水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連鋪施工技術(shù)應用

李青仙

（曲靖市馬龍區(qū)交通運輸局，云南曲靖 655100）

0 引言

水泥穩(wěn)定碎石基層在我國公路路面基層結(jié)構(gòu)中十分常見，半剛性基層水穩(wěn)性能良好、整體強度高，但在分層攤鋪施工的情況下，下基層鋪筑結(jié)束后養(yǎng)護7d才能進行上基層攤鋪，上下層無法有效連接，且施工周期長。水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連續(xù)鋪裝技術(shù)是一種新型基層施工工藝，可實現(xiàn)上下基層雙層連續(xù)鋪裝，分層碾壓，一次成型。與常規(guī)的分層鋪筑效果不同，雙層連續(xù)攤鋪后上下基層層間能較好地黏結(jié)，提高整體路用性能，提升基層結(jié)構(gòu)整體承載力，施工期間無需設置養(yǎng)生期，故施工周期短，施工成本低。

1 工程概況

某公路K171+200—K190+500 標段長19.3km，路基寬33.5m，基層厚度36cm，按照骨架密實結(jié)構(gòu)設計，所使用原材料主要為5%水穩(wěn)碎石料。按照常規(guī)的施工工藝，必須將36cm 厚的水穩(wěn)碎石層分成上下基層，先進行下基層攤鋪碾壓，成型后養(yǎng)生7d，并待強度達到設計規(guī)范要求后再進行上基層鋪筑施工；上基層鋪筑結(jié)束并按要求養(yǎng)生7d，且強度達到規(guī)范要求后再鋪筑面層。雖然技術(shù)工藝簡單，但是工期長、施工效率低，且層間黏結(jié)性不良。為此，對該公路標段采用雙層攤鋪、分層碾壓、一次成型的施工技術(shù)，既能縮短工期，提高施工效率，又能增強層間黏結(jié)性能，并為公路其余標段提供施工經(jīng)驗。

該標段公路交通流量平均達到34 454pcu/d，且分流道路少，施工過程中車輛通行壓力和施工組織難度較大。此外，工程所在地區(qū)相對多雨，雨季歷時長、雨量大，為有效縮短工期，必須增大交通轉(zhuǎn)換次數(shù)，加大生產(chǎn)要素投入和進度控制。

2 施工材料及設備

2.1 原材料

本標段水穩(wěn)碎石基層雙層攤鋪施工主要原材料為水泥和粗細集料，在原材料質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，應重點加強水泥初、終凝時間，粒徑0.075mm 以下機制砂通過率，集料壓碎值等參數(shù)指標的控制。

（1）水泥。為保證水泥在混合料中發(fā)揮穩(wěn)定結(jié)合料的作用，應選用穩(wěn)定性好、水化熱低、抗折強度大的水泥材料。施工期間，考慮到雙層連續(xù)攤鋪仍然存在一定時間跨度，必須在下層水泥達到初凝狀態(tài)前結(jié)束上層施工，也就是說水泥初凝時間長短對施工工藝影響較大，必須盡可能選用初、終凝時間較長的水泥材料[1]。綜合考慮本公路標段攤鋪、碾壓施工工藝及運輸距離，水泥初凝時間必須至少為6h，并通過添加緩凝劑的方式，盡可能延長其初終凝時間。所選用的P.O42.5 緩凝型散裝水泥，初、終凝時間分別在6h 和3h以上，水泥技術(shù)指標見表1。

表1 P.O42.5緩凝型散裝水泥技術(shù)指標

（2） 集料。本標段水穩(wěn)碎石基層集料包括0～4.75mm、4.75～9.5mm、9.5～19mm、19～37.5mm 四種規(guī)格。粗集料表觀密度不小于2.6t/m3，壓碎值不大于25%，9.5mm 以上單粒徑碎石針片狀顆粒含量不大于15%，4.75～9.5mm 的單粒徑碎石針片狀顆粒含量不大于20%。細集料表觀密度不小于2.5t/m3，有機質(zhì)含量小于1%，砂當量不小于50%。

2.2 配合比設計

本標段采用骨架密實型級配，為避免離析現(xiàn)象的發(fā)生，應按照S形調(diào)整級配曲線，基層所用集料配比為0～5mm 石屑∶5～10mm 碎石∶10～20mm 碎石∶16～31.5mm 碎石=29∶19∶26∶26。確定混合料配合比時，集料均按照比例拌和，并按照3.5%、4.0%、4.5%的水泥劑量制備試塊，對試塊進行無側(cè)限抗壓試驗和重型擊實試驗，以確定混合料最佳含水量、最大干密度及無側(cè)限抗壓強度。最終確定的水泥劑量為4.0%，最佳含水量和最大干密度分別為4.9%和2.335%。

