道路工程水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)研究

摘要：針對水泥穩(wěn)定碎石基層施工存在的應(yīng)變和位移變化較大問題，對道路工程水泥穩(wěn)定碎石路面的施工技術(shù)進(jìn)行研究。基于真實(shí)的公路工程案例，在了解設(shè)計(jì)要求基礎(chǔ)上，從水泥、粗細(xì)集料和水細(xì)節(jié)入手，制備水泥穩(wěn)定碎石混合料，并利用試驗(yàn)路段檢測水泥穩(wěn)定碎石混合料的性能。在施工階段，明確施工基準(zhǔn)后，采取梯隊(duì)形式進(jìn)行連續(xù)攤鋪，以YZ20壓路機(jī)和XP261輪胎式壓路機(jī)作為碾壓設(shè)備，進(jìn)行碾壓施工。采用應(yīng)力-應(yīng)變傳感器采集到數(shù)據(jù)，測試結(jié)果顯示，各項(xiàng)指標(biāo)均能夠達(dá)到道路施工要求。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石；基層；混合料；梯隊(duì)形式；連續(xù)攤鋪

0 引言

水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)在道路工程中應(yīng)用廣泛，其涉及多個(gè)步驟，且控制的參數(shù)較多，受到施工影響因素較多[1-2]，由此導(dǎo)致道路施工質(zhì)量難度較大，且存在位移較大等問題[3]。

針對該問題，不少相關(guān)學(xué)者展開了研究。蘭麗梅[4]等人研究了道路工程建設(shè)中的多孔玄武巖水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)，結(jié)合水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)原理、優(yōu)勢、應(yīng)用要點(diǎn)，對施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。李陽[5]分析了水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)在市政道路中的應(yīng)用要點(diǎn)。陳煜熠[6]等人研究了水泥穩(wěn)定碎石基層攤鋪碾壓施工技術(shù)，闡述水穩(wěn)基層攤鋪碾壓施工要點(diǎn)，從兩種施工工藝出發(fā)，分析試驗(yàn)路段的數(shù)據(jù)，總結(jié)得出水泥穩(wěn)定碎石基層的質(zhì)量控制方法。

上述施工技術(shù)在應(yīng)用后均存在一定的應(yīng)變，且位移相對，施工質(zhì)量未達(dá)到預(yù)期效果。基于上述技術(shù)存在的局限性，即位移較大的問題，本文以實(shí)際的工程案例為依托，設(shè)計(jì)了具體的施工技術(shù)，并檢驗(yàn)了設(shè)計(jì)施工技術(shù)的應(yīng)用效果。

1 工程概況

研究項(xiàng)目位于南寧市武鳴區(qū)核心地帶，涵蓋三條主要道路，即武鳴大道北段、學(xué)府路延伸段以及和鳴路。項(xiàng)目總建設(shè)里程為580.2m，其為區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)的完善提供有力支撐。

武鳴大道北段作為項(xiàng)目的重要組成部分，以南北走向貫穿城區(qū)，其建設(shè)長度為108.5m。該道路規(guī)劃紅線寬度為32m，采用雙向四車道設(shè)計(jì)，不僅要滿足當(dāng)前交通流量的需求，還為未來交通發(fā)展預(yù)留了空間。通過優(yōu)化道路布局和提升通行能力，武鳴大道北段將成為連接城區(qū)南北的重要交通干線，對于促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和改善居民出行條件具有重要意義[7]。學(xué)府路延伸段作為項(xiàng)目的另一關(guān)鍵部分，呈現(xiàn)出東西走向，其建設(shè)長度為378.9m。該道路紅線寬度為28m，同樣采用雙向四車道設(shè)計(jì)。

隨著周邊區(qū)域的快速發(fā)展，交通需求日益增加，學(xué)府路延伸段的建設(shè)將有效緩解交通壓力，提升道路通行效率。同時(shí)，該道路的建設(shè)還將進(jìn)一步完善區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)，為周邊居民提供更加便捷、舒適的出行環(huán)境[8]。

和鳴路作為本項(xiàng)目中的另一條重要道路，同樣呈現(xiàn)出東西走向，其長度為92.8m。該道路紅線寬度為40m，采用雙向六車道設(shè)計(jì)，以滿足未來交通流量的增長需求。和鳴路的建設(shè)將進(jìn)一步提升該區(qū)域的交通通行能力，加強(qiáng)與周邊地區(qū)的聯(lián)系，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)同發(fā)展。

2 水泥穩(wěn)定碎石混合料制備

2.1 攪拌

在水泥穩(wěn)定碎石混合料攪拌時(shí)，采用配備4個(gè)料斗的WCZ-600型攪拌設(shè)備作為攪拌裝置，通過自動(dòng)投料和電子計(jì)量功能，控制每小時(shí)混合料產(chǎn)出量[9]。

