水泥穩定碎石基層全厚度攤鋪技術的研究

劉建雄

摘要：為了研究全厚度攤鋪基層技術上的優勢，將全厚度攤鋪技術的攤鋪工藝、所用的施工設備、質量檢測結果、施工費用與分層攤鋪技術進行對比，研究發現，采用全厚度攤鋪技術進行基層施工，不僅在平整度、壓實度、抗壓強度等技術指標方面都符合要求，而且能大幅度加快施工進度，節省施工費用。

Abstract： In order to study the technical advantages of full-thickness paving， the paving technology， construction equipment used， quality inspection results， construction cost and layered paving technology of the full-thickness paving technology were compared. Thickness paving technology for base construction not only meets the requirements in terms of flatness， compactness， compressive strength and other technical indicators， but also greatly accelerates the construction progress and saves construction costs.

關鍵詞：水泥穩定碎石;基層;全厚度攤鋪;分層攤鋪

Key words： cement stabilized macadam;base layer;full-thickness paving;layered paving

中圖分類號：U416.214? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）23-0140-04

0? 引言

水泥穩定碎石作為一種常見的半剛性基層材料，由于其強度隨齡期增長、剛度大、板體性好、造價低等特點，適應了我國社會經濟發展的要求，一直是新建公路項目使用最普遍的基層形式。實際施工中，水泥穩定碎石基層適宜施工厚度為15～20cm，超過這個厚度就會受制于攤鋪和壓實機械性能，使得壓實度和攤鋪質量下降，造成基層路用性能達不到要求[1]。我國高等級公路的水泥穩定碎石基層厚度一般為30～40cm，為了保證施工質量就必須分層攤鋪和壓實。然而公路項目施工期間，各結構層的養護齡期很短，分層攤鋪和碾壓上基層產生的荷載垂直力、水平剪切力以及沖擊力會對強度還不高的底基層造成破壞，使得底基層再次變得松散[2]。基層分層施工還使得上基層和下基層連續性降低，板體彼此分離，承載能力下降，在路面經受大荷載時基層位移和形變增大，這與彈性層狀體系理論不符，加速路面病害的生成[3]。為了保證底基層強度達到要求，一般會在施工完成后留足7天的養護時間，而分層施工所需要的養護時間則更長，這就延長了工期[4]。

如何實現對水泥穩定碎石基層全厚度攤鋪，以達到縮短工期、提高基層的整體性的目的，本文以某高速公路為研究對象，對該高速公路超厚水泥穩定碎石基層全厚度攤鋪施工技術進行研究，希冀對水泥穩定碎石基層施工有所指導。

1? 工程概況

某雙向四車道高速公路，全長103km，設計速度為100km/h，路基寬24.5m，在該公路上截取K98+200～K99+200的路段作為試驗段，進行48cm厚水泥穩定碎石基層全厚度攤鋪施工技術研究。

2? 攤鋪工藝

國內路面攤鋪施工中，一般為上、下基層分開攤鋪，這主要是受制于攤鋪和壓實機械性能，如果全厚度攤鋪成型就會使得壓實度和攤鋪質量下降。但是隨著技術的發展，大激振力壓路機和大厚度攤鋪機的應用，使得基層全厚度攤鋪成為可能。

2.1 全厚度攤鋪能消除縱向接縫

由于板角、板邊承載力小、強度低，是路面極易被破壞的位置，而板角和板邊就在路面接縫處，這與接縫設計和施工質量存在很大關系，并且路面大多數破壞都與路面接縫有關，如：接縫破碎、板底脫空、邊角斷裂。

從圖1中可以看出，分層攤鋪基層施工后會留下一條明顯的縱向接縫，這是由于分層攤鋪施工時，攤鋪機攤鋪幅面小，左、右幅路面鋪筑后會在路中心線附近留下與之平行的縱向接縫。而且攤鋪機沿縱縫邊緣攤鋪時極容易形成粒料離析帶，后面的攤鋪機作業時只能通過搭接掩蓋，并不能消除前機攤鋪離析的影響，并且由于搭接處重復的塞料，造成該處標高增大，而碾壓機械壓實功有限，這就使得該處壓實度偏低，從而就為路面留下了接縫病害的隱患。