2.3 施工設備

考慮到水穩(wěn)碎石基層雙層連續(xù)攤鋪施工工藝較為復雜，必須組合應用多種施工設備，并確保機械設備配套選型。結(jié)合公路標段工程進度設計要求及施工工藝所配備的施工機械主要有2臺XC-600型廠拌設備、2臺RP-925型攤鋪機、1臺13t雙鋼輪壓路機、3臺22t單鋼輪壓路機、1臺XP-301型膠輪壓路機、1臺2t小型壓路機、15輛30t運輸汽車、2輛10m3灑水車、4輛ZL-50型裝載機。

結(jié)合試驗結(jié)果，基層雙層連鋪施工時間應控制在4h左右，為保證混合料持續(xù)不斷供應，2 臺廠拌設備必須連續(xù)不間斷生產(chǎn)；攤鋪段長100m、寬11.5m，混合料用量為800t；按照1.5m/min的設計攤鋪速度，完成該段攤鋪施工耗時60min。2臺廠拌設備實際產(chǎn)量按照設計生產(chǎn)能力的90%計算，則攤鋪長度100m 區(qū)段所需的時間內(nèi)可實際生產(chǎn)840t混合料，故混合料生產(chǎn)能力完全滿足攤鋪施工需要。依據(jù)廠拌設備位置調(diào)整運輸車輛數(shù)量及運輸速度，保證在施工現(xiàn)場不缺料、不斷料的情況下使投入使用的裝料車數(shù)量最少。本標段配備的是載重量40t的自卸車，按生產(chǎn)要求出料，且行車速度控制在15km/h以上時，可滿足攤鋪施工連續(xù)不斷的供料要求。

3 施工技術(shù)要點

進行標段水泥穩(wěn)定碎石基層雙層攤鋪施工的過程中，使用2套攤鋪碾壓設備，分別用于水穩(wěn)層上下兩層施工，并應一次掛線進行兩層攤鋪，保證兩層攤鋪碾壓同步進行；下層攤鋪開始后同步碾壓，并待攤鋪段

長度達到100m 后啟動另一套攤鋪設備進行上層攤鋪，同時開始上層碾壓，以保證流水作業(yè)。

3.1 施工準備

全面檢查底基層平整度、密實度及松散程度、橫坡度、縱斷面高程寬、結(jié)構(gòu)強度，保證其符合規(guī)范及設計要求。徹底打掃和清理底基層，將松動顆粒清除或加固，并通過灑水車將底基層灑水潤濕，經(jīng)檢查合格后方可進行基層施工。攤鋪施工前，進行長度300m 路段施工放樣和模板安裝，放樣時按照10m間隔設中樁，并在兩側(cè)設邊樁，打設可調(diào)節(jié)鋼樁。將Φ2mm鋼絲繩布設在鋼樁上，并通過拉力至少800N的緊線器將其拉緊，按照松鋪層表面高度+10cm確定鋼絲高度，按攤鋪寬度40～60cm確定鋼絲寬度[2]。標段施工放樣簡圖見圖1。

圖1 標段施工放樣簡圖

按照1.0kg/m2的量將一層水泥均勻撒布在壓實后的水穩(wěn)砂礫層表面并制成泥漿，以保證層間黏結(jié)效果，下基層則根據(jù)設計松浦系數(shù)測量掛線，并設置鋼模板。

3.2 混合料拌和運輸

本標段采用2臺同型號拌和機同時制備混合料，每臺拌和機均配置4個料斗自動配料，嚴格按照設計配合比確定集料級配?？紤]到運輸途中蒸發(fā)損失以及攤鋪后碾壓時的含水量不低于最佳含水量，上基層和下基層混合料實際含水量應比最佳含水量增加0.5%和1.0%，主要采用液化氣爐灶和炒鍋配合的快速測定方式進行混合料實際含水量的快速測定；還應嚴格控制加水時間和喂料速度，確保混合料拌和均勻、色澤一致。

本標段上下層混合料因含水量不同，必須分別裝入不同運輸車輛。裝料過程應按品字形及前、后、中的次序進行，通過控制裝料高度以避免產(chǎn)生離析。為避免混合料溫度喪失及因蒸發(fā)而含水量不足，必須覆蓋雙層篷布以保濕、保溫，對于超出初凝時間而運至攤鋪施工現(xiàn)場的混合料以及干濕不均、離析、連續(xù)拌和的料頭和料尾等質(zhì)量不良的混合料必須棄置。運料車到達施工現(xiàn)場后，在指揮人員的指揮下按序停放，并停置于攤鋪機前10～20cm 處。在倒料過程中，應緩慢升起料斗，升至一半后暫停，待卸下的料基本攤鋪完后再恢復上升；卸料過程中，運料車必須保持空檔狀態(tài)，在攤鋪機的推動下緩慢前行。

