公路路面結構中基層水泥石灰綜合穩定土施工技術研究

陳潤東

摘要：水泥石灰綜合穩定土常被用作路面工程的基層與底基層，其施工質量的好壞直接影響路面性能。結合實際工程，闡述素土攤鋪、水泥石灰的摻加與拌和、整修等施工要點。為了驗證施工技術的可行性，并對其進行溫縮試驗。溫縮試驗結果表明，工后基層水泥石灰綜合穩定土溫縮系數為20.62με，具有優越的抵抗溫度收縮開裂性能，驗證了本文研究施工技術的有效性。

關鍵詞：公路路面結構；基層；水泥石灰綜合穩定土；施工技術

0? ?引言

近年來，為了響應國家倡導的節約資源、保護環境的方針政策，在公路施工中逐漸降低了砂石料的消耗量，更多的應用水泥石灰綜合穩定土來修建路面結構的基層和底基層。然而水泥石灰具有強度低、穩定性差等特征，在實際公路路面工程中常發生干縮、裂縫等現象。與此同時，水泥石灰在與素土拌和過程中，如果石灰未充分消解，會因體積膨脹造成修建完成的路面基層出現鼓包等問題。

水泥石灰綜合穩定土常被用作路面工程的基層與底基層，其施工質量的好壞直接影響路面性能。采用水泥石灰綜合穩定土建設路面工程基層和底基層，雖然可以節約自然砂石資源，但通常會大大提升工程造價，難以保障我國公路工程的經濟效益，所以有必要對公路路面結構中基層水泥石灰綜合穩定土施工技術進行深入研究。本文結合實際工程，闡述素土攤鋪、水泥石灰的摻加與拌和、整修等施工要點。為了驗證施工技術的可行性，并對其進行溫縮試驗。

1? ?工程概況

某國道是我國規劃的“三橫九縱十二出口”公路骨架中的關鍵部分，其全長1025km，途徑兩個省份。隨著我國城市化進程的加速，該國道已經無法滿足這兩個省份的經濟發展需求，所以需要根據城市規劃，將其改建成一級公路。本次研究主要依托于該國道改建項目中第四標段的路面結構施工項目。國道主線采用雙向四車道，全路段路基設計寬度為28m，路面設計寬度為24m，按我國一級公路標準改建，路面結構中基層采用水泥石灰綜合穩定土。

2? ?基層水泥石灰綜合穩定土施工要點

2.1? ? 施工準備

在正式施工之前，需要做好施工準備工作[1]。

2.1.1? 物資與人員準備

首先做好技術與現場材料、設備的準備，以保障施工現場交通安全暢通、用電、用水設備齊全。同時制定相應的應急措施，然后安排技術人員到崗就位，進行技術交底。

2.1.2? ?路面結構缺陷處理

在正式施工之前，需對公路路面結構進行檢查，如果存在松散、車轍、坑洼等現象，需要預先進行挖除加固處理，以此確保水泥石灰綜合穩定土施工質量不會受外界因素干擾。

2.1.3? ?放樣

在路基各項指標檢測評定合格后，開始進行施工放樣。在施工人員將公路中心線恢復后，對當前公路路面的高程進行復核，然后根據公路路面設計寬度，在路床兩側分別撒上一條白灰線，當作邊線，以便后續素土攤鋪施工控制。與此同時，在路床兩側邊線50cm距離之外，設置一排施工邊樁，每一個樁身之間的距離控制在15m左右，據此控制施工路基的高程。在檢查邊線與樁身位置無誤后進入下一道工序。

2.2? ? 素土攤鋪

2.2.1? 施工前灑水

水泥石灰綜合穩定土基層施工的第一步就是素土攤鋪，攤鋪之前對路基表面少量灑水，以此提升素土攤鋪質量[2]。

2.2.2? ?運輸車選型與作業

根據施工現場實際情況，采用較大噸位的自卸汽車運輸土料。在汽車裝料前確保車廂干凈整潔，不能存在顆粒較大的石塊等，以免影響素土攤鋪效果。

在運輸車進入施工區域開始放料時，需要分次挪動運輸車位置，避免出現粗細集料離析現象，如圖1所示。在運輸車進場之前，需要使用篷布將土料覆蓋，避免受到污染，只有現場卸料時才能取下篷布。

