瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石施工技術(shù)研究

摘 要：大量調(diào)查發(fā)現(xiàn)，瀝青路面在通車運(yùn)營之后極易發(fā)生病害，尤其是裂縫問題最為突出。伴隨通車時間的增加，裂縫會持續(xù)發(fā)展，破壞路面整體性，若不及時處治，很容易形成反射裂縫，進(jìn)而產(chǎn)生車轍、坑槽等嚴(yán)重病害。為此，做好公路路面病害防治工作具有十分重要的意義。針對路面病害問題，提出了4種不同的基層處治施工方案，經(jīng)過多種因素對比分析，提出采用水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝，希望能夠解決水穩(wěn)基層病害問題，延長路面使用壽命。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；水泥穩(wěn)定碎石；C20素混凝土；施工工藝

中圖分類號：U41" " " " " " " " " " " " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2023）08-0040-03

0 引言

水泥穩(wěn)定碎石基層是典型的半剛性基層，其強(qiáng)度、剛度較高，且具有良好的穩(wěn)定性。相比其他基層類型，水泥穩(wěn)定碎石基層還具有較好的板體性，有助于機(jī)械化施工，成本費(fèi)用低，在重交通發(fā)展中具有較好的適用性。為此，開展瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石施工技術(shù)研究具有重要的意義。

1 工程概況

某公路工程地勢開闊平坦，地質(zhì)勘查資料顯示，該地區(qū)第四系松散層厚度在40 m以上，并有東南方向增厚度的發(fā)展現(xiàn)象。本地區(qū)四季分明，氣候溫和，夏季多雨，年平均降雨量在868 mm，雨季在6～8月份，在全年雨量中占比超過了50%。

自通車以來，由于沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，交通量逐年遞增，超載重載比例居高不下，導(dǎo)致路面病害頻發(fā)，影響了路面的使用性能。在整個運(yùn)營過程中，管養(yǎng)部門曾多次進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工，但目前路面仍存在不同程度的病害，為了恢復(fù)路面使用性能，提高通行服務(wù)質(zhì)量，需要選取合理的施工方案[1]。

2 施工方案對比分析

由于局部路段病害較為嚴(yán)重，需銑刨舊路面基層，基層回填材料選擇是否合理，將直接影響基層處治效果。目前，常用的基層回填材料包括水穩(wěn)碎石、C20素混凝土等。

2.1 水穩(wěn)碎石

在水泥穩(wěn)定碎石基層中，其配合比設(shè)計(jì)、工藝等方面相對較為成熟，而且材料來源多，且具有良好的水穩(wěn)性和抗凍性能，養(yǎng)護(hù)階段所需時間少，具有較高強(qiáng)度。大量工程實(shí)踐表明，水穩(wěn)碎石基層存在一定缺陷，比如干縮裂縫情況。為了不會對混合料強(qiáng)度造成不利影響，又能提升基層的抗裂性能，在混合料選擇時，要求選擇振動壓實(shí)方式成型的骨架結(jié)構(gòu)混合料。在應(yīng)用時，必須對用水量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，保證水穩(wěn)碎石基層質(zhì)量符合施工要求[2]。

2.2 C20素混凝土

若路面基層采用素混凝土，則其特點(diǎn)在于早期強(qiáng)度、剛度較高，且整體性、穩(wěn)定性能良好，在養(yǎng)護(hù)階段所需時間少等。此外，在使用中發(fā)現(xiàn)，素混凝土基層對路面整體承載力的提升十分有利，但其缺點(diǎn)在于極易形成反射裂縫。

2.3 密級配瀝青穩(wěn)定碎石ATB混合料

在此類材料中的骨架主要是由粗集料嵌鎖而成，空隙需填充細(xì)集料，其高溫抗變形能力很強(qiáng)。采用此類材料作為路面基層，可以有效提升路面的穩(wěn)定性及抗疲勞能力。目前，此類材料在重載交通道路上應(yīng)用較多，尤其是高速公路。

2.4 廠拌冷再生

相比其他方式，廠拌冷再生具有良好的環(huán)保效益，可充分回收利用廢舊路面材料，能夠大幅減少資源消耗，降低污染。廠拌冷再生要求通過破碎、篩分等一系列工序，將運(yùn)送到拌和廠的回收瀝青材料在常溫條件下與其他材料進(jìn)行均勻拌合。若路面基層或底基層施工采用此方式，可以有效修復(fù)路面病害。

針對4種不同基層回填材料的處治效果、施工難易程度等方面進(jìn)行了對比分析，如表1所示，綜合考慮后選用了水泥穩(wěn)定碎石。

3 水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝流程

3.1 施工準(zhǔn)備

3.1.1 采購原材料

原材料進(jìn)入施工現(xiàn)場前期，需要嚴(yán)控材料質(zhì)量，實(shí)地考察原材料的生產(chǎn)廠家。通過自檢的方式對所有進(jìn)場的每一批材料按照施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)的檢查，并控制好檢測的頻次。在檢驗(yàn)合格的情況下，還需有關(guān)部門進(jìn)行抽檢。全部確定合格才能采用上料用于施工。

