柳南高速公路基層施工技術與質量控制措施

李建榮

摘要：文章結合柳南高速公路工程實例，從水泥穩(wěn)定碎石基層的施工準備、試驗施工、正式施工三個方面分析基層施工技術，并提出了水泥穩(wěn)定碎石基層施工的相關質量控制措施。

關鍵詞：高速公路;水泥穩(wěn)定碎石;基層;施工技術;質量控制

0 引言

我國的高速公路建設長期以來保持著快速發(fā)展勢頭，在高速公路建設工程中通常選擇半剛性路面基層建設方案，主要采用水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術。水泥穩(wěn)定碎石基層材料來源豐富充足，施工后基層初期強度大且后期增量顯著，整體保持高強度，具有突出的水穩(wěn)性與抗凍性，力學結構與性能長期擁有出色表現(xiàn)。隨著施工技術的不斷優(yōu)化與施工質量的有效控制，水泥穩(wěn)定碎石基層的高質量施工為公路路面質量與整體使用壽命提供了保障，因此，進一步探討水泥穩(wěn)定碎石基層的施工技術與質量控制，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 工程項目概況

柳州經(jīng)合山至南寧高速公路（簡稱柳南高速），是《廣西高速公路網(wǎng)規(guī)劃修編（2010—2020）》“六橫七縱八支線”高速公路網(wǎng)中“七縱”桂林—柳州—南寧公路的重要組成部分。項目起于柳州市洛滿鎮(zhèn)附近，接三江至柳州高速公路，終于南寧市五塘鎮(zhèn)，接南寧外環(huán)高速公路，路線全長200.019 km，同步建設8條連接線113.258 km。項目主線按四車道高速公路標準修建，瀝青混凝土路面，設計速度為120 km/h，路基寬段為26.5 m。本文主要對該高速公路12標段水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術與質量控制措施進行分析。

2 水泥穩(wěn)定碎石基層施工準備技術

2.1 基層材料的技術指標

柳南高速公路12標段水泥穩(wěn)定碎石基層的主要材料包括水泥、碎石、水等。其中水泥采用強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥，從初凝到終凝的反應時間較長，初凝時長>3 h，6 h<終凝時長<10 h。

碎石材料是水泥穩(wěn)定碎石基層施工應用中的堅硬骨料，要求其具有良好的級配技術指標，應考慮最大粒徑、壓碎占比率、有機物質含量、塑性指數(shù)、軋制巖石強度、硫酸鹽含量、液限等項目的技術要求[1]。柳南高速公路12標段的水泥穩(wěn)定碎石混合料級配范圍如表1所示，其混合料技術要求如表2所示。

2.2 混料配比設計試驗

柳南高速公路12標段水泥穩(wěn)定碎石基層混合料配合比按水泥∶碎石=5∶100進行設計;基層水泥穩(wěn)定碎石厚度為40 cm;施工時混合料采用集中廠拌，鋪筑現(xiàn)場采用攤鋪機攤鋪，分兩層碾壓成型;7 d無側限（浸水）抗壓強度要求值≥5.0 MPa;水泥要求強度等級為32.5 MPa（初凝時間要求>3 h，終凝時間要求6 h<終凝時間<10 h）普通硅酸鹽水泥;碎石集料壓碎值≤22%，針片狀含量≤18%;0.075 mm以下粉塵含量≤1.2%，軟石含量≤3%;液限≤28%，塑限指數(shù)≤5;水泥穩(wěn)定碎石的壓實度標準≥98%。

水泥穩(wěn)定碎石基層的混合集料配合比設計要嚴格按照公路路面基層施工技術規(guī)范標準的要求來組織試驗。如表3所示，粗、細集料：采用聯(lián)光石場生產的碎石，規(guī)格為：19.0～26.5 mm、13.2～19.0 mm、9.5～13.2 mm、4.75～9.5 mm、0～4.75 mm摻配而成，碎石集料壓碎值為19.6%，針片狀顆粒含量為12.7%，含泥量為0.2%，0.075 mm以下粉塵含量為9.0%，液限為20%，塑限指數(shù)為4%。