2.2.3? ?攤鋪作業

一般來說，素土攤鋪質量不僅與放料有關，還受攤鋪機性能的影響，所以本次施工之前需要對攤鋪機進行全面檢查，避免設備工作過程中出現故障，影響素土攤鋪效果。同時結合公路路面結構中基層施工實際情況，確定攤鋪機施工的相關作業參數。

在采用攤鋪機進行素土攤鋪過程中，需要綜合考慮攤鋪離析、縱向接縫等因素，一般將素土最大攤鋪寬度設置在5m以下。本次水泥石灰綜合穩定土基層工程量較大，可以采用多臺攤鋪機呈梯隊模式進行素土攤鋪。此過程中做好不同施工段素土接縫處理，防止基層在后續使用過程中出現縱向開裂。

2.2.4? ?含水量檢測與壓實

初步布土完成后，及時測定素土含水量，如果含水量較低需要進行灑水工作，并將土料翻拌均。直到含水量達到施工要求后，采用壓路機對素土進行初壓，并通過拉線方式控制素土壓實度，直至素土厚度滿足施工設計要求，進行下一道工序。

2.3? ?水泥石灰的摻加與拌和

2.3.1? ?水泥石灰材料制備

本次水泥石灰綜合穩定土施工最重要的工序就是水泥石灰的摻加與拌和[3]。本次施工采用普通硅酸鹽水泥，并取細度40%以上、燒失量1.8%以上，且各項指標符合規范要求的粉煤灰進行拌和。一般來說，水泥與粉煤灰制備的綜合穩定土后續應用過程中易出現開裂問題，為了提升水泥石灰綜合穩定土的性能，本次施工在里面添加一定的土壤固化劑。

在正式拌和之前，需要確定相關參數進行試拌和。對試樣進行一周的抗壓、抗拉等項目檢測，得到本次施工制備的水泥石灰綜合穩定土性能指標如表1所示。

2.3.2? ?摻加與拌和作業要點

確定水泥石灰綜合穩定土性能符合施工要求后，開始正式進行撒布水泥石灰施工[4]。施工人員嚴格按照設計要求，指揮水泥石灰撒布位置與用量，并使用平地機將其整平。如果存在不平整的位置，需要人工進行填補，以確保摻和水泥石灰的均勻性。

在水泥石灰攤鋪之后，采用路拌機進行拌和。為保障水泥石灰綜合土拌和效果，本文采用分層拌和的方式。首先在路拌機下齒深度為3cm左右的位置進行拌和，然后在下齒與下層面之間距離2cm左右的位置進行第二遍的拌和，一些邊角部位如果路拌機無法進行施工，采用人工方式進行拌和，確保水泥石灰綜合穩定土的均勻性與顆粒大小符合施工要求。

2.4? ?整修

本次水泥石灰綜合穩定土施工的最后一道工序就是對拌和成功的綜合穩定土進行整修[5]，其流程包括2項：一是采用振動成型壓實設備將其表面整平、壓實，二是灑水養護。

2.4.1? ?采用壓路機整平、壓實

首先根據水泥石灰綜合穩定土施工的實際情況，選擇合適的振動壓路機設備。振動壓實機的頻率、振幅等參數，都會對綜合穩定土的壓實效果產生影響，所以在現場施工之前，需要提前設置好壓實機的運行參數，確保達到最佳壓實效果。

2.4.2? ?灑水養護

在水泥石灰綜合穩定土碾壓過后，需要對基層壓實度進行檢測，確認無誤后對路面結構進行灑水養生。養生周期為一周，此期間采用土工膜覆蓋路面結構，防止因陽光暴曬造成路面發生裂縫。如果施工處于高溫天氣，需要加大灑水量，至此本次公路路面結構中基層水泥石灰綜合穩定土施工結束。