3.1.2 準(zhǔn)備下承層

基層鋪設(shè)前，要清理干凈底基層，將其表面的雜物、浮土等清除，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求確定基層面的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，比如標(biāo)高、平整度、橫坡度等，待保證符合規(guī)定后，才能進(jìn)行基層施工[3]。為了保證基層施工質(zhì)量，需提前將一定量的水灑在底基層表面，確保施工過程中，下基層表面濕潤，便于施工控制。

3.1.3 測量施工及支模

待下承層高程檢查無誤，需要每隔20 m在路面中樁、邊樁位置確定樁位，并通過計(jì)算公式確定施工厚度。抄平后，需及時確定施工線位置。要求拉緊施工鋼線，盡可能降低兩樁間的擾度。攤鋪每層基層混合料前，需設(shè)置外模，即將18#槽鋼設(shè)置到設(shè)計(jì)攤鋪邊線外10 cm位置，為了固定，需將φ25鋼筋按照50 cm間距設(shè)置到槽鋼外側(cè)。

3.2 廠拌施工

廠拌施工前，需要對拌和設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，確保運(yùn)行正常，無異常。調(diào)試時，要準(zhǔn)確找到所有料斗閥門的開啟度，保證配合比設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，對所有原材料的流量-開度曲線進(jìn)行測定。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)率、材料設(shè)計(jì)質(zhì)量比等要素，將材料各自要求的流量準(zhǔn)確計(jì)算出來，并由流量-開度曲線上，找出每一個閥門的刻度。相比含水量最佳值，拌和中的含水量稍微大一些，這樣才能確保運(yùn)送到施工現(xiàn)場攤鋪后，混合料在碾壓過程中含水量滿足施工要求。

3.3 運(yùn)輸施工

采用自卸汽車將拌和好的混合料運(yùn)送到施工場地，按照拌和生產(chǎn)能力、攤鋪能力情況，合理控制運(yùn)輸車輛的數(shù)量，保證攤鋪機(jī)前有2～3輛運(yùn)料車等候施工用料。裝車過程中，應(yīng)確保車斗內(nèi)裝載高度一致，不得一頭過高或過低，不均勻，可以有效避免出現(xiàn)混合料離析問題。

為了避免混合料粘黏車廂，需均勻涂刷隔離劑。為了避免運(yùn)輸環(huán)節(jié)水分蒸發(fā)太快，可將塑料布覆蓋到車廂上面。在已完成的鋪筑層表面上運(yùn)料車通行時，應(yīng)保持勻速、緩慢前行，嚴(yán)禁出現(xiàn)急剎車、急轉(zhuǎn)彎現(xiàn)象。材料拌合好之后，要盡快運(yùn)送到施工現(xiàn)場進(jìn)行攤鋪，一般情況下，出料到攤鋪碾壓成型，所需時間必須控制在3 h以內(nèi)。

3.4 攤鋪施工

在本次水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，需要采用兩層設(shè)計(jì)，每層厚度為18 cm，松鋪系數(shù)為1.33，松鋪厚度為24 cm。攤鋪前，要通過灑水保濕的方式濕潤下層結(jié)構(gòu)層表面，并根據(jù)松鋪厚度，將同厚度的木板設(shè)置在熨平板底部。檢查攤鋪機(jī)各部件的運(yùn)行狀況，確保各項(xiàng)參數(shù)均可滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

兩臺攤鋪機(jī)需有一定重疊寬度，本工程設(shè)定為30 cm。為了防止出現(xiàn)施工縱縫，攤鋪速度應(yīng)與拌和機(jī)的實(shí)際產(chǎn)量相匹配，保證行駛過程的連續(xù)性。攤鋪機(jī)應(yīng)呈梯隊(duì)方式施工，保證前后2臺攤鋪機(jī)的速度、攤鋪厚度、松鋪系數(shù)等均相同，同時還要確保攤鋪接縫平整。

攤鋪速度應(yīng)保持勻速，為1 m/min左右，不得隨意暫停。緊跟攤鋪機(jī)之后，為了將細(xì)集料離析問題清除，需要指派專人負(fù)責(zé)將局部粗集料“窩”鏟除，并及時填補(bǔ)新拌混合料。

3.5 碾壓施工

完成上述施工后，便可進(jìn)行碾壓施工。路段不同，則碾壓方式也會有所不同。

線路段碾壓順序應(yīng)按照由中心向兩側(cè)碾壓。超高路段碾壓順序則應(yīng)由低處碾壓到高處。碾壓時，前后兩個碾壓段需要有一定重疊，一般為1/2輪寬，保證每層碾壓的寬度、厚度均可符合規(guī)定要求。碾壓施工后，要保證表面平整，無明顯輪跡，且符合施工規(guī)定。針對無法很好碾壓到的死角位置，可采用振動平板夯進(jìn)行夯實(shí)。

在本次碾壓施工中，所采用的碾壓設(shè)備為20 t振動壓路機(jī)。碾壓時，先進(jìn)行1遍靜壓，隨后進(jìn)行1遍弱振，之后進(jìn)行4遍強(qiáng)振，最后通過膠輪壓路機(jī)進(jìn)行1遍收面處理。