2.3 混料組成的技術控制

（1）控制碎石摻配比。若石料準備不足，可添加一定量的天然沙，沙與碎石的摻配比例應通過試驗來確定，或直接用沙代替石屑。

（2）若相同級配下的混合料進行摻配時，水泥劑量可設定為6%、5%、4%等不同規(guī)格。應借助擊實試驗完成對集料干密度峰值與含水量理想值的確定[2]。不同規(guī)格水泥劑量試件的干密度檢測與計算，應選規(guī)定壓實度的98%量值。

（3）試件的有效制備必須嚴格依照最大干密度與最優(yōu)含水量的計算結果來實施，持續(xù)組織7 d的無側限抗壓強度試驗。期間，應對試件進行6 d的保濕養(yǎng)護，溫度控制在25 ℃，養(yǎng)護后浸水24 h，完成試驗后應對結果中的偏差系數(shù)與平均值進行組織計算。

（4）混合料拌和應使用集中廠拌法，通常在實際基層施工中水泥實際劑量要高出實驗確定劑量0.5%。

2.4 確定生產配合比

依據(jù)《公路路面基層施工技術細則》（JTG/T F20-2015）要求，視施工現(xiàn)場情況，對試驗室確定的配合比進行調整。集中廠拌法施工中，水泥劑量增加0.5%，對粗粒土進行拌和，含水率較最佳含水率增大0.5%～1.0%，所以經(jīng)調整后得到的生產配合比為：水泥∶集料=5.5∶100，混合料最大干密度為2.349 g/cm 3，最佳含水率6.0%，施工時壓實度按98%進行控制。

3 水泥穩(wěn)定碎石基層的試驗施工技術

柳南高速公路12標段試驗段設置在ZK187+230～ZK187+430，長200 m，寬13 m，厚20 cm，采用攤鋪機一次性攤鋪成型，每隔100 m左右更換一種試驗鋪筑方案。試驗中要靈活控制不同要素，有效確定混合料的稱重計量以及配合比。試驗路施工技術總結如下：

3.1 機械組合

配備攤鋪機（寬度可伸縮）1臺，自卸汽車15輛，裝載機3臺，單鋼輪振動壓路機（26 t）1臺，單鋼輪振動壓路機（36 t）1臺，膠輪壓路機（26 t）1臺，雙鋼輪振動壓路機（13 t）1臺，能夠滿足施工需要。

3.2 底基層水泥穩(wěn)定碎石配合比

按照批復水泥穩(wěn)定碎石骨料級配為19～26.5（28%）∶9.5～19（27%）∶4.75～9.5（13%）∶0～4.75（32%）進行施工，碾壓后表面平整密實，無松散，無坑洼，軟彈現(xiàn)象，施工接縫平整，無輪跡。從壓實檢測結果看來，檢測值均>97%，滿足規(guī)范要求。根據(jù)現(xiàn)場施工效果，確定現(xiàn)場施工最佳配合比為19～26.5（28%）∶9.5～19（27%）∶4.75～9.5（13%）∶0～4.75（32%）。

3.3 松鋪厚度、松鋪系數(shù)和壓實遍數(shù)

（1）試驗段施工中，項目在ZK187+230～ZK187+430按松鋪系數(shù)1.25進行施工，采用不同碾壓組合，經(jīng)現(xiàn)場實測標高，松鋪系數(shù)1.25時，厚度合適。因此，在后續(xù)施工中，項目按照1.25的松鋪系數(shù)進行其余路段的施工。

（2）壓實順序：雙鋼輪壓路機靜壓→單鋼輪壓路機輕（小）振→單鋼輪壓路機大振→膠輪壓路機穩(wěn)壓→雙鋼輪壓路機收面。

（3）碾壓速度：25～30 m/min。

（4）壓實遍數(shù)：13 t雙鋼輪壓路機靜壓1遍，小振1遍，26 t單鋼輪壓路機弱振1遍，強振1遍，36 t單鋼輪壓路機弱振1遍，強振1遍，26 t膠輪壓路機碾壓2遍，13 t雙鋼輪壓路機收面1遍。

