水穩(wěn)層施工技術在市政道路工程中的應用

孫得貴

（中交一航局廣西分公司，廣西 玉林 537000）

1 工程概況

某工程起點為南流江大橋北面300m處，樁號設計為K0+081.124，道路等級設計為城市主干道，行車速度為80km/h。其中，原路面寬度為24.5m，主道需拓寬，主道為雙向八車道，擴寬后寬度為33m。沿公路的施工方式分為三種：一種為新建道路，二為主道拼寬，三為主道加鋪。其中，新鋪裝結(jié)構(gòu)層厚度設計為9cm：上面層厚度為4cm，采用AC-13C改性瀝青；黏層采用乳化瀝青，瀝青用量為0.5L/㎡；中面層采用AC-20C改性瀝青。鋪面結(jié)構(gòu)中的承重層為底基層，本工程的路面拼寬部分采用水穩(wěn)混合料，厚度為17cm。

2 施工方案

從工程特點出發(fā)，從天氣、地質(zhì)條件、地形、鋪裝結(jié)構(gòu)層組成、原材料、施工設備、級配碎石墊層等方面進行綜合分析，施工單位選擇K1+900—K2+200路段的左側(cè)作為試驗段，結(jié)合試驗段的特點優(yōu)化設計。

3 水穩(wěn)層施工技術

3.1 鋪筑前準備

3.1.1 技術準備

（1）在正式對試驗段進行施工之前，應該先對級配碎石墊層的施工質(zhì)量進行驗收，檢查的性能指標主要是有：壓實度、平整度、寬度、厚度、高程、彎沉值等，性能指標的檢測參照設計文件或《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》（JTGF80/1—2017）要求。

（2）混合料的拌和、運輸、攤鋪以及碾壓作業(yè)必須在2h以內(nèi)完成，同時確保在混合料凝結(jié)之前完成施工。

（3）在攤鋪混合料之前，應該對基層表面進行清表作業(yè)，確?；鶎颖砻娌淮嬖诿黠@的雜物或積水，同時保證基層斷面處足夠潔凈。

（4）混合料攤鋪之前需要先確定雨水、污水檢查井的位置，提前施工鋼板并做覆蓋處理，檢查井口四周的集料碾壓是否密實。

3.1.2 測量

（1）基層邊緣向外側(cè)30cm處，直線部分以10m為間隔，曲線段以5m間隔設置基準鐵樁，鐵樁的直徑控制在15～25mm之間，樁長設計為60cm，將入土端加工成尖錐狀。

（2）高程測量完成以后，用螺栓將橫梁與鐵栓連接，并做加固處理，橫梁采用鐵質(zhì)加工而成，直徑12～15mm，長度設計為30cm，保證加固后的橫梁保持水平。

（3）在基準鐵樁的橫梁上側(cè)設置3mm的鋼絲繩，將其作為基準線。

（4）基準線的兩側(cè)使用專用裝置進行繃直處理，鋼絲繩的拉力不得低于800N。施工過程中需保證基準樁與基準線不得出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，在條件允許的情況下，可以委派專人予以看護。

（5）結(jié)合既往施工經(jīng)驗將水穩(wěn)層的松鋪系數(shù)暫定為1.25、1.30、1.35，根據(jù)水穩(wěn)層的松鋪系數(shù)計算出混合料鋪設頂面的標高，然后根據(jù)標高來對基準線的標高進行調(diào)整，反復多次的碾壓作業(yè)后進行檢查，檢測得出的壓實度作為最終數(shù)據(jù)來對松鋪系數(shù)進行優(yōu)化設計。

3.2 混合料拌和及運輸

混合料攪拌前，應檢查攪拌設備的性能及使用情況，促使混合料級配及含水量達到設計要求。在原料顆粒級配出現(xiàn)波動時，應對設備進行調(diào)試。在攪拌過程中，需要有專人對料倉的生產(chǎn)進行測量，以確保混合料的含水量達到最優(yōu)，同時要考慮到物料攪拌過程中原料水分的損失以及輸送過程中混合料水分的損失，調(diào)整混合料的配比，以保證混合料的含水量處于最佳狀態(tài)。

