全斷面大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)

梁楊實

摘 要：在我國當(dāng)前路面設(shè)計規(guī)范中，高速公路大多采用半剛性基層設(shè)計，將水泥穩(wěn)定碎石基層作為承擔(dān)路面荷載的主要結(jié)構(gòu)層。水泥穩(wěn)定碎石基層具有強度高、穩(wěn)定性好、成本低廉、施工技術(shù)較為成熟等優(yōu)勢。而在傳統(tǒng)施工工藝中，厚度大于20 cm的水泥穩(wěn)定碎石基層通常采取分層攤鋪施工，這一方法在一定程度上解決了攤鋪寬度和攤鋪厚度的問題，但分層鋪設(shè)通常會在基層拼接中產(chǎn)生300 mm～600 mm的接縫[1]，大粒徑的碎石由于自重會向下掉落，形成基層內(nèi)部的薄弱面和縱向裂縫，破壞水泥穩(wěn)定碎石基層完整性，使其質(zhì)量和性能降低。半剛性基層大厚度攤鋪是近年來興起的新型施工技術(shù)，這一技術(shù)的應(yīng)用既可顯著提升工程效率，降低工程施工周期，還能有效保障工程實體質(zhì)量，具備廣闊的應(yīng)用前景。但目前大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層整體攤鋪大多用于雙向四車道路面，攤鋪寬度難以適應(yīng)當(dāng)前道路交通快速發(fā)展需要的大寬度路面，因此，本文結(jié)合實體工程項目，探究全斷面大寬度（六車道至八車道寬度）大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層一次性攤鋪成型技術(shù)應(yīng)用研究，以期對相關(guān)路面工程提供理論借鑒。

關(guān)鍵詞：大寬度;大厚度;水泥穩(wěn)定碎石基層;施工工藝;技術(shù)研究

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

為應(yīng)對在實際工程施工中可能因集料不能良好填充空隙造成基層性能欠佳，李建斌[2]建立了集料配合比計算模板，添加約束條件使級配曲線達(dá)到理想情況。山西晉侯高速路面采用全寬全厚單機(jī)施工作為基層施工鋪筑技術(shù)[3]，但分層壓實度結(jié)果表明上、下部壓實度仍存在差異，且存在基層局部位置骨料被壓碎現(xiàn)象。高科等[4]研究結(jié)果表明超厚寬幅水泥穩(wěn)定碎石混合料基層的原材料應(yīng)符合規(guī)范要求即可。在施工條件允許的情況下應(yīng)盡量使用石屑、機(jī)制砂等細(xì)集料，以便減小水泥劑量。

2 工程背景

貴州省高速公路某路段采用雙向八車道設(shè)計，路面底基層采用低劑量水泥穩(wěn)定碎石，路面基層采用水泥穩(wěn)定碎石。路面設(shè)計采用30 cm低劑量水泥穩(wěn)定碎石底基層+32 cm水泥穩(wěn)定碎石基層+8 cm SUP-25瀝青下面層+6 cm SUP-20瀝青中面層+4 cm SMA-13上面層，總厚度80 cm，本項目涉及雙向八車道路段長度約13 km。

3 施工準(zhǔn)備

3.1 機(jī)械準(zhǔn)備

本項目主要施工器械配備情況見表1。

3.2 材料及配合比

采用C-B-3級配作為大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層混合料級配。依據(jù)不同規(guī)格集料篩分結(jié)果配置各檔集料配比，使其合成級配盡量貼近中值，最終選定合成級配為：砂（0 mm～2.36 mm）：砂（2.36 mm～4.75 mm）：碎石（4.75 mm～9.5 mm）：碎石（9.5 mm～19 mm）：碎石（19 mm～26.5 mm）=26：6：6：

40：22。并對所得混合料級配進(jìn)行重型擊實，將水泥劑量2.9%，3.2%，3.5%，3.8%，4.1%梯次配置，配置3.5%，4.0%，4.5%，5.0%，5.5%不同含水率，依據(jù)擊實曲線最終選定最大干密度為2.373 g/cm3，最佳含水率4.5%，水泥劑量選定3.5%作為施工生產(chǎn)配合比，在施工過程中，再按照施工攤鋪碾壓效果進(jìn)行級配的微調(diào)。

4 施工技術(shù)

4.1 混合料拌和工藝

按照《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》JTG/T F20-2015要求的設(shè)備工藝進(jìn)行混合料的拌和。拌和前需檢測場內(nèi)集料含水率，計算施工配合比。拌和后加大混合料質(zhì)量檢測頻率，依托拌合站智能控制系統(tǒng)隨時在線檢查配比、含水率變化，高溫狀態(tài)施工含水率需要實時控制，混合料含水率較最佳含水率提升0.5%～1%，當(dāng)氣溫高于30℃后，含水率提升1%～2%，水泥進(jìn)入攪拌缸溫度需低于50℃，出料時間不宜超過1 h，超過2 h的混合料廢棄。

4.2 混合料運輸控制

裝料前將車廂清洗干凈，裝車時各車裝載量保持大致一致，運輸過程中需采用篷布遮蓋以減少水分蒸發(fā)及雨水淋濕，需在混合料允許延遲時間中完成運輸任務(wù)，否則予以廢棄。

4.3 測量放樣

攤鋪前放出10 m中樁及對應(yīng)邊樁，架設(shè)支撐桿，在水泥穩(wěn)定碎石基層鋪筑邊線外側(cè)50 cm處打設(shè)鋼釬，間距10 m且與中樁相對應(yīng)。支撐桿上敷設(shè)基準(zhǔn)鋼絲，鋼絲應(yīng)用專用工具緊線鉗進(jìn)行張緊，拉力應(yīng)不小于80 N，以使鋼絲不產(chǎn)生撓度為準(zhǔn)，然后將鋼絲固定，設(shè)專人檢查調(diào)整鋼絲高度。

