雙層聯鋪基層加強層間結合提升結構強度

邢 志 剛

(山西省古交公路管理段,山西 古交 030200)

0 引言

在進行水穩碎石基層的施工過程中，通常所采用的施工工序是：首先進行下基層的鋪設施工作業，在下基層的鋪設施工完成之后，先要完成7 d的養生，等到養生工作完成以后，還需要對基層開展強度檢測工作，若是檢測結果達到了相應的標準以及設計要求，才能夠開展上基層的施工作業。采用此種工藝進行施工的過程中，上下基層之間的聯結性能相對較差，而且極易導致上下基層之間出現分離問題，同時在具體施工過程中由于工序較多且施工周期較長，使得整個工程的成本投入增加。

水穩碎石基層聯鋪工藝能夠顯著改善基層結構的聯結性能，確保施工效率得以進一步提升，使得半剛性基層擁有更為優良的路用性能。采用水穩碎石基層聯鋪工藝，能夠有效避免傳統鋪設工藝存在的養生耗時長、施工效率低、上下基層之間聯結性能差以及夾層等問題，確保水穩碎石基層結構的施工質量，具有非常高的推廣應用價值。

1 工程概況

古交市濱河北路路面改造工程的建設總長度4 km，公路的路基寬度為15 m，路面的寬度為12 m。公路的面層結構為瀝青混凝土面層結構，基層結構為水穩碎石結構，公路起點區域5 km左右水穩碎石基層結構的設計厚度值為40 cm。依照以往所采用的施工方法，在進行40 cm水穩碎石基層施工過程中，是將水穩碎石基層施工分成上下兩層進行施工，在下層結構鋪設完成并壓實處理之后，進行7 d的養生處理，等到下層基層結構強度符合標準以及設計要求之后，再進行上層結構的鋪設施工。采用此種施工工藝極易導致上下基層之間聯結性能變差，而且也無法確保項目建設在規定的期限內完工。

結合公路工程建設的實際情況，提出了進行水穩碎石基層鋪設施工過程中，采用“雙層聯鋪、分層壓實以及一次成型”的施工工藝。

2 水穩碎石基層混合料配合比設計

2.1 原材料

2.1.1水泥材料

在水穩碎石基層之中，水泥作為結合材料，其自身質量對于整個基層的質量會產生極大影響。實際施工過程中要求采用水化熱相對低，而且具有優良體積穩定性的水泥。因為在水穩碎石基層雙層同時施工過程中，下層混合料拌和作業直到上層混合料施工完成之間要經過相對長的時間，所以，要求所選用的水泥初凝時間以及終凝時間均相對較長，此次施工過程中所采用的水泥為嵐縣金隅水泥有限公司所生產的強度等級為礦渣32.5的緩凝型水泥。

2.1.2碎石材料

在水穩碎石基層結構之中，結構的強度很大程度上依賴于碎石自身強度以及碎石之間相互擠鎖作用而產生。所使用的碎石材料首先應當確保能夠符合《公路路面基層施工技術規范》之中有關碎石材料的標準要求。并且，為了確保施工過程中粗集料自身級配能夠得到有效控制，將集料按照不同的粒徑范圍劃分成4個等級，保證集料的最大粒徑值不超過31.5 mm。另外，結合以往的施工經驗，要求粗集料之中的針片狀含量應當控制在15%之內，集料的含泥量應當小于3%。

2.2 配合比設計

2.2.1集料的級配設計

在水穩碎石層施工中所使用的碎石材料，不僅要滿足標準與規范要求，同時也要求碎石的級配良好，確保集料之間能夠更加緊密的進行排列，骨料之間的孔隙率進一步降低，從而確保水穩碎石層擁有更優良的膠結性能，進一步提升結構的強度以及穩定性。通過實踐得出，在使用相同數量的水泥材料情況下，若是碎石材料的級配更加良好，則水穩碎石基層結構的耐久性以及強度均能夠得以提升。要想保證水穩碎石基層所使用的混合材料擁有更為優良的抗裂性能，避免在施工過程中出現離析問題，在進行級配設計過程中，級配曲線應當按照正“S”進行調整，同時粒徑為4.75 mm,2.36 mm以及0.075 mm的碎石材料通過量應當盡可能的接近下限值。通過以往施工得出的研究結果，得出水穩碎石混合料的級配范圍如表1所示。

表1 水穩碎石混合料的級配范圍

2.2.2混合料配合比確定

在設計好粗集料的級配之后，應當進一步的確定水泥摻合數量。首先將不同粒徑的集料依照設定比例進行拌和之后，選取水泥摻合比例為3%,4%以及5%水平進行實驗。利用重型擊實試驗、無側限抗壓試驗，進一步的確定混合料含水量、干密度以及7 d抗壓強度。具體試驗數據如表2所示。