而由圖2中可以看出，采用全厚度攤鋪施工工藝，其攤鋪范圍涵蓋整個路面，從而在技術上消除了縱向接縫，提高了水泥穩定碎石基層板的整體性，減少了路面接縫病害的產生。

2.2 全厚度攤鋪能保持路面高程一致性

采用分層攤鋪時，在路緣兩側設置并排導線樁，然后把高程基準鋼絲掛在導線樁上，攤鋪機上的傳感器與鋼絲相接觸，并沿著鋼絲向前攤鋪，以達到對高程、橫坡等的控制，這種施工方法也叫“走鋼絲”攤鋪法。然而這種攤鋪方法有以下幾個弊端：

①高程基準鋼絲掛在導線樁上，只是用絲線簡單的捆綁，在施工中極容易因擾動而滑脫，一旦基準線滑脫就使得攤鋪機失去了基準，這樣就會影響攤鋪時對路面高程的控制。

②攤鋪機沿高程基準鋼絲向前攤鋪時，傳感器會漸漸的靠近導線樁，如果現場施工人員不及時調整，導線樁就會卡住傳感器，此時攤鋪機若繼續向前攤鋪，攤鋪厚度就會失去控制，施工質量大打折扣。

③分層攤鋪時需要并機共鋪，這種施工工藝常因為前后攤鋪機的松鋪系數不相同，而使左、右幅路面高低不等，造成路面橫坡不一致，平整度差。

而采用全厚度攤鋪技術時不需要并機聯鋪，這就避免了施工縱縫左右路面高程不一致的問題，其采用自動調平儀調節松鋪厚度，攤鋪厚度可以及時顯示及時調節，同時攤鋪傳感器與高程基準鋼絲采用垂直接觸的方式，不會因鋼絲上下滑動而造成攤鋪厚度不一致，并且攤鋪過程中及時采用“掛線法”監測，這一系列措施使得攤鋪質量大大提高，路面高程誤差小，平整度好。

3? 施工設備組合

3.1 分層攤鋪施工設備組合

分層攤鋪施工所用的設備包括1座WCB-800穩定土振動拌合機，該機具有每小時700t的產料能力，2臺攤鋪機，1臺14t重雙鋼輪壓路機，2臺26t重單鋼輪壓路機，1臺30t重輪式壓路機及一些必要的裝載、卸載汽車和灑水車等，分層攤鋪施工所用的設備組合如表1所示。

3.2 全厚度攤鋪施工設備組合

和分層攤鋪施工所用的設備相比，全厚度攤鋪施工所用的攤鋪機為中大DT1600，該機功率為269kW，最大攤鋪厚度可達50cm，滿足路面一次攤鋪成型的要求，其他設備相同，全厚度攤鋪施工所用的設備組合如表2所示。

由表1和表2可知，分層攤鋪施工與全厚度攤鋪施工所用機械相似，僅僅在攤鋪機上有區別，施工隊不必花大量時間重新適應機械操作，降低了施工技術轉換的難度。

4? 質量檢測

測量K98+200～K99+200試驗路段全厚度攤鋪施工基層的平整度、壓實度和抗壓強度，將兩種施工技術下的工程數據進行對比。

4.1 平整度檢測

從表3可知，全厚度攤鋪施工的左、右幅路面基層平整度數據相近，且都符合規范要求。

選取K95+200～K96+200路段測量分層攤鋪施工基層的平整度，該段左、右幅路面基層平整度數據如表4所示。

從表3和表4中數據可知，兩種攤鋪施工技術下的基層平整度數據都符合要求，這說明在平整度指標上兩種攤鋪技術都能保持較好的施工水準。

4.2 壓實度檢測

基層攤鋪完成后，現場檢測人員應及時對壓實度進行檢測，壓實度要求底基層不低于96%，基層壓不低于98%，全厚度攤鋪施工基層壓實度檢測數據如表5所示，分層攤鋪施工基層壓實度檢測數據如表6所示。

