水穩碎石基層一次性鋪攤要點分析

趙 麗 榮

(山西遠大公路橋梁建設養護有限公司，山西 忻州 034000)

在我國高等級公路施工中，半剛性基層是使用最多的路面基層形式，具有較高的強度、剛度以及承載力。水泥穩定碎石和二灰穩定碎石是使用最為普遍的半剛性基層結構。與水穩碎石基層相比，二灰碎石基層的施工工藝復雜，原材料種類多，粉煤灰成本日益攀升，且鋪攤后容易產生沖刷，對早期養護要求較高。因此，高等級公路基層采用水泥穩定碎石基層結構越來越多。

基層是路面的主要承重層。在傳統的水穩碎石基層施工中，由于受攤鋪及壓實機械性能限制,多數采用“底基層+基層”的分層攤鋪方式，層間結合依靠粘層油進行聯接，顯著降低了基層的整體強度。在分層鋪攤方式下，行車載荷由基層整體受力變成兩薄層受力，路面所處的支撐條件改變，難以抵抗重載荷沖擊，導致很多半剛性基層路面過早的出現損壞。

在水穩碎石基層施工中，推廣大厚度寬幅一次性攤鋪方式，使分層施工為一層施工，使得水穩碎石基層整體受力狀況得到顯著提升，路面結構整體性得到顯著改善，還減少了施工污染，基層反射裂縫較傳統工藝明顯減少，還能提高工作效率，縮短施工工期，成型后的路面質量提高，路面使用壽命有效延長，經濟效益和社會效益顯著。

1 不同基層施工方式對比

在水泥穩定碎石基層施工中，采用并機分層攤鋪時，會產生300 mm～600 mm的接縫，搭接離析產生了薄弱面，容易形成路面縱向裂縫，降低基層整體強度。同時，基層分層施工時，上層鋪攤碾壓很容易損傷和破壞下層，且不可避免的出現層間受力狀態與設計受力狀態不同，路基的整體性受到嚴重影響，降低基層的整體承載性能，壓實后至少要7 d的養生期，大大延長施工工期。

采用大厚度寬幅一次性攤鋪方式時，打破了傳統施工厚度不超過20 cm的限制。水穩碎石基層一次性鋪攤碾壓成型工藝是采用一臺攤鋪機一次攤鋪壓實，施工進度大大提高，攤鋪厚度大于20 cm，將施工對基層內部造成的損傷明顯減少，確保基層整體性能和強度，可大幅節約人工和機械費用，還避免了兩層鋪筑分層碾壓造成的層間結合處理不當及養生等問題，有效減少由于水分散失造成的基層干縮開裂，避免基層產生早期損壞，不存在并機攤鋪容易出現的縱向接縫問題，能顯著提高鋪筑質量，確保路面使用性能。

在水泥穩定碎石基層施工中，我國開始進行了大厚度一次攤鋪碾壓成型方式施工的探索。2003年，云南思小高速采用一次性成型碾壓基層厚度34 cm；2004年，景婺黃高速公路一次成型碾壓基層厚度36 cm；2006年，湖北大廣北高速公路一次成型碾壓基層厚度34 cm，效果較理想。甘肅省在瓜星高速、金武高速、永古高速、白明高速等施工中，均實施一次性攤鋪厚度35 cm～40 cm水穩碎石基層，施工質量和效果顯著。本文筆者對上述施工中采用的一次性成型碾壓基層方式進行了總結，對施工質量要點進行了分析，以期對同類工程具有指導意義。

2 施工工藝

在某高速施工中，使用35 cm厚水泥穩定碎石基層，采用振動成型法進行試件制備，混合料采用集中廠拌法進行生產，大功率寬幅超厚攤鋪機進行混合料鋪攤。在施工前，使用灑水車將施工段底基層表面灑水濕潤(如圖1所示)。

2.1 原材料

可選擇采用普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質硅酸鹽水泥等低標號水泥。對計劃采用的水泥進行凝結時間測定，要求初凝時間在3 h以上，終凝時間在6 h以上。須嚴格禁止快硬水泥、早強水泥及受潮變質水泥的使用。要求碎石中的針片狀顆粒含量應不大于20%，壓碎值不大于22%。

路面病害很大程度上是由于室內試驗與現場條件不一致導致的。在傳統的分層鋪筑下，主要采用重型擊實法進行混合料試件制備。施工現場多采用振動壓路機進行壓實，施工現場的振動壓路機工況明顯與室內重型擊實不匹配。同時，在室內重型擊實試驗過程中，很容易把粗集料打碎，使得混合料原有級配改變。為盡量使室內試驗情況與施工現場壓實情況相近，壓實度標準使用振動成型法確定，使用自上而下振動的振動壓實機進行室內試驗。