[HS（4][HT12.H]4 [HT12.《漢儀中黑簡》]高速公路水泥穩(wěn)定碎石基層的正式施工技術[HS）]

4.1 施工技術要求

（1）柳南高速公路12標段水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，全部使用專用穩(wěn)定土集中廠拌機械拌和集料，要使用專用瀝青攤鋪機或穩(wěn)定土攤鋪機攤鋪。

（2）水泥穩(wěn)定碎石基層施工應在氣溫>5 ℃的晴天進行，雨天不得施工。若正在攤鋪作業(yè)的集料遭遇降雨，則要求進行快速壓實。

（3）水泥穩(wěn)定碎石基層厚40 cm，按上基層與下基層分別施工壓實，上下兩層均保持20 cm厚度。下基層攤鋪壓實后應及時進行上基層攤鋪，要注意先行清潔下基層表面，撒適量水泥或漿體，水泥用量≥2.0 kg/m 2，并注意為下基層施水保持表層濕潤。

4.2 拌和站相關技術要求

（1）集料進入拌和站前需要組織取樣篩分試驗，多選不同粒徑的集料進行試驗，選購符合級配要求的集料。

（2）施工現(xiàn)場應提前對需要鋪筑的路段進行平整和碾壓硬化，計算不同規(guī)格集料的用量，規(guī)劃好集料分別存放的區(qū)域面積，編排好進料時間，不得出現(xiàn)多料交錯情況。料堆可采用分層形式，保持同規(guī)格集料均勻性。集料粒徑<4.75 mm的要做好防雨工作，加裝避雨設施。若此規(guī)格的集料進場檢測含水量超標則應注意堆放時做好晾曬除濕工作[3]。

（3）料斗要做好必要的隔離工作，上口間以隔板相隔，拉開上口間距，防止集料串料，上口寬度要比上料用裝載機的裝料斗寬度要大。

（4）集料正式拌和前，應先調試設備，確保集料粒的組分與含水量達標，若組分出現(xiàn)變化則要繼續(xù)調試設備。

（5）拌和過程控制好混合料含水量，不僅要有專人負責掌握注水量，還應掌握外界天氣情況，實際含水量可高出最優(yōu)含水量1%～2%，避免混料水分流失?；旌狭蠅簩嵶鳂I(yè)時應具備最優(yōu)含水量。

（6）混合料拌和過程中要實時掌握水泥劑量，應借助高精度水泥計量裝置進行計量控制，為確保拌和均勻，實際拌和時間可≥1 min。

（7）拌和料運輸過程中要做好車廂覆蓋，避免物料表層含水量降低。運輸途中不能隨意耽擱，應直達施工鋪筑現(xiàn)場，控制允許延遲時間，有效實施混合料的碾壓緊實[4]。

4.3 攤鋪技術要求

（1）水泥穩(wěn)定碎石基層攤鋪作業(yè)所用攤鋪機應具備與拌和機械相匹配的生產能力，要求機械設備性能良好，可連續(xù)作業(yè)不中斷。

（2）若其中出現(xiàn)故障或其他原因導致攤鋪中斷，而且延誤時間超出施工允許延遲時間，則需要進行接縫處理，以橫向接縫方式確保接縫面與路基頂面相互垂直。

（3）若施工現(xiàn)場的拌和機不能與攤鋪機生產能力相匹配，可調低攤鋪機作業(yè)速度，避免重復出現(xiàn)停機待料現(xiàn)象。柳南高速公路12標段現(xiàn)場作業(yè)的拌和機生產能力應保持在800 t/h以上。

（4）攤鋪作業(yè)中，要控制好集料因顆粒粒徑不一而出現(xiàn)的離析情況，若發(fā)現(xiàn)離析應立即采取措施快速處理。

4.4 壓實技術要求

（1）壓實全過程都要求集料表層濕潤，采用噴灑水的方式補充水分。

（2）壓實作業(yè)可啟用多型機械持續(xù)作業(yè)，先用輕型兩輪壓路機在攤鋪機械后跟進碾壓，后驅動重型振動壓路機補位碾壓。只有在1 h內完成拌和水泥混合料的碾壓，才能確保路面基層壓實度達到技術要求。