3.3 攤鋪、整形

（1）攤鋪機選擇使用8820型攤鋪機，這種攤鋪機的最大攤鋪寬度為9m，具備自動調(diào)平功能。

（2）開始攤鋪作業(yè)之前，使用灑水車對墊層表面進行灑水處理，確保墊層表面保持濕潤狀態(tài)。

（3）攤鋪作業(yè)過程中，采取有效措施來控制攤鋪面的平整度。合理控制攤鋪速度與混合料攪拌的速度，應該以最低攤鋪速度移動，避免頻繁啟動設備，同時保證運輸車輛不會與攤鋪機發(fā)生碰撞且攤鋪設備的分料器處于作業(yè)狀態(tài)，攤鋪機攤鋪的過程中盡可能減少橫向接縫的數(shù)量，嚴格按照現(xiàn)行規(guī)范要求對橫向接縫進行處理，作業(yè)過程中應經(jīng)常檢查攤鋪機的傳感器與高度控制鋼絲及攤鋪面的平整度。

（4）為避免攤鋪后混合料出現(xiàn)離析，在攤鋪前應保證集料攪拌均勻，同時取料時應該嚴格按照由下向上的順序進行，混合料在裝車過程中，應確保漏斗不會出現(xiàn)空載狀態(tài)。布料器應保持勻速轉(zhuǎn)動，料槽內(nèi)的混合料高度不得低于料槽高度的2/3。攤鋪作業(yè)時，后方應設專人消除集料離析現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)立即鏟除，并換填新混合料。

3.4 碾壓

（1）碾壓作業(yè)有初壓、復壓、終壓3個工序，首次碾壓使用雙鋼輪壓路機進行壓實，不得開啟振動模式進行碾壓。復壓時使用振動壓路機輕振一遍，然后開啟強振碾壓3遍后使用膠輪壓路機進行碾壓。終壓使用膠輪壓路機碾壓至路面不存在輪跡即可。老式振動壓路機利用滾輪中的振動軸高速旋轉(zhuǎn)形成激振力，牽動滾輪運動，控制激振力的大小與方向來控制振動作用力的大小，見式（1）。

式（1）中：F0為激振力；m為偏心塊偏心質(zhì)量；e為偏心距；ω為振動軸偏心塊角速度。

垂直振動壓路機作為一種新型壓路機，其是利用2根振動軸反向旋轉(zhuǎn)進行作業(yè)。

垂直方向上的激振力：

結(jié)合式（2），垂直振動壓路機所形成的激振力曲線是正弦曲線，激振力F與周期ω的二次方成正比。簡單而言就是當周期增大以后，激振力也會隨之增大，在激振力變大的情況下，壓路機振動的頻率會增大，相應的壓路機的作業(yè)效率也會提高。垂直振動壓路機內(nèi)裝置的是垂直振動激振器，壓路機在碾壓的過程中，利用激振器沿著垂直方向?qū)旌狭线M行碾壓，同時，水平方向的激振力也會因為作用力的方向相反而剛好抵消，但是垂直方向的激振力則會相互疊加，對混合料進行碾壓，促使水穩(wěn)層混合料碾壓更為密實。這種壓路機可以有效地避免常規(guī)性壓路機因“圓振動”技術而導致混合料出現(xiàn)松動現(xiàn)象，進而提高水穩(wěn)層的壓實質(zhì)量與碾壓效率。相對而言，雙缸垂直振動壓路機的碾壓效率更高，且碾壓的質(zhì)量也更好。

（2）壓路機在作業(yè)時，直線段應從水穩(wěn)層兩側(cè)向中間進行碾壓，曲線段則應從路肩的內(nèi)側(cè)向外側(cè)進行碾壓，壓路機單趟碾壓的重疊寬度不得低于1/3輪胎寬度，壓路機的后輪需超出兩端水穩(wěn)層的接縫部位。碾壓速度保持在1.5～1.7km/h為宜，邊部需要額外的碾壓2～3遍。