2.2 混合料拌和

在混合料拌和中，應注意進行配合比、施工含水量及水泥劑量控制。

本項目采用WDB500型電腦控制穩定土拌和機，5個進料倉，配置格篩、擋板、平走臺圍欄及振動器，采取有效的離析防治措施。

2.3 混合料運輸

應合理確定運料車數量，運輸能力略有富余，須勻速行駛，速度控制在40 km/h以下。

拌和樓向運料車放料時，為減少隨機離析，應呈“品”字型裝料法(如圖2所示)進行。

運輸途中，運料車廂使用篷布覆蓋，防止混合料水分損失。

2.4 混合料鋪攤

水泥初終凝時間是確定水泥穩定碎石施工控制時間的重要依據。應保證在水泥初凝前完成攤鋪及碾壓，應盡快將運至施工現場的混合料進行攤鋪。

通過進行混合料的級配和含水量控制，減少混合料離析是提高基層平整度的關鍵。應注意避免混合料出現“彈簧”現象，導致平整度下降。

在本項目施工中，采用DT1600寬幅攤鋪機連續、均勻攤鋪(如圖3所示)，松鋪系數1.30，攤鋪寬度10.95 m。根據平整度控制要求，現場攤鋪速度控制在1.5 m/min。

2.5 混合料碾壓

混合料壓實(如圖4所示)是基層施工中的重要環節，基層壓實度直接影響路面層的使用性能。本項目施工中，采用1臺YZ32D2振動壓路機、1臺徐工XS262型振動壓路機、1臺CC624HF靜壓路機和1臺XP301型膠輪壓路機進行組合碾壓。

為確保實現基層壓實度要求，關鍵在于保證超厚寬幅水穩碎石基層下部和上部壓實度相同。超厚寬幅水穩碎石基層以32 t壓路機振動碾壓為主，基層壓實度增長較快，在碾壓前4遍時水泥穩定碎石基層壓實度已基本形成，機械匹配合理。壓路機速度控制在3 km/h～4 km/h。

碾壓完畢后進行覆膜養生，要求7 d齡期須取出完整芯樣，壓實度達到振動成型密度標準的98%，要求基層級配良好、結構密實，可完整取出芯樣約占90%，整體性良好，能有效形成骨架密實型結構，有很好的強度以及路用性能。

3 水穩碎石基層一次性鋪攤施工難點

在我國，成型后的水泥穩定碎石結構有三種類型，分別是懸浮密實結構、骨架密實結構和骨架孔隙結構。懸浮密實結構在我國使用最多，該結構的細料含量偏大，容易開裂，且抗沖刷能力不足。在骨架密實結構下，基層穩定性和強度大，裂縫少，基層使用周期可大幅提高。在水穩碎石基層骨架密實結構一次性鋪攤施工中，存在以下幾個難點：1)在大厚度一次性攤鋪中，攤鋪厚度明顯比分層攤鋪的最大厚度大。在施工中使用傳統攤鋪機、壓路機和施工工藝均難以滿足大厚度一次性攤鋪和碾壓要求。須重視施工中的混合料級配設計，開發和采用適用于大厚度鋪攤要求的拌和、攤鋪及碾壓設備，特別是采用超厚寬幅攤鋪機與重型壓路機。還須優化施工工藝，以確保基層成型質量。2)水泥穩定碎石基層配合比設計，采用振動成型法優化的骨架密實型級配時，在大厚度一次性施工中，原配合比中的材料最大粒徑能否滿足設計要求，須通過實驗室內多次試驗，結合施工現場實際情況確定。3)從施工連續性來說，基層大厚度寬幅攤鋪時，需要的混合料數量很大，須采取有效措施避免攤鋪機出現的短暫等料現象，以免出現攤鋪不連續，影響平整度及加大離析等問題。在施工中，應做好施工組織設計，確保和提高拌和能力，保證運輸能力略富余于鋪攤能力。4)大厚度施工攤鋪厚度大，對碾壓的要求也高，多采用擊振力大的大型振動壓路機。在壓實過程中，碾壓的側向力很大，很容易將邊部壓塌，且線型也較難控制，存在邊部不易壓實的問題。最好采用鋼模，且須采取多種加固措施確保模板穩固，以避免出現的模板側向變形和上下跳動。5)檢測難度大。水泥穩定碎石基層檢測采用灌砂法，主要針對15 cm和20 cm的厚度，關于一次性鋪筑厚層水穩基層的壓實度檢測方法不多，一般采用灌砂筒全厚度檢測或分層檢測。

4 結語

當水穩碎石基層采用分層鋪攤法時，基層整體性差，難以形成整體板塊結構，而基層一次性鋪攤施工能顯著提高基層的整體性。

在超厚寬幅一次性施工法下，水穩碎石基層路面結構的整體性顯著提高，路用性能優異。與分層施工相比，采用大厚度一次攤鋪方式可將施工周期減少20%，基層裂縫間距(20 m～30 m)延長到80 m～100 m以上，收縮裂縫減少80%以上，大大縮減工程造價，可有效解決路面早期破壞問題，使得路面使用壽命顯著延長。