水泥穩定碎石基層在二級公路施工中的應用

李忠明

(百色市公路管理處，廣西 百色 533000)

0 引言

基于交通事業的持續發展，以瀝青混凝土為面層的半剛性路面被廣泛地用于國內二級及以上公路(含高速公路)，半剛性基層的一種重要形式是水泥穩定碎石基層，由于其施工成本較低且可以獲得較好的路用性能，在道路建設中得到了廣泛應用，本文主要圍繞水泥穩定碎石基層施工展開具體分析。

1 廣西二級及以上高等級普通公路施工情況

近年來，廣西一直致力于全面構建公路網絡，加快國省干線改造和農村公路建設，根據廣西綜合交通運輸發展“十三五”規劃，其公路通車里程主要發展指標如表1所示。

表1 “十三五”時期廣西公路通車里程主要發展指標表

根據表1可知，廣西二級及以上高等級普通公路里程2015年已達12 226 km，至2020年預計達到17 000 km，是廣西公路網絡的中堅力量。本文以二級公路為研究對象，其是指設計速度在40～80 km/h(由于百色市位于云貴高原邊緣的崇山峻嶺中，山嶺重丘區二級公路工程量大，配套資金投入不足，部分可行性研究報告的批復仍采用40 km/h)、雙向行駛且無中央分隔帶的雙車道公路，根據《公路工程技術標準》，其能適應按各種車輛折合成中型載重汽車的遠景設計年限年平均晝夜交通量為3 000～7 500輛。

根據二級公路實際建設情況可知，其多數采用半剛性基層瀝青路面，半剛性基層的強度、平整度、抗疲勞性能等均較好，尤其是水泥穩定碎石結構憑借著材料采集容易、成本低廉等優點得到廣泛應用，本文即圍繞此展開具體論述。

2 水泥穩定碎石基層在二級公路施工中的應用

2.1 水泥穩定碎石基層組成結構

水泥穩定碎石是混合料，其原材料包括：水泥、集料、水等各材料組成。根據粗細集料粒徑的不同，會形成不同結構，相應的路用性能也有所差異。從相關總結分析可知，水泥穩定碎石材料結構主要分為三種：骨架密實、骨架空隙、懸浮密實，具體如圖1所示。

(a)懸浮密實結構；(b)骨架空隙結構；(c)骨架密實結構圖1 水泥穩定碎石混合料結構圖

骨架密實結構兼有骨架空隙結構和密實懸浮結構的優點，無論是密實度、強度，還是穩定性均表現較好，理論上在三種結構中其路用性能最優。

2.2 水泥穩定碎石基層施工工藝

水泥穩定碎石基層施工工藝分為路拌法、廠拌法兩種，但根據實際施工實驗證明，廠拌法施工質量易于保證，其施工流程為：拌合站設備、材料準備→參數設定拌合→運輸車接料→運至現場→攤鋪機開始攤鋪→碾壓→養生。具體施工技術要點可歸納為：

(1)攤鋪準備

在進行攤鋪施工前，將作業面清除干凈，灑水濕潤；攤鋪前做好測量放樣工作，根據松鋪厚度、攤鋪機傳感器位置設置好導向控制線。

(2)混合料拌合、運輸

在混合料拌合中，準確計量，嚴格按設計方案控制施工配合比，發現偏離應立即調整；混合料拌合完成后存于料倉，不宜直接卸入到運輸車輛內；根據運輸距離等合理確定運輸車數量，以滿足攤鋪作業不間斷為原則，要求運料車等攤鋪機，不能讓攤鋪機等料，裝料后運輸車上要加蓋篷布，以減少水分散失。

(3)混合料攤鋪

混合料攤鋪必須連續進行，嚴禁中斷，要求拌合機生產能力與攤鋪機相適應，不得出現停機待料的現象，攤鋪速度控制在1 m/min為宜；可采用2臺攤鋪機梯隊作業，要求2臺攤鋪機攤鋪速度、厚度、振動頻率等均一致，確保接縫平整。

(4)混合料碾壓

碾壓遵循試鋪路段確定的程序與工藝進行，緊跟攤鋪機碾壓，壓路機行駛速度第1～2遍控制在1.5～1.7 km/h，后續可控制在1.8～2.2 km/h；為保證路面平整度滿足要求，嚴禁壓路機在碾壓過程中調頭、急剎車。