3? ?性能檢測

3.1? ?確定試驗類型

本章主要通過對水泥石灰穩定土做性能檢測，來驗證本文研究施工技術的有效性。由于該公路所處環境較為惡劣，晝夜溫差較大，所以本文主要對水泥石灰綜合穩定土做溫縮試驗，來判斷工后公路的路用性能。溫縮試驗主要用于測定水泥石灰綜合穩定土的溫縮系數，從而評定穩定土在溫度變化過程中的變形情況，以此判斷該基層的體積穩定性。

3.2? ?試驗過程

先根據實際施工情況，在實驗室內制作水泥石灰穩定土試件，成型尺寸為80mm×80mm×100mm，試件需要與實際穩定土基層保持一致。同時制作未添加外加劑的基準水泥石灰綜合穩定土試件作為試驗對照組，該試件制作方法、尺寸和試驗組試件保持一致。

在溫縮試驗正式開始之前，對各試件進行養生處理，以標準養生條件對試件養護一周，一周后將其放入水中，浸水一天后烘干至恒重。最后根據我國公路工程穩定材料試驗規程，在-20～40℃范圍內進行溫縮試驗。

水泥石灰綜合穩定土試件溫縮試驗如圖2所示。本次溫縮試驗中每組3個試件，試驗過程中記錄并計算出各試件的溫縮系數，以此判定試件的抵抗開裂性能。

4? ?結果分析

本次水泥石灰綜合穩定土的溫縮試驗結果如表2所示。由表2可知，隨著試驗溫度的不斷升高，各試件的溫縮系數呈下降狀態。其中試驗組中各試件的溫縮系數平均值為20.62με，較對照組平均值降低了6.02με。

溫縮系數越小說明該試件的溫度收縮變形越小。在試驗組試件與對照組試件材料彈性模量以及試驗溫度降幅一致條件下，采用本文施工技術制作的試件溫縮系數更小，其產生的溫度應力更小，表明該試件的抵抗溫度開裂性能較好。

由此進一步說明，在公路路面結構所處溫度水平相同的情況下，適當添加外加劑，可以降低水泥石灰綜合穩定土溫縮系數，顯著增強路面基層抵抗溫度收縮開裂性能。本文研究的公路路面結構中基層水泥石灰綜合穩定土施工技術有效，工后路面結構中基層的體積穩定性良好。

5? 結束語

在公路路面結構工程中，常采用成本低廉、環境友好的水泥石灰綜合穩定土來修建基層，本文從實際公路項目角度出發，深入研究了基層水泥石灰綜合穩定土施工技術。著重控制水泥石灰配比與拌和流程，以將路面結構中基層工程造價控制在更低范圍內，提升工程項目的經濟效益與環境效益。同時對水泥石灰綜合穩定土進行了路用性能檢測，驗證了本文研究施工技術的可行性與可靠性，為水泥石灰綜合穩定土的大規模推廣應用奠定了理論基礎。

參考文獻

[1] 方中明，張瑞坤，石名磊.石灰鐵尾礦砂穩定土工程特性研究[J].公路工程，2021，46（3）：142-148.

[2] 南雪麗，姬建瑞，魏定邦，等.石灰石粉對超高強水泥基材料流變特性的影響[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2022，41（5）：100-106.

[3] 薛艷華，高明星，袁飛龍，等.聚丙烯酰胺對石灰穩定土早期強度和破壞形式的影響[J].復合材料學報，2021，38（4）：1283-1291.

[4] 唐志，賈旭秀，王德輝.石灰石粉在水泥漿抗氯離子滲透性中的作用機理[J].鐵道科學與工程學報，2022，19（9）：2647-2653.

[5] 侯世偉，張飛，張皓，等.石灰石煅燒煤矸石水泥處理鎳污染土的固化特性[J].防災減災工程學報，2022，42（5）：986-992.