（3）壓路機應避免在已經(jīng)完成碾壓的路面掉頭或剎車，以保證水穩(wěn)層表面的外觀質(zhì)量不會受到影響。

（4）壓路機壓實過程中，水穩(wěn)層表面始終保持濕潤狀態(tài)，若表層水分蒸發(fā)太快，應及時灑水處理，但要嚴格控制灑水量，避免水穩(wěn)層表面過濕，造成質(zhì)量缺陷。

（5）碾壓過程中，假若遇到彈簧土、起皮、松散等現(xiàn)象時，那么則需要將該部分混合料翻開再攤鋪，以保證質(zhì)量達到合格標準。

（6）水穩(wěn)層碾壓完成應及時封堵道路，禁止車輛通行。

3.5 接縫處理

水穩(wěn)層混合料攤鋪過程中，應該保證混合料攤鋪具備連續(xù)性，如果需要暫停攤鋪，需要設置橫向接縫，在下次攤鋪前需對橫縫進行處理。當攤鋪至橋涵區(qū)域時，需要在橋涵兩側(cè)設置橫向施工縫，基層橫向施工縫與橋頭的尾端應保持吻合。

橫向施工縫與行車道中心線保持相互垂直狀態(tài)，橫縫設置要求如下：

（1）施工人員在前一天攤鋪的尾端混合料進行平整處理，沿著混合料外側(cè)設置兩根方木，方木頂面與混合料的頂面保持平齊。

（2）在方木的外側(cè)回填碎石，回填的長度應控制在3m內(nèi)，厚度以超過方木的高度為宜，然后開始進行碾壓處理。

（3）二次攤鋪混合料之前，施工人員將回填碎石與方木外運，對作業(yè)面進行清理。

（4）攤鋪機移動至水穩(wěn)層的尾端，開始重新攤鋪新的混合料。

（5）如果暫停攤鋪作業(yè)時間超過2h，則需要按照上述方案設置橫縫，并將已經(jīng)完成攤鋪但是并未壓實的混合料鏟除，對于已經(jīng)完成攤鋪，且碾壓合格部分的水穩(wěn)層，將其尾端設置為與道路中心線相互垂直的開挖斷面，將攤鋪機停在已經(jīng)碾壓合格的路面上，攤鋪機下方設置木板，模板的高度應結(jié)合實際情況合理控制，然后開始攤鋪新混合料，碾壓應該沿著橫向移動。

（6）新舊路面銜接處，應安排專人進行人工整平處理，并噴灑水泥漿，以保證接縫處平整。

3.6 自檢與抽檢

（1）基層施工完成以后，應該對基層的彎沉值、平整度、寬度、厚度以及橫坡進行檢查（見表1～表2）。檢查的標準可以參照設計文件或《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》（JTGF80/1—2017）。施工單位在自檢合格以后，報監(jiān)理單位進行質(zhì)量驗收，驗收合格開始對下一道工序施工。

表1 水穩(wěn)碎石底基層實測項目要求

表2 實測項目檢測內(nèi)容

（2）外觀質(zhì)量鑒定：水穩(wěn)層表面不出現(xiàn)松散、坑洼、輪跡?；旌狭线B續(xù)離析的長度不超出10m，路面累計離析長度不超出50m。

3.7 成品保護

碾壓作業(yè)完成以后，使用小夯機對壓路機無法觸及的邊緣、轉(zhuǎn)角部位進行夯實處理。并使用土工布進行養(yǎng)生處理，養(yǎng)生的時間不得低于7d。使用灑水車開始灑水養(yǎng)護，每日的灑水量與灑水次數(shù)根據(jù)當日的氣溫進行確定，養(yǎng)護過程中必須保證水穩(wěn)層表面始終處于濕潤狀態(tài)。水穩(wěn)層養(yǎng)護過程中，應該封閉交通，嚴禁車輛通行。在水穩(wěn)層兩個端口設置警戒線與警示牌，并委派專人看護。

4 結(jié)語

在城市化發(fā)展不斷加快的背景下，水穩(wěn)層施工技術在道路建設工程中的運用頻率越來越高。施工人員應該加大對此方面技術的研究力度，以保證水穩(wěn)層施工質(zhì)量滿足設計及規(guī)范要求。