由表5可知，全厚度攤鋪施工基層壓實度滿足規范要求，面層以下10cm厚檢測的壓實度數據與面層壓實度數據偏差較小，說明全厚度攤鋪基層施工質量能夠得到很好的控制，離散性小。

4.3 抗壓強度

分別在7d、28d的養護齡期時對基層進行鉆芯取樣，每一作業段取樣9個，取9個試樣抗壓強度平均值作為測定結果，全厚度攤鋪基層檢測結果如表7所示。

由表7中可知，全厚度攤鋪上基層的抗壓強度普遍比底基層大，這是由于全厚度攤鋪時，為了保證底層壓實度達到要求，壓路機在上層重復碾壓，使得上層集料彼此嵌擠，形成緊密的結構，因此抗壓強度較高，而由于厚度較大，壓路機施加的壓力自上而下逐級遞減，下層壓實度較上層略有不足，因此抗壓強度較小。

分層攤鋪基層抗壓強度檢測結果如表8所示。

而由表8可知，分層攤鋪上基層和下基層抗壓強度值相近，這是由于分層攤鋪時基層和底基層分開施工，壓路機碾壓均勻，因而壓實度都有保證，結構密實度相近，并且底基層施工后留有養護時間，強度增長較快，因此上基層和底基層抗壓強度相近。

5? 施工費用

道路施工環節涉及的費用主要包括支付人力勞動生產的費用、建設過程中消耗的材料費用和其他費用。施工費用主要與施工環境、工程質量、施工方案、成本預算執行等因素有關。

①施工環境的影響。道路施工期間，對影響施工進度和質量而造成施工費用增加的因素統稱為施工環境因素，比如：雨雪天氣、行人及交通車輛、夜間不能施工等，這些都是影響施工進度和質量的環境因素。②工程質量因素影響主要表現為施工質量問題不達標而需返工造成施工費用增加。③施工方案的好壞直接影響工程施工效率和施工進度，好的施工方案會對勞動力和施工機械進行合理的安排，既可以滿足工程質量的要求，又可以加快施工進度，以降低施工費用。④嚴格把控費用支出，確保施工成本預算有效執行。

下面著重以試驗路鋪砌時所消耗的機械材料費用、施工進度來分析分層攤鋪和全厚度攤鋪的施工費用，攤鋪設備租賃費用如表9所示。

從表9中可知，DT1600型攤鋪機租賃費用比RP951型攤鋪機租賃費用高出很多，但是采用DT1600型攤鋪機進行全厚度攤鋪可以加快施工進度。排除其他干擾因素，采用分層攤鋪法施工，1000m試驗路48cm厚的基層需要2天時間才能鋪完下基層，然后按最短養生時間7天進行養生，接著用2天時間鋪完上基層，總共需要11天的工期，而采用全厚度攤鋪只需3.5天的工期，相比分層攤鋪足足縮短了7.5天的工期。按月計算，相同的施工段，全厚度攤鋪相比分層攤鋪可加快19天的工期，這就節省了將近25萬元的機械設備租賃費用，按施工隊30人算，每人 150元/天計算，每月人工費用節省8.3萬。每月只計機械設備租賃費和人工費就節省了33.3萬元，由此可見采用全厚度攤鋪可大幅度加快施工進度，節省施工費用，獲得更高的社會效益。

6? 結語

①全厚度攤鋪基層施工能從技術上消除縱向接縫，從而提高了水泥穩定碎石基層板的整體性，減少了路面接縫病害，同時其攤鋪厚度控制和攤鋪質量也更好。②全厚度攤鋪基層施工和分層攤鋪基層施工所用機械設備除攤鋪機外其他都相同，這為轉換施工技術創造了有利的條件。③全厚度攤鋪施工基層，面層以下10cm后檢測的壓實度數據與面層壓實度數據偏差較小，施工質量能夠得到很好的控制。④全厚度攤鋪基層施工能大幅度加快施工進度，節省施工費用。

參考文獻：

[1]李晉鵬，王偉.大厚度一次整幅攤鋪水穩基層施工技術應用研究[J].公路，2016（61）：61.

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[3]龔起超，鐘凱.大厚度水泥穩定碎石基層壓實特性研究[J]. 公路工程，2012，37（6）：222-223.

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