3.3 攤鋪

本公路標段安排2 臺攤鋪機以梯隊形式整幅攤鋪，前后相鄰攤鋪機的距離應控制在10m 左右，并按照1.0～1.5m/min 的速度攤鋪，每個作業(yè)面長度控制在100m。上下基層攤鋪施工必須安排在水泥初凝前進行。作業(yè)段長度的設置受到水泥凝結(jié)時間的限制，因作業(yè)段增多而導致橫向施工縫增加。

該標段水泥穩(wěn)定碎石基層總厚度36cm，分兩層后，每層18cm 的厚度攤鋪施工，下基層由前攤鋪機攤鋪至100m 且碾壓完畢、壓實度達到設計要求后隨即展開上基層攤鋪，兩層施工轉(zhuǎn)換時間必須嚴格控制在水泥初凝時間以內(nèi)。

在攤鋪施工全過程中，必須派專人進行攤鋪標高的實時檢查，如有異常必須立即采取補救措施。刮除高出設計標高的部分，填補低于設計標高之處，對于部分無法實施填補的區(qū)域，應挖除重鋪。

3.4 碾壓

本公路標段按照50m的長度設置碾壓段，下層攤鋪機行進至50m 時通過振動壓路機全幅碾壓4～6 遍，改用膠輪壓路機再碾壓數(shù)遍，以使壓實度達到97%以上；采用同樣方式進行下基層碾壓，壓實度必須達到98%以上。碾壓過程必須按照先慢后快、先輕后重、從下至上的原則分初壓、復壓和終壓三個階段進行，碾壓段落必須呈階梯狀，層次分明，設置明顯的分界標志。

開始攤鋪上基層水泥穩(wěn)定碎石層前，應將一層稀水泥漿均勻灑布于下基層表面，增強層間黏結(jié)性。碾壓全過程中必須確保水泥穩(wěn)定碎石基層表面濕潤，結(jié)束碾壓后，必須及時采用灌砂法檢測壓實度[3]。

3.5 養(yǎng)生

水泥穩(wěn)定碎石基層雙層攤鋪接縫設置要求與分層攤鋪相同，待完成水泥穩(wěn)定碎石混合料碾壓施工且壓實度達到設計要求后必須覆蓋滲水土工布灑水養(yǎng)生至少7d，土工布應沿線路縱向鋪設，橫向搭接寬度50cm，基層兩側(cè)土工布伸出長度至少50cm，通過沙袋固定搭接區(qū)域。待養(yǎng)生期結(jié)束后再次檢測路面壓實度和平整度，并保證7d后所取芯樣密實完整。

4 應用效果

標段水泥穩(wěn)定碎石基層雙層攤鋪施工結(jié)束后進行包括平整度、壓實度、縱斷面高程、橫坡坡度、強度、標高等項目的檢測，檢測要求具體見表2。根據(jù)檢測結(jié)果，該標段公路應用雙層連鋪、分層碾壓、一次成型的施工技術(shù)后，工程效果良好。雙層攤鋪過程中，下基層無需養(yǎng)生，在完成下基層攤鋪碾壓后隨即攤鋪上基層，上基層鋪筑結(jié)束后覆蓋土工布并灑水養(yǎng)生。既能省去一個養(yǎng)生期，又能節(jié)省土工布用料和灑水量。在鋪筑上基層時也無需清理下基層，使人工、材料耗用量大幅減少。根據(jù)統(tǒng)計，該標段覆蓋用土工布節(jié)省率和覆蓋土工布用工率均節(jié)省50%左右，水泥漿灑布用工節(jié)省2 個/d，水泥用量節(jié)省1.5kg/m2。上基層鋪筑施工在下基層混合料壓實及水泥達初凝狀態(tài)前完成，待其達設計強度后便能與下基層良好地黏結(jié)，提升路面基層施工質(zhì)量及結(jié)構(gòu)強度。

表2 水泥穩(wěn)定碎石基層雙層攤鋪實測項目

5 結(jié)語

根據(jù)本工程應用結(jié)果，雙層攤鋪施工技術(shù)應用于大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工，因上下基層施工過程連續(xù)進行，上層結(jié)構(gòu)及時覆蓋下層，使下基層自然形成一個封閉的養(yǎng)護環(huán)境，避免常規(guī)養(yǎng)生方式下的養(yǎng)生工藝不當、灑水不均勻等弊端，保證基層混合料強度快速提高。既能縮短施工周期，加快施工進度，又能增強上下基層層間黏結(jié)性，提升基層施工質(zhì)量。但由于該雙層攤鋪施工技術(shù)在我國公路工程領域應用不久，施工工藝尚不成熟，施工經(jīng)驗也較為欠缺，為此必須結(jié)合既有規(guī)范及已有工程經(jīng)驗不斷探索和改進，從而推進水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連鋪施工技術(shù)在公路建設中的高效應用。