論水泥穩定風化砂摻碎石底基層施工技術

張開興

摘要 為解決傳統水穩碎石底基層材料成本高、備料時間長的難題，通常采用風化砂代替傳統底基層料中的石屑、部分碎石的方案。文章針對水泥穩定風化砂摻碎石底基層施工技術進行研究，結合實例項目通過工藝原理及流程對施工技術要點進行分析，提出相關施工質量控制要點及經濟效益分析。實踐證明：水泥穩定風化砂摻碎石底基層施工技術顯著節約了材料成本，減少了當地碎石場的開采，對周邊環境進行了有效的保護，符合節能環保理念。

關鍵詞 水泥穩定風化砂;底基層;級配;成本;養生;環境保護

中圖分類號 U416.214 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）13-0068-03

0 引言

隨著我國工程建設的飛速發展，公路路面工程越來越多，提升基層承載力、穩定性成為公路工程安全使用的重要前提。水泥穩定粒料的使用，成功改善了傳統路基透水性差、變形控制難等技術難題。此外，水泥穩定粒料基層具有取材便捷、能耗低、成本低廉等特點，在大量工程實踐中得到了運用[1-2]。該文結合實際工程案例，對風化砂摻碎石底基層工藝原理、工藝流程、施工技術要點等進行了探討，并總結了其質量控制要點。

1 工程概況

某高速公路，全長133.9 km，全線底基層設計結構均為水泥穩定風化砂摻碎石底基層。其中一段起訖樁號為K0-293.929～K26+800，全27.09 km，底基層寬度為11～12.3 m，厚度為18 cm，共計651 975 m2，底基層工期6個月。

2 工藝原理

使用取材廣泛、成本低廉的風化砂摻配水泥碎石作為原材料施工底基層，將風化砂摻入適當比例水泥碎石，優化了風化砂級配，提高其物理力學性能。水泥穩定風化砂強度形成是一個復雜的物理化學過程，而其中最主要的是水泥的水化膠結作用[2]。在水泥穩定風化砂摻碎石中，水泥材料起到膠凝、粘結碎石骨料的作用，通過壓路機壓實，能夠保證粒料緊密膠凝在一起。水泥膠結混合粒料除具有良好的透水性之外，其在繁重的交通荷載和外界溫度等作用下，還能夠保持良好的承載性能。

3 施工工藝流程

穩定粒料基層施工主要采用機械化施工，其主要工序包括：穩定粒料拌和、運輸、攤鋪和碾壓等步驟，完成攤鋪和碾壓之后應及時進行養護，并做好交通限制工作，避免齡期內上部車輛行駛造成不良影響。工藝流程圖如圖1所示。

4 施工技術要點

4.1 施工材料及施工設備

主要材料及主要設備要求見表1及表2。

4.2 混合料拌和

（1）混合料拌和選用WCB600振動式拌和機作業，拌和前試驗室應及時對原材料含水率、碎石級配等進行檢測，并核對配合比的準確性[4]。

（2）混合料使用電子計量器進行稱重，并做好最優含水率的控制。

（3）拌和完成后通過料斗進行篩分，同時對料倉進行了創新性改進：在傳送帶進入料倉的位置前設置擋板，避免混合料出現離析等質量問題。

4.3 混合料運輸

（1）混合料運輸配置了自卸車輛，提升了運輸效率;車輛運輸前應做好車況、相關手續的檢查，保證混合料運輸順利完成。

（2）裝混合料時，不能裝滿成尖堆;車輛裝料應有序進行，保持裝料過程前后移動分層裝車，減少由于混合料離析造成的質量問題。

（3）車輛應及時將混合料運輸到現場攤鋪，嚴禁出現車輛在已成型的路基上面調頭，必須倒車至攤鋪機前。

（4）車輛運輸過程應做好覆蓋措施，防止水分散失、雨水浸泡;運輸時間應控制在2 h內，避免中途時間過長造成混合料初凝。

4.4 攤鋪機攤鋪

（1）攤鋪車輛通過掛線措施，保持其行車線路與設計線路一致;攤鋪厚度、標高的控制：該工程采用掛Φ4鋼絲作為玄線，對攤鋪混合料的標高進行控制，保證攤鋪均勻。

（2）攤鋪施工采用2輛攤鋪機梯隊作業，攤鋪連續有序進行：1）兩臺攤鋪機前后相距10 m;2）前行攤鋪車輛內外側分別采用鋼絞線、導梁裝置進行抄平，攤鋪厚度嚴格按照設計橫坡進行控制;3）后行攤鋪車輛，通過滑靴法控制已完成面標高和平整度;4）前后攤鋪機應保證其攤鋪搭接長度不少于10 cm，并通過人工輔助修整。

（3）攤鋪車行車速度、攤鋪厚度、松鋪系數等施工參數，須保持前后一致。攤鋪速度宜保持在1.5 m/min左右，攤鋪時要盡量保持勻速進行，不停頓、不間斷。

（4）攤鋪作業過程中，應保證其布料桿的3/2以上置于混合料控制面以內;該工程攤鋪機采取改進裝置，在擋板下部增設鎖鏈，有效降低了碎石混合料的離析率;攤鋪作業過程中，應配置專門人員進行離析部位處理，減少細集料集中造成的質量問題。

