大厚度水穩基層一次攤鋪碾壓成型施工技術應用

黃利

（新疆西域公路建設集團有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830000）

一、工程概況

G高速公路合同段路面結構按“15cm瀝青面層+36cm水穩基層+20cm水穩底基層+18cm級配碎石墊層”設計，若采用大厚度水穩基層一次攤鋪碾壓成型施工技術，在質量控制方面會面臨一些困難。因此，本文以K87+600～K87+850段、K91+120～K91+395段和K92+980～K93+430段為試驗段，分別采取三種大厚度水穩基層一次攤鋪碾壓設備組合及碾壓方式進行試驗。三個試驗段的總長度分別為250m、275m和450m，試驗結束后，對采用不同設備組合及碾壓方式的路面分析壓實度與平整度，為合同段大厚度水穩基層施工提供參考。

二、配合比設計

集料的配合比與工程施工質量直接相關，進行原材料配合比設計主要是為了確定混合料礦料級配、最大干密度、最佳含水率、最佳水泥用量等。通過確定最佳配合比，能充分保證混合料骨架的密實性和易施工性，加強對瀝青路面早期裂縫的處治，有效填充各級集料，確保路面施工的均勻性與平整度。

本工程原材料最佳級配設計及配合比如表1所示，材料液限為15.5%，塑性指數為1.2，針片狀為15.8%，壓碎值為23.1%。本工程配合比設計采用重型擊實和靜壓成型實驗，保證原材料配合比設計結果的合理性。

表1.原材料配合比設計值

三、施工技術的應用

（一）松鋪系數的確定

結合類似施工經驗以及現場測量結果確定松鋪系數，在測量過程中，斷面按10m間隔設置，并標出B1、B2、B3標高，以上三點分別距中線2m、6m、10m。測量下承層各點標高H地、攤鋪后標高H松以及檢測壓實度后各點標高H實，并按公式（H松-H地）/（H實-H地）確定松鋪系數。G高速公路合同段水穩碎石層的原松鋪系數按1.3設計，施工100m后經測量發現，應適當提高松鋪系數。隨后，施工人員將松鋪系數調整為1.41，水穩層設計厚度為35cm，則換算后的松鋪厚度為：35cm×1.41=49.35cm。

（二）混合料級配的控制

為檢驗水穩層攤鋪后級配的可靠性，施工人員在試驗段攤鋪現場取料并進行水洗篩分試驗。從表2的篩分結果可知，三次施工中的混合料級配均符合規范要求，充分表明本工程混合料級配控制穩定、可靠，符合水穩基層施工基本要求。

表2.試驗攤鋪施工篩分結果

（三）含水率的控制

高速公路水穩基層施工還應加強含水率控制。含水率過低，會影響水泥水化反應效果、增大材料碾壓難度；含水率過高，則會影響碾壓質量，導致碾壓施工中出現基面材料軟彈以及后期的開裂問題。本工程水穩基層混合料最佳含水率為4.5%，混合料含水率與最佳含水率的誤差應控制在0.5～1%以內，并通過酒精燃燒法進行混合料含水率的現場檢測。檢測結果表明，K87+600～K87+850段含水率為4.5～4.8%，比最佳含水率高出0～0.3%，符合規范要求。K91+120～K91+395段含水率為4.25～4.98%，其中三個測點的含水率不符合規范要求，無法保證試驗段含水率的均勻性。K92+980～K93+430段含水率為4.16～4.35%，其中五個測點的含水率不達標。

（四）碾壓施工

為確保大厚度水穩基層一次攤鋪碾壓施工質量，必須選擇合適的碾壓設備及碾壓方式。本工程試驗段施工采用1臺徐工XD133雙鋼輪壓路機、1臺LSS327大噸位單鋼輪壓路機和22t膠輪壓路機。

考慮到不同碾壓機械組合和碾壓工藝所產生的壓實度、平整度并不完全相同，故針對不同試驗段設計出三種碾壓工藝，并對檢測結果進行對比分析。K87+600～K87+850段采用較為傳統的碾壓工藝，僅通過大噸位單鋼輪壓路機碾壓，并在第一遍碾壓時，按照先靜后振的方式碾壓，有效防止出現擁包；K91+120～K91+395段采用雙鋼輪壓路機按照先靜后振的方式碾壓，進一步提升路面平整度；K92+980～K93+430段先采用振動壓路機碾壓，然后再采用小噸位雙鋼輪壓路機碾壓，以提升路面壓實度和平整度，并在膠輪碾壓完畢后，通過雙鋼輪壓路機做收光處理。

四、質量檢測

對于大厚度水穩基層而言，平整度和壓實度是施工質量控制的重難點，所以本工程試驗段施工結束后，主要針對不同碾壓工藝進行壓實度和平整度檢測。

（一）平整度檢測

本工程試驗段現場平整度檢測結果如表3所示，從檢測結果來看，K87+600～K87+850段平整度最差，主要原因在于該段并未使用雙鋼輪壓路機初壓，導致攤鋪機攤鋪后混合料松鋪系數過小，但如果直接通過大噸位壓路機碾壓，必將增大初始壓縮量，引發混合料推移和擁包等質量問題。K91+120～K91+395段經過小噸位雙鋼輪壓路機的初壓后，松鋪系數大幅提升，同時抵抗大噸位壓路機碾壓的能力也大大增強，因此路面平整度明顯改善。K92+980～K93+430段由于增加了雙鋼輪壓路機收光施工環節，水穩基層平整度控制水平較高，這也表明，通過雙鋼輪壓路機進行收光處理，能有效清除膠輪碾壓后的輪痕以及大噸位壓路機碾壓后產生的小擁包。

表3.試驗段現場平整度檢測結果

（二）壓實度檢測

為掌握大厚度水穩基層的壓實效果，在試驗段質量檢測階段，分別進行水穩基層上下部的壓實度檢測。K87+600～K87+850段采用的碾壓工藝基本滿足設計壓實度要求，水穩基層上下部的壓實度差值在1.2%以內，這表明壓路機激振力能夠通過松散狀態的混合料有效傳遞至大厚度水穩基層底部。K91+120～K91+395段的壓實度檢測結果表明，該試驗段采用的碾壓工藝雖能使壓實度達到設計要求，但整體壓實效果沒有K87+600～K87+850段好，這主要是因為振動碾壓遍數不足以及上下部壓實度之差較大（為4.3%），采用小噸位雙鋼輪壓路機后，雖然能有效提高路面平整度，但會對壓路機激振力的傳遞產生不利影響。K92+980～K93+430段的壓實度檢測結果符合設計要求，而且水穩基層上下部壓實度與K87+600～K87+850段接近，上下部壓實度差值在2%以內。

五、結語

本工程的施工實踐表明：大厚度水穩基層施工不能采用常規小噸位壓路機；使用大噸位壓路機能有效提升大厚度水穩基層壓實度和平整度，為了提升壓實施工質量，至少應碾壓三遍，且第一遍必須為前靜后振；使用雙鋼輪壓路機能有效提升大厚度水穩基層平整度，若采取初壓措施，還能有效提升基面的初始壓實度并減少大噸位壓路機可能引起的擁包、推移等問題。