（3）基層表面壓實過程中若出現(xiàn)可見的松散、起皮等狀況，應組織人員快速處理。

（4）為避免壓實作業(yè)出現(xiàn)返工，柳南高速公路12標段施工現(xiàn)場配置專用儀器設備實時檢測壓實度，而且對于路面標高或平整度達不到要求的，必須采取修整措施進行處理，確保壓實作業(yè)取得高質量成果。

4.5 養(yǎng)護技術要求

（1）柳南高速公路12標段施工現(xiàn)場的養(yǎng)護，先灑水后以薄膜覆蓋保溫，確保養(yǎng)護周期內的路面表層濕潤。

（2）路面養(yǎng)護周期內，不允許灑水車以外的車輛通行，特別是重型車輛。若特殊情況有車輛通行，則應控制車速在20 km/h以下，并要求該車不得在養(yǎng)護路段轉彎、調頭、急剎車，這些操作都可能導致路面基層受損。

4.6 檢測技術要求

柳南高速公路12標段路的水泥穩(wěn)定碎石基層壓實度檢測主要結合應用灌砂法與核子密度儀完成。核子密度儀通過反復多次跟蹤壓實作業(yè)，在基層壓實度無增長變化的基礎上檢測壓實度。核子密度儀跟蹤碾壓后，即用灌砂法實施對比檢測，最終的壓實度、平整度、彎沉量、寬度、厚度等檢測結果應使用灌砂法測出值。

5.1 控制水泥劑量

水泥劑量超標則可導致基層反射裂縫出現(xiàn)概率的增大，劑量不足又很難確保施工強度。因此柳南高速公路12標段施工過程中首先注重控制水泥劑量，通過嚴格的抽檢來指導調整水泥倉供料速率。

5.2 控制混料拌和

水泥穩(wěn)定性碎石基層強度要求具備出色的均勻性，此指標易受混料拌和連貫性的影響，拌和中應避免水泥劑量頻繁波動，同時應在拌和中控制好混料含水量。

5.3 控制水分含量

水泥穩(wěn)定碎石基層施工所需集料的含水量都在施工前確定，只有達到最優(yōu)含水量水平才能投入使用。施工期間確保對含水量的動態(tài)調控，施工人員在充分把握攤鋪機壓實效果、天氣情況、運料距離等影響因素下控制混料的水分含量。

5.4 控制集料級配

水泥穩(wěn)定碎石基層的集料級配均按照相關技術規(guī)范與標準要求進行。先在篩分皮帶處截留1 m混合物料進行檢測，對無法達到級配技術標準的則要求及時調整料倉供料速率。

5.5 控制攤鋪作業(yè)

水泥穩(wěn)定碎石基層的攤鋪配置多名作業(yè)人員，其中一名施工員主要操作機械，控制好作業(yè)進度，確保攤鋪厚度與平整度達標，同時做好補料工作;一名施工員主要檢驗攤鋪效果，控制含水量，檢測碾壓成型的標高，控制車輛行進速度與攤鋪耗時，修整壓實段的基層表面，盡可能保障半幅全斷面一次攤鋪成型?，F(xiàn)場作業(yè)中同時對松鋪層外緣進行修整并補充未攤鋪區(qū)域的混合料[5]。

5.6 控制壓實作業(yè)

壓實作業(yè)遵循“先邊再中、先低再高、先輕后重”原則，并及時檢測壓實度。待滿足壓實度要求后實施光面處理，以便有效消除壓痕。

6 結語

本文通過在柳南高速公路12標段的施工實踐，再一次明確了水泥穩(wěn)定碎石基層施工要進一步規(guī)范技術，加強技術創(chuàng)新，并對各工序施工質量進行控制，全面提升基層施工水平，為高速公路整體施工提供基礎保障。

參考文獻：

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