混合料運輸→裝載機攤鋪下基層→下基層攤鋪100m后，攤鋪機就位→碾壓，壓實度達到93～95%，選取凸塊壓路機實施碾壓→高程勘測，放置鋼絲繩→上基層攤鋪碾壓→壓實度測試符合→養生。

根據當前水泥穩定碎石基層每層之間粘連不好，而且我國之前在大厚度水泥穩定碎石基層建設進行壓實時，其基層下面往往壓實不夠和不夠均勻的提前下，對該實驗路段大厚度水泥穩定碎石基層各層實施持續攤鋪技能時做出改革。①不再使用攤鋪機而是運用裝載機或者挖掘機建設基層，再加以人為整平，確保下基層具有良好的平整度。②建設完成水泥穩定碎石下基層后在進行壓實下基層材料，保證下基層在建設上基層前壓實度有95%左右。

2.3 效果檢測

2.3.1 壓實度檢測

為使基層壓實度符合標準，以及檢驗分層連續攤鋪技能計劃能使用，進行了針對試驗段動工現場檢驗壓實度。用灌砂法檢驗得知：①下基層最后的壓實度；②實施壓實的上基層；③完成所有基層壓實以后下基層具有的壓實度。

檢驗后，下基層最后的壓實度有95%左右，而上基層完成后，檢測到下基層具有的壓實度又有提高，都符合要求標準，以及上下基層具有均勻的壓實度。

2.3.2 平整度檢測

文章探討的水泥穩定碎石基層分層連續攤鋪重點可解決動工期間基層層間粘連不牢的問題。因此還要在試驗段建設期間，壓實完成的水泥沒干時，人工挖試坑來了解基層之間的粘結狀況。

3 大厚度水泥穩定碎石基層施工工藝

大厚度水泥穩定碎石基層分層持續建設關鍵在于不需要專門的壓路機和大厚度攤鋪機，而是運用現場動工配置的機械來進行基層分層壓實養生導致的層間粘結工作。該技術的重點是：①水泥穩定碎石基層建設下層攤鋪混合料。運用分層連續攤鋪方法下基層壓實完后接著就是鋪筑上基層，這時由于下基層沒完全變硬，變形調和性較好，而鋪筑下基層鋪筑時要求平整度較松，所以這時使用推土機或平地機等就可以滿足下基層攤鋪。②把控下基層最后的壓實度。鋪完下基層后壓實，在壓實度有93～95%后就能鋪上基層，而且壓實上基層時還可以再次對下基層壓實，使下基層最后具有的壓實度達標。③壓實下基層后如何處置其表面。為使上下基層之間粘結度強，完成壓實下基層后選擇凸塊壓路機進行碾壓，把表面再粗糙處置，使上下基層在坑槽位置鑲嵌連接，上下基層層間形成更強粘結[2]。

4 施工機械設備的配置

由于現在我國大厚度水泥穩定碎石基層動工工藝仍舊實行一次性整體基層壓實，而且用這種辦法的要求嚴格，不方便廣泛應用。而文章對于大厚度水泥穩定碎石基層分層連續攤鋪動工辦法要求簡單推廣應用也很方便。在分層連續攤鋪一體型大厚度的水泥穩定碎石基層時準備以下的動工裝備：

4.1 攤鋪設備

①裝載機、挖掘機。選擇分層連續攤鋪動工方法下基層攤鋪時，由于下基層的平整度要求不高，可以運用能鋪筑的施工機械例如裝載機、平地機、挖掘機、推土機，根據著幾種機械特點優先運用挖掘機、裝載機進行下基層鋪筑。②攤鋪機。基層頂面要求的平整度較高，要求使用攤鋪機施工，攤鋪機較常用沒有特別要求，實驗段運用的是徐工RP952攤鋪機。

4.2 壓實設備

①光輪振動壓路機。使用該機進行壓實上基層，同時保證基層表面平整。②凸塊振動壓路機。該機是進行壓實下基層，壓實時形成均勻凹槽于下基層使上下基層層間的粘結更牢固，避免層間離開與錯位。③輪胎壓路機。由于進行上基層壓時，強力振動壓實造成部分表面集料破碎，此時運用該機壓實，還要與瀝青面層配置設備一致。

5 結束語

綜上所述，文章經過試驗研究，在以前的施工基礎上進一步了解了大厚度水泥穩定碎石基層分層連續動工重點技術和工程機械的配置，以及進行試驗段攤鋪和檢測，在連續攤鋪期間選擇凸快壓路機進行下基層碾壓來增加上下基層之間的粘結，為后期大厚度水泥穩定碎石基層全幅施工提供理論依據。

[1]王軍.厚層水泥穩定碎石基層分層連續施工技術研究[D].西安：長安大學，2015.

[2]黃中文.水泥穩定碎石基層壓實標準及大厚度壓實技術研究[D].西安：長安大學，2008.