4.4 下承層準(zhǔn)備

松鋪系數(shù)采用經(jīng)驗參數(shù)選定為1.3，基層設(shè)計厚度為32 cm，最終松鋪厚度為38.1 cm。對下承層進(jìn)行高程、中線偏位、寬度、橫坡及平整度檢查，對局部松散進(jìn)行復(fù)壓，并對下承層進(jìn)行灑水潤濕。

4.5 攤鋪防離析工藝

采用中大DT2360型攤鋪機(jī)以1.0 m/min速度攤鋪，攤鋪機(jī)螺旋布料器保證2/3埋入混合料中，在螺旋布料器前安裝防離析橡膠擋板，減少混合料的離析。攤鋪機(jī)前方保障2臺以上運料車等待卸料，在攤鋪機(jī)前方20 cm～30 cm停車，卸料時由攤鋪機(jī)迎上去推動卸料車，邊前進(jìn)邊卸料，卸料速度應(yīng)與攤鋪機(jī)鋪筑速度協(xié)調(diào)。攤鋪機(jī)變速箱處必須安裝反向葉片;在攤鋪機(jī)后面應(yīng)設(shè)專人消除粗細(xì)集料離析現(xiàn)象，及時鏟除局部粗集料堆積或離析部位，并用新拌混合料填補。

4.6 碾壓工藝研究

碾壓方案選用2種碾壓組合方式：

方案一：2臺雙鋼輪進(jìn)行進(jìn)靜出振1遍（各半幅）→2臺26T單鋼輪（微振）進(jìn)振出振1遍（各半幅）→2臺32T單鋼輪（強振）進(jìn)振出振1遍（各半幅）→30T膠輪碾壓1遍（全幅穿插揉搓補水）→檢測壓實度→2臺32T單鋼輪（強振）進(jìn)振出振1遍（各半幅）→30T膠輪碾壓1遍（全幅穿插揉搓補水）→檢測壓實度→1臺雙鋼輪全幅靜壓2～3遍（收面無輪跡為止）。

方案二：2臺雙鋼輪進(jìn)行進(jìn)靜出振1遍（各半幅）→2臺26T單鋼輪（微振）進(jìn)振出振1遍（各半幅）→2臺26T單鋼輪（強振）進(jìn)振出振1遍（各半幅）→30T膠輪碾壓1遍（全幅穿插揉搓補水）→檢測壓實度→2臺32T單鋼輪（強振）進(jìn)振出振2遍（各半幅）→30T膠輪碾壓1遍（全幅穿插揉搓補水）→檢測壓實度→1臺雙鋼輪全幅靜壓2～3遍（收面無輪跡為止）。

碾壓過程壓路機(jī)前進(jìn)及后退換擋平順，不能拉動底層混合料，后退盡量按原路返回，在未碾壓一頭換擋掉頭（后退）位置呈齒狀錯開，出現(xiàn)擁包及時鏟平。碾壓過程中，對碾壓第4遍、第5遍、第6遍分別檢測壓實度及壓實厚度，直至壓實度達(dá)到規(guī)范要求，且無過振現(xiàn)象時停止碾壓。壓實度結(jié)果表明隨壓實遍數(shù)的增加，壓實效果逐漸增大，在碾壓遍數(shù)達(dá)到6遍時比較碾壓5遍來看壓實度增幅波動明顯減小。碾壓過程中及時采用三米直尺進(jìn)行平整度檢測，對不合格點進(jìn)行填料、復(fù)壓等操作，保障路面基層平整度符合設(shè)計要求。每碾壓40 m～60 m，進(jìn)行松鋪系數(shù)核實調(diào)整，計算符合現(xiàn)場實際的松鋪系數(shù)。

4.7 攤鋪碾壓效果分析

壓實度結(jié)果表明采用6次碾壓即可達(dá)到較好的壓實效果，而增大碾壓遍數(shù)對壓實度影響不大，且容易造成路表集料的破壞，降低路面基層承載力。采用32T單鋼輪進(jìn)行復(fù)壓較26T單鋼輪具有更好的壓實效果。碾壓后即刻檢測壓實度，并對合格路段灑水覆膜養(yǎng)生。對試驗路段進(jìn)行試驗檢測，結(jié)果表明試驗結(jié)果均明顯高于設(shè)計值，可適當(dāng)下調(diào)施工生產(chǎn)配合比。

5 結(jié)論

依托本項目進(jìn)行的全斷面大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層攤鋪研究，通過工程實體攤鋪證明，在現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備組合下，采用普通水泥穩(wěn)定碎石基層配合比，做好含水率控制及碾壓遍數(shù)要求，可以完成八車道大厚度（32 cm）水泥穩(wěn)定碎石基層的一次攤鋪成型，有效提升工程施工效率，降低材料損耗。

參考文獻(xiàn)：

[1]李永春，梁俊杰，王立偉.大厚寬幅水泥穩(wěn)定碎石基層一次攤鋪技術(shù)分析[J].中國公路，2020（1）：104-105.

[2]李建斌，李強，韓永紅，等.骨架密實水泥穩(wěn)定碎石混合料級配規(guī)劃求解設(shè)計研究[J].公路，2019，64（3）：255-258.

[3]梁狄，伍均.32 cm水泥穩(wěn)定碎石基層全寬超厚一次性攤鋪新工藝[J].湖南交通科技，2009，35（2）：24-26.

[4]高科.超厚寬幅水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝研究[D].蘭州交通大學(xué)，2015.