(5)養生與交通管制

每一段碾壓完成后做好質量檢查工作，封閉養生。灑水養生時，采用噴霧式噴頭，根據氣候確定灑水次數，保證水泥穩定碎石基層表面濕潤。

3 實例探析

3.1 工程概況

本文以廣西百色市那坡縣至隆平至那桑公路工程為例，具體分析水泥穩定碎石基層施工情況。那坡縣至隆平至那桑工程為山嶺重丘區二級公路，根據目前廣西壯族自治區交通運輸廳對廣西路網項目路面結構的指導意見并考慮路面的安全儲備要求，依據交通量及其狀況和公路等級對路面強度的要求及有關的公路設計規范，結合沿線地形、水文、地質、氣候以及筑路材料的分布情況，遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于養護、節約投資的原則，本項目決定采用瀝青混凝土路面，具體路面結構如表2所示。

表2 瀝青混凝土路面結構表

3.2 水泥穩定碎石基層材料

水泥穩定碎石中集料級配采用《公路瀝青路面設計規范》(JTG D50-2006)表6.1.6-1的基層級配，壓碎值≤35%，壓實度≥98%，含水量不宜超過最佳含水量的1%。水泥穩定碎石7 d浸水抗壓強度R7=3.5 MPa。其中碎石的級配范圍參見《公路路面基層施工技術細則》(JTG-T-F20-2015)表4.5.4，如表3所示。

表3 水泥穩定碎石混合料中碎石級配范圍表

3.3 水泥穩定碎石基層施工

3.3.1 混合料配合比

各公路用水泥穩定類材科7 d齡期抗壓強度應符合《公路瀝青路面設計規范》(JTG D50-2006)表6.1.5的規定，本路段的水泥穩定碎石混合料配合比設計為：水泥劑量以水泥質量占全部粗細土顆粒干質量和的百分率表示，即水泥劑量=水的質量/干土質量，7 d齡期(6 d保溫保濕養生，1 d浸水)，抗壓強度≥3.0 MPa進行設計。但在施工時，由于受自然條件的影響，施工前，施工單位應根據自身的施工水平以及所選材料的情況，依據相關規范的要求，對所用材科按強度要求重新試驗以確定最終的施工配合比。

3.3.2 混合料拌合

采用集中廠拌法，并用攤鋪機進行攤鋪，為了確保水泥穩定碎石基層的質量，采取分層施工方法，每層20 cm，拌合時配料要準確，拌合要均勻，含水量宜略大于最佳含水量。

3.3.3 基層施工

(1)根據百色市氣溫、氣候情況，選擇在3～11月氣溫較高季節開展水泥穩定碎石基層施工，要求最低氣溫>5 ℃，若是遭遇雨天應停止施工。

(2)施工必須在經試驗確定的延遲時間內完成，并應通過施工工序的合理安排和作業段長度的合理劃分，有效控制整個施工時間，防止施工延時，確保工程質量滿足要求。

(3)攤鋪要連續、平整，嚴禁出現粗細集料離析的情況，全面消除粗集料“窩料”；如因故中斷時間超過2 h，應設置橫向接縫，攤鋪機應駛離混合料未端。

(4)合理選擇碾壓時機，以混合料處于或略大于最佳含水量時為宜；要求壓路機不得在已完成或正在碾壓路段調頭、急剎，要求壓實度應≥98%(重型擊實標準)；不得采用薄層貼補法找平。

(5)每段碾壓完成經檢查合格后，立即養生。養生期≥7 d，封閉交通；若是不封閉交通，需限制重車通行，其他車輛車速≤30 km/h。

(6)完成養生后，將基層清掃干凈，鋪設下封層，以免基層出現干縮開裂問題，同時也可以起到保護基層的作用。

(7)其余未盡事宜，參照《公路路面基層施工技術細則》(JTG-T-F20-2015)中的有關規定執行。

4 結語

我國公路多采用水泥穩定碎石基層，其在強度、板體性、承載力、施工成本等方面均具有一定優勢，值得推廣應用。在水泥穩定碎石基層施工中，需根據公路實際情況合理選擇施工方法，做好試驗路段的攤鋪碾壓工作，并合理確定各項施工參數，規范落實后續各路段施工，做好質量檢查與養生，為后續面層攤鋪奠定堅實的基礎。