在水泥穩(wěn)定碎石混合料制備前，先進(jìn)行試拌操作，確保所有指標(biāo)均達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后，開始正式攪拌。攪拌過程中，使用的水泥材料為PO32.5級復(fù)合硅酸鹽水泥，配合比為3.5。粒度為16.0～31.5mm碎石的配合比例為28，粒度為9.5～19.0mm碎石的配合比例為20，粒度為4.75～9.5mm碎石的配合比例為20，粒度為0～4.75mm石屑的配合比例為31。含水量為3.7%。

將產(chǎn)出的混合料放入料倉內(nèi)，料倉裝滿后轉(zhuǎn)至運(yùn)輸車，在該過程中需要確保連續(xù)、高效的作業(yè)流程，避免混合料離析和結(jié)塊。

2.2 試驗(yàn)路段檢測

為確保制備水泥穩(wěn)定碎石混合料的路用性能，本文在試驗(yàn)路段開展檢測。

2.2.1 水泥劑量控制

在試驗(yàn)路段施工過程中，采用滴定法作為檢測水泥劑量的主要手段。具體而言，以2次/h的頻率進(jìn)行抽樣檢測，確保每次抽樣的代表性。通過對比分析實(shí)際水泥用量與理論值之間的一致性，及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)，確保水泥劑量的精確控制。

2.2.2 含水量監(jiān)測與調(diào)整

設(shè)置專門的負(fù)責(zé)人進(jìn)行含水量的不定期抽樣檢測，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理混合料中的不正常狀況。此外，為了彌補(bǔ)攤鋪及碾壓過程中可能出現(xiàn)的水分損耗，嚴(yán)格控制拌和料的含水率，使其比理想含水率高出0.5%～1.0%左右。

3 水泥穩(wěn)定碎石基層施工

3.1 施工前準(zhǔn)備工作

3.1.1 清潔并潤濕路面

在水泥穩(wěn)定碎石基層施工道路下承層準(zhǔn)備階段，全面處理基礎(chǔ)施工層，確保路床表面平整、密實(shí)，無浮土、松散及軟彈點(diǎn)，并在攤鋪前灑水濕潤下承層，保證路基表面平整，密實(shí)，無浮土，無松散及有彈性的彈痕，提升與水泥穩(wěn)定碎石的粘結(jié)效果。考慮到施工過程可能出現(xiàn)塌陷情況，在道路的內(nèi)側(cè)和外側(cè)設(shè)置與結(jié)構(gòu)層相結(jié)合的混凝土預(yù)制板。

3.1.2 放樣與掛線

施工放樣階段，復(fù)核道路中線無誤后，以每10m為基準(zhǔn)，設(shè)置斷面，確定每一段中樁的位置。確定邊樁的位置，并檢測路面的寬度、橫坡比等，確保滿足設(shè)計(jì)要求。在檢測達(dá)標(biāo)后，開展掛線處理。根據(jù)設(shè)計(jì)的松鋪厚度及路面設(shè)計(jì)標(biāo)高的要求。樁位掛線時(shí)，選用鋼絲拉線作為主要標(biāo)定工具。為確保掛線的準(zhǔn)確性，每隔10m設(shè)置了一個(gè)支撐點(diǎn)。

3.2 攤鋪?zhàn)鳂I(yè)

3.2.1 攤鋪機(jī)選型與參數(shù)設(shè)置

在攤鋪施工過程中，本文選用兩臺(tái)RP951A型攤鋪機(jī)，以4m/min的恒定速度，采取梯隊(duì)形式進(jìn)行連續(xù)攤鋪。兩臺(tái)機(jī)器在振搗頻率均為100次/min。橫坡度均為5.0°，攤鋪厚度設(shè)置為5.0cm，松鋪系數(shù)設(shè)為2.50，平整度控制標(biāo)準(zhǔn)在±3.0mm范圍內(nèi)。

3.2.2 攤鋪?zhàn)鳂I(yè)前準(zhǔn)備工作

在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的起點(diǎn)，根據(jù)預(yù)定的松鋪厚度設(shè)置好攤鋪機(jī)熨平板，并在其下方兩側(cè)精確放置厚度為5.0cm的硬質(zhì)木板，以確保攤鋪厚度的準(zhǔn)確性。同時(shí)，為了有效應(yīng)對大、中粗骨料可能出現(xiàn)的離析問題以及部分粗骨料易“窩”的現(xiàn)象，在攤鋪機(jī)的后部配備了專業(yè)的技術(shù)人員，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)整攤鋪機(jī)的工作狀態(tài)，確保攤鋪質(zhì)量。