（5）為保證底基層的連續攤鋪，現場等候運輸車輛不少于5輛。

（6）攤鋪完后應檢測標高，保證攤鋪質量。通過穩定碎石粒料基層的上、下層的高程檢測，實現對其標高的控制，確保其合格率控制在90%以上。

（7）根據以往施工經驗暫定水泥風化砂的松鋪系數為1.31，即松鋪厚度為18*1.31=23.58 cm。施工時嚴禁人為對鋼絞線干擾，造成表面平整度差。

4.5 混合料碾壓

攤鋪施工段劃分間距為50 m，碾壓前應保證混合料的含水率控制在最優含水率±1%。

（1）碾壓施工應按照靜壓、微振、強振、靜壓的順序開展作業;該工程首先使用YZ25C振動壓路機進行靜壓施工，完成第一遍靜壓之后再進行梯隊振動碾壓施工。

（2）碾壓過程中，縱向保持交錯進行，并保證接頭部位呈45°角搭接;混合料碾壓應由低到高進行碾壓，保證先弱振1遍后強振。

（3）高溫條件下，基層穩定粒料碾壓施工容易出現水分散失問題。采用振動碾壓、鋼輪碾壓設備的可以正常作業，采用膠輪碾壓機械時，應先對碾壓面噴霧補水，隨后再進行碾壓作業[5]。

（4）碾壓過程中，壓路設備應保持勻速作業，嚴禁急速啟動或剎車;對于完成碾壓的路段，應做好交通管制，避免施工車輛調頭、轉彎等造成破壞;對于碾壓過程中混合料基層出現的鼓起、松散等質量問題，應及時返工處理。

（5）膠輪壓路機碾壓完成之后，應使用平板夯對邊緣部位進行夯實處理;該工程路基邊緣部分混合料夯實使用ZH-4平板夯進行壓實，夯實完成后及時檢測其壓實度，保證壓實度滿足設計規定。

（6）完成壓實作業之后，路基兩側采用42.5號水泥漿進行補強澆筑，減少由于后續施工作業造成的破壞。

4.6 養生及交通管制

完成混合料的碾壓作業之后，應做好養生和交通控制工作，避免成品的破壞。

（1）完成碾壓后，采用人工鋪設土工布的方案進行防護，土工布0.5 m×0.5 m網格內使用4 kg砂袋壓邊固定。

（2）覆蓋2 h之后，應及時灑水養護，保持基層完成施工后7天內處于濕潤狀態。

（3）養生過程中，嚴格控制交通狀態，避免車輛行駛造成破壞[6]。

5 質量控制要點

（1）攤鋪過程中，非人為因素中斷超過2 h，應留設橫縫，橫縫要求與中線垂直;基層留置橫向接縫部位，其碾壓施工應先進行橫向碾壓作業，隨后縱向碾壓施工，避免壓路機直接碾壓先鋪層，導致橫縫周圍出現開裂破壞。

（2）碾壓施工過程，要求振動碾壓不超過現鋪區域，避免造成先鋪層結構破壞;對于平整度差的部位，應優先使用細料填補，并采用振動碾壓、膠輪碾壓等措施，保證壓實度[7]。

（3）半幅道路施工過程中，其中部應設置方木進行分隔，嚴禁通過填土的方式進行支護。

（4）施工參數指標嚴格依據表3要求控制，具體包括施工段的壓實系數、平整度、橫坡、含水量、級配、材料強度等內容。

6 效益分析

6.1 經濟效益

該高速公路一施工段底基層共651 975 m2，目前采用水泥穩定風化砂摻碎石施工工藝施工底基層，該工藝對比傳統水穩碎石施工節約了大量的材料成本，經濟效益對比見表4。

經過對比分析，采用水泥穩定風化砂摻碎石施工工藝可節約材料費用共991萬元。

6.2 社會效益

和傳統工藝相比，使用該施工技術大幅度降低了工程成本，縮短了工期，確保了施工質量并降低了安全風險，為底基層施工提供了有價值的借鑒，取得了良好的社會效益[8]。應用該施工技術實施的文萊高速路面十四標，在工期緊、任務重的施工條件下，應用該施工技術施工，受到業主、監理、同行的一致好評，為文萊高速的建設奠定了堅實的基礎。

6.3 節能環保效益

和傳統工藝相比，該施工技術使用材料來源廣泛，減少了碎石的開采及施工揚塵，降低了聲、光、氣、塵、油對環境的污染和能源的消耗，施工幾乎無廢液、廢料，減少了對環境的污染[9]。

該施工技術滿足國家關于建筑節能工程的有關要求，有利于推進（可再生）能源與建筑結合配套技術研發、集成和規模化應用[10]。

7 結論

（1）水泥穩定風化砂摻碎石底基層施工技術，解決了用傳統水穩碎石底基層材料成本高、能耗高、存在環境污染的問題，并達到了提升項目整體效益的目標。

（2）通過采用風化砂代替傳統底基層料中的石屑及部分碎石，減少了當地碎石場的開采與現場揚塵，對周邊環境進行了有效的保護，符合節能環保理念。

（3）現場施工通過對攤鋪機布料器的創新性改進，提高了水泥穩定風化砂混合料的質量，解決了混合料攤鋪過程中出現離析等質量通病的難題。

（4）采用該技術施工的底基層具有足夠高的強度，能夠適應重交通量路面底基層的需要，并且具有很好的水穩定性和凍穩性。該方案適用于各級公路底基層施工，特別適用于當地風化砂豐富的地區。

參考文獻

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