依照上述所得的試驗數據，在符合強度要求(≥3.5 MPa)的條件情況下，根據現場施工實際的質量控制情況，在實際施工過程中所選用的水泥材料摻合比例為4%。

表2 混合料試驗數據

3 施工工藝以及質量控制

3.1 水穩碎石基層鋪攤準備

在進行鋪攤作業之前，應當首先把下承層結構徹底的清除干凈，并且進行潤濕處理，若是條件允許最好選擇采用具備噴霧功能的灑水車輛進行灑水潤濕操作，同時確保施工所使用的各項材料以及器械等均事先準備好。此區域之中所鋪設的水穩碎石基層結構總的厚度值為40 cm，結合實際測量的鋪設系數，確定下層施工時松鋪厚度為25 cm，上層施工時松鋪厚度為22 cm，上下兩層施工作業屬于連續施工，只有確保兩層施工間隔時間越短，才可以保證兩層之間的聯結性能更加優良。

3.2 混合材料的拌和以及裝車

1)在混合料進行拌和之前，要確保原材料的充足性，要求備料倉之中所儲存材料應當可以提供鋪攤施工10個工作日左右所用的材料數量。

2)使用裝載機進行送料的過程中，為了確保集料粒徑的均勻性，要求從中間部位裝料，在料堆的底部位置處會聚集相對多的粗集料，此時應當事先進行摻拌之后才可以進行上料操作。

3)在混合料進行拌和的過程中，要求配備專門的技術人員對拌和過程中使用的水泥數量、含水量以及集料的配合比等進行實時監控，若是存在異常則應即刻進行調整。尤其應當關注在進行下基層的鋪攤施工時，混合料的含水量應當稍微的較最佳含水量低一些，而進行上基層的鋪攤作業時，混合料的含水量應當稍微的較最佳含水量高一些。

4)在進行裝料作業過程中，要求運輸混合料的車輛需要進行前后移動，分3次完成整個裝料過程，應當采用前、后、中的裝料方式進行裝料，防止混合料出現離析問題。具體的裝車示意圖如圖1所示。

3.3 混合料的鋪攤與碾壓施工

下層水穩碎石基層在實際鋪設過程中，對于平整度的要求相對較低，可以利用推土機以及平地機等設備進行鋪攤作業。在下層水穩碎石基層的鋪攤作業完成80 m左右，便需要開展碾壓作業。當下層水穩碎石基層結構鋪設完成之后，需要即刻對壓實度進行檢測，而且還應當取料制作相應的試樣用以檢測強度。

在進行上層水穩碎石基層的鋪攤施工過程中，要求應當采用攤鋪機設備進行鋪設施工，從而保證基層的平整度能夠達到要求，并且確保橫坡坡度得以精準的控制。當下層水穩碎石基層結構壓實約50 m之后，便需要開展中邊線放線作業，同時還需要對掛線高程進程測量，從而確保上層水穩碎石基層支撐鋁合金方管擺放工作和掛線工作能夠及時的開展。

在壓實作業過程中，應當先借助于振動壓路機設備在不啟振的情況下靜壓一遍，當完成靜壓工作之后，再利用高頻低幅的振動方式進行振動碾壓處理兩遍，然后再采用低頻高幅的振動方式進行碾壓處理兩遍。要想確保上基層與下基層之間能夠實現更好的聯結效果，下基層進行壓實處理作業時應當確保其表面擁有一定的粗糙度。

3.4 養生

在碾壓作業完工同時檢測符合相關標準與設計要求之后，應當即刻的在其表面覆蓋上再生棉等材料，進行養生處理，不能夠隔天再進行養生處理。其表面覆蓋物應當事先進行處理，要確保覆蓋物能夠超過基層下邊緣位置10 cm左右，同時還應當灑水進行保濕。

4 結語

水穩碎石基層在公路工程建設過程中是非常重要的結構，同時也是基層最常使用的結構類型。若是基層的厚度相對較厚，一般都需要進行分層鋪攤施工，而這樣會使得上下基層之間聯結性能降低，通過應用雙層連攤一次鋪設工藝，不僅可以顯著的提升施工效率，更重要的是能夠增強上下基層的聯結性。對上述水穩碎石基層養生后進行鉆芯取樣，取芯樣的結構非常完整，上下層之間的聯結成了一個緊密的整體，確保了基層結構質量得以顯著提升。