3.2.3 卸料與攤鋪

在運(yùn)料車輛到達(dá)現(xiàn)場時(shí)，必須嚴(yán)格按照規(guī)定操作。將車輛停放在距離攤鋪機(jī)10～30cm的適當(dāng)位置，并掛上空擋等候。隨著攤鋪機(jī)的逐步接近，運(yùn)料車駕駛員需緩慢地將混合料倒進(jìn)攤鋪機(jī)的料斗內(nèi)，隨后通過攤鋪機(jī)均勻、連續(xù)地向前推進(jìn)。

在開始攤鋪前須至少有5臺(tái)運(yùn)料車到場，以確保原材料供應(yīng)的充足與及時(shí)。在整個(gè)攤鋪施工過程中，卸料與攤鋪環(huán)節(jié)緊密相連，同步進(jìn)行。當(dāng)運(yùn)料車抵達(dá)指定位置并完成卸料后，立即駛離作業(yè)區(qū)域，以避免對后續(xù)工作造成干擾。同時(shí)，另一輛運(yùn)料車已在待命狀態(tài)，按照既定的流程迅速接替，繼續(xù)完成卸料任務(wù)。為保障攤鋪施工的順利進(jìn)行，安排專人進(jìn)行指揮與協(xié)調(diào)，確保各環(huán)節(jié)之間的銜接緊密，避免出現(xiàn)任何延誤或中斷。在攤鋪過程中，注重控制攤鋪速度和厚度，確保每層攤鋪均勻、密實(shí)。同時(shí)，對攤鋪質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，立即采取措施進(jìn)行調(diào)整，保障攤鋪的連續(xù)性。

3.3 碾壓作業(yè)

在碾壓施工階段，本文設(shè)置碾壓段長度在40.0～60.0m區(qū)間范圍內(nèi)。在沒有超高的路段，采用由外路肩向路心逐步碾壓的方式進(jìn)行碾壓。在超高平曲線施工路段，按照由內(nèi)路肩向外推進(jìn)的方式進(jìn)行碾壓。

考慮到碾壓過程中可能受到客觀環(huán)境因素的影響，水泥穩(wěn)定碎石基層表面有時(shí)會(huì)出現(xiàn)干燥現(xiàn)象。為確保壓實(shí)施工在最優(yōu)含水率條件下進(jìn)行，在其工作前對基層表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)膰娝幚恚员３只鶎拥臐駶櫊顟B(tài)。

具體的壓實(shí)方案如表1所示。按照表1所示的壓實(shí)施工方案，本文在碾壓過程中，控制輪寬重疊程度為1/2，并保持作業(yè)均勻、速度穩(wěn)定，確保壓實(shí)效果，提高施工質(zhì)量。

4 施工效果驗(yàn)收

在分析水泥穩(wěn)定碎石基層施工效果時(shí)，在施工路段內(nèi)隨機(jī)選擇5個(gè)點(diǎn)位（樁號分別為WM18+650、WM18+245、WM18+570、WM20+250、WM20+445）的結(jié)構(gòu)層，布設(shè)應(yīng)力-應(yīng)變傳感器裝置監(jiān)測其穩(wěn)定性。

在每個(gè)橫斷面上，將傳感裝置分為3層進(jìn)行布設(shè)。在驗(yàn)收方案，對水泥穩(wěn)定碎石基層施加不同強(qiáng)度的荷載，并通過對收集到的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，研究水泥穩(wěn)定碎石路面的實(shí)際使用性能。驗(yàn)收數(shù)據(jù)結(jié)果如表2所示。

結(jié)合表2所示的驗(yàn)收結(jié)果可以看出，在本文設(shè)計(jì)的水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)下，隨著荷載強(qiáng)度的增加，水泥穩(wěn)定碎石基層表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性，對應(yīng)的應(yīng)變和位移均未出現(xiàn)明顯的大幅變化，結(jié)合道路施工相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行分析，能夠達(dá)到施工要求。

5 結(jié)束語

水泥穩(wěn)定碎石路面的施工工藝在公路建設(shè)中占有舉足輕重的地位，研究該施工技術(shù)對提高公路工程的綜合質(zhì)量有著十分重要的作用。該技術(shù)能夠有效地分散車輛行駛時(shí)產(chǎn)生的荷載，提高道路的承載能力和使用壽命，進(jìn)一步提高水泥穩(wěn)定碎石基層的性能和質(zhì)量。通過本文的研究，以期為道路工程的安全、穩(wěn)定和持久運(yùn)行提供有力保障。

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