3.6 接縫處理

在上層施工時，上下兩層的橫向接縫不得重疊，需錯開一些。攤鋪混合料時，嚴(yán)禁中斷，應(yīng)保持?jǐn)備伒倪B續(xù)性。若無法避免，因故中斷攤鋪施工，應(yīng)橫向切齊末端混合料，將2根方木緊緊挨著混合料放置，方木的高度應(yīng)等同于混合料的壓實(shí)厚度，并保證末端混合料整平，且與設(shè)計(jì)高程相符。此外，通過砂礫、碎石等材料回填方木的另一側(cè)，相比方木高度，其高度應(yīng)略多一些。按照高程把混合料碾壓密實(shí)，隨后去除方木、砂礫，并清理干凈底基層[4]。

單機(jī)攤鋪時，若無法達(dá)到路寬規(guī)定，就需要通過雙機(jī)聯(lián)鋪的方式，及時將縱向施工縫消除。但與單機(jī)布料器相比，交縫區(qū)域當(dāng)中兩機(jī)布料的均勻性、一致性較差，主要原因在于兩臺攤鋪機(jī)很難保證布料寬度完全相同。因此，需要錯開上下基層交縫區(qū)，從而提高基層的整體性。

3.7 養(yǎng)護(hù)

碾壓施工后，待密實(shí)度檢驗(yàn)符合施工規(guī)定，需及時進(jìn)入養(yǎng)護(hù)階段。要求將一層無紡?fù)凉げ几采w到路面基層的碾壓面，并利用灑水車及時灑水濕潤，可根據(jù)當(dāng)天的氣溫等條件確定灑水次數(shù)。在整個養(yǎng)護(hù)周期內(nèi)，要保證表面始終濕潤。一般來講，基層每層的養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)控制在7 d以上，在此期間，不允許交通通行。待完成養(yǎng)生后，才能開放交通。

4 瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量控制

4.1 材料控制

水泥穩(wěn)定碎石基層當(dāng)中，集料是主要組成材料，其強(qiáng)度的高低直接影響工程質(zhì)量。為此，在集料選擇當(dāng)中，要選擇堅(jiān)硬、耐久性良好的材料。粗集料選擇時，要保證符合設(shè)計(jì)要求，大石料的含量不宜太多，防止在后期施工中出現(xiàn)混合料離析問題。因此，必須合理控制粗集料的最大粒徑，要求不得超過31.5 mm。對于細(xì)集料，其控制重點(diǎn)應(yīng)放在0.075 mm以下的含量上。若此類材料過多，不僅會對水穩(wěn)層的強(qiáng)度造成不利影響，甚至?xí)霈F(xiàn)水穩(wěn)層開裂現(xiàn)象。為此，必須嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)，確保進(jìn)場的材料均滿足規(guī)定要求。

4.2 水泥劑量控制

施工階段，在水泥穩(wěn)定碎石材料中，還要做好水泥劑量控制工作。一般來講，若水泥劑量不足，會影響水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度，無法滿足承載力需求。若水泥劑量太多，不僅會導(dǎo)致材料浪費(fèi)，還會出現(xiàn)基層開裂現(xiàn)象，破壞面層結(jié)構(gòu)。為此，在施工中，必須嚴(yán)控水泥用量，若出現(xiàn)偏差過大，需及時調(diào)整，避免因水泥劑量問題，導(dǎo)致施工離散性。

4.3 含水量控制

在水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，混合料含水量的大小對混合料的強(qiáng)度和干縮應(yīng)變有很大影響。含水量過小，難以碾壓密實(shí)，影響混合料的強(qiáng)度，且容易產(chǎn)生松散、起皮、裂紋等質(zhì)量缺陷。含水量過大，碾壓時容易產(chǎn)生“彈簧”現(xiàn)象，混合料壓不實(shí)。混合料大量蒸發(fā)散失水分，容易產(chǎn)生嚴(yán)重的干縮裂縫。實(shí)踐證明，拌制混合料含水量宜略大于最佳含水量，一般可控制大于1%～2%左右，使混合料運(yùn)到現(xiàn)場攤鋪后碾壓時的含水量不小于最佳含水量（不大于最佳含水量的1%為宜）。

5 結(jié)束語

在公路運(yùn)營期間，由于行車荷載和自然因素的反復(fù)作用，加上服務(wù)時間的持續(xù)增加，路面服務(wù)水平持續(xù)下降，為了保證道路技術(shù)狀態(tài)良好，需定期根據(jù)路面路況實(shí)際情況進(jìn)行必要的維修養(yǎng)護(hù)。在瀝青路面基層當(dāng)中，水泥穩(wěn)定碎石基層因其優(yōu)異的特性得到了廣泛應(yīng)用。為此，在施工中，必須規(guī)范施工工藝流程，加大質(zhì)量控制力度，全面提升工程建設(shè)質(zhì)量，延長公路施工壽命。

參考文獻(xiàn)

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