大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層在高速公路路面工程中的運用分析

陳勇

（四川公路橋梁建設(shè)集團有限公司公路二分公司，成都 610200）

1 引言

瀝青路面基層主要是半剛性基層結(jié)構(gòu)，能承受大部分荷載，采用分層攤鋪與碾壓的施工方式，要求分層厚度在20 cm以內(nèi)，通過分層成型增加基層厚度。為提高路面基層結(jié)構(gòu)的完整性與施工效率，可應(yīng)用大型機械設(shè)施對基層進行一次性施工，使路面成型厚度超過20 cm，避免混合料在攤鋪期間出現(xiàn)離析現(xiàn)象，保證水泥穩(wěn)定碎石基層的壓實度，增強路面基層強度。

2 大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層特點

據(jù)調(diào)查得知，水泥穩(wěn)定碎石基層目前主要應(yīng)用于高速公路工程中，這種半剛性基層厚度一般約為40 cm。采用大規(guī)模抗離析路面攤鋪機和大噸位壓實設(shè)備，將其用于水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，可有效規(guī)避層間的黏結(jié)問題，且力學性能比分層施工強。表1為大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工特點[1]。

表1 大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工特點

3 大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層在高速公路路面的施工應(yīng)用

3.1 原材料

3.1.1 集料

一般情況下，大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工時用到的粗集料與細集料應(yīng)確保干燥潔凈，集料表面沒有任何雜質(zhì)，且密度均勻，集料內(nèi)的含泥量較少。根據(jù)高速公路路面工程的實際情況，使用石灰?guī)r集料為路面基層礦料的構(gòu)成部分，再對集料技術(shù)指標進行抽樣檢測，通過試驗的集料可以用于施工。對于粗集料，要求集料的壓碎值保持在22%以內(nèi)，軟石含量在3%以內(nèi)；細集料方面，要求材料有機質(zhì)與硅酸鹽含量分別低于1.2%和0.25%，具體試驗結(jié)果見表2[2]。

表2 高速公路路面粗細集料抽樣檢測結(jié)果

3.1.2 水泥

要求施工期間用到的水泥材料的初凝時間不能大于3 h，且終凝時間不能超過10 h，必須大于6 h。嚴格控制水泥材料的安定性指標，不適用早強水泥或者快硬水泥。選用設(shè)計強度為M32.5的硅酸鹽水泥，具體技術(shù)指標見表3，其中，水泥的終凝與初凝時間分別為390 min和420 min，符合技術(shù)規(guī)范要求，抗折強度與抗壓強度也滿足規(guī)范要求[3]。

表3 大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層水泥技術(shù)指標

3.1.3 配合比設(shè)計

水泥穩(wěn)定碎石基層材料的配合比設(shè)計用到的原材料水泥主要是M32.5水泥，所有材料均已通過質(zhì)量檢測，且指標合格。采用外摻法進行水泥配比，水泥與碎石之間的比例為4∶100，最大干密度約為2.442 g/cm3，最佳含水率達到了5.2%。級配設(shè)計時，需要注意骨料合成之后的4.75 mm通過率，要求篩孔通過率必須有所保證，過高會導致級配偏細，且填充率較多，容易給路面帶來開裂的風險；篩孔通過率過低說明級配比較粗，且路面施工期間平整度與碾壓環(huán)節(jié)難以有效控制。

3.2 施工技術(shù)

3.2.1 混合料拌和與運輸

選擇拌和站時，應(yīng)充分考慮材料的運輸距離，正式使用前應(yīng)做好設(shè)備調(diào)研工作，使混合料在拌和期間無論是顆粒組成還是含水量都能達到規(guī)范要求。拌和站應(yīng)按照規(guī)定的材料配合比展開生產(chǎn)，拌和期間不能對配合比的參數(shù)隨意更改，如果相鄰的斗料之間發(fā)生竄料現(xiàn)象，可以在斗料間放置鋼板，起到阻隔的作用。

佛山市禪城區(qū)、南海區(qū)、順德區(qū)兒童行為問題檢出率無差異?？紤]與以下因素有關(guān)：1）佛山地區(qū)位于珠三角經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)，大部分家庭經(jīng)濟條件較好，對兒童的心理健康教育也比較重視；2）調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，許多中小學校都設(shè)有專門的心理咨詢室，配備專職心理老師；幼兒園也與醫(yī)院的兒童心理專家有密切合作，經(jīng)常邀請心理專家為家長及教師進行有關(guān)兒童心理衛(wèi)生的講座；3）每年的兒童健康體檢，兒童心理行為測試也在該地區(qū)的中小學及幼兒園廣泛開展，為早期發(fā)現(xiàn)心理行為問題及進行早期的干預(yù)提供依據(jù)。以上的幾點也是從小防范心理行為問題值得推薦的較好形式。

大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工前需要充分了解具體工程量、施工工期、材料影響與時間影響系數(shù)，以此確定混合料拌和設(shè)備的生產(chǎn)能力，產(chǎn)量計算公式為：

式中，Q為攤鋪機的生產(chǎn)功率，t/h；C為攤鋪機作業(yè)效率系數(shù)，一般取值0.8左右；V為設(shè)備的攤鋪速度，m/min；D為混合料的密度，t/m3；H為鋪筑寬度，m；T為鋪筑厚度，m。按照混合料拌和實際情況，細集料拌和難度更大，所以，可減少進料量，強化攪拌器的拌和效果。

按照A級道路石油瀝青技術(shù)要求，各個瀝青層間必須設(shè)熱瀝青黏層，用量0.4～0.6 kg/m2；上基層頂面間必須鋪設(shè)透層瀝青，用量0.8～1 kg/m2。嚴格控制、檢測熱瀝青的性能指標，熱瀝青應(yīng)灑布均勻。瀝青混合料壓實度采用馬氏密度和最大理論密度雙重控制。為了控制施工進度，需按照拌和站到施工現(xiàn)場的實際距離，再根據(jù)拌和站的生產(chǎn)效率確定攤鋪機數(shù)量以及運輸車數(shù)量，放置運輸車長時間留在施工現(xiàn)場，避免施工時發(fā)生人等料的問題。運輸車接料時應(yīng)向著前后的位置稍稍移動，使接料的路徑呈現(xiàn)出“品”字形，確保混合料不會發(fā)生離析?；旌狭线\輸期間會受到外界環(huán)境溫度與濕度的影響，混合料內(nèi)部水分改變，所以，有必要在運輸車頂部位置覆蓋篷布，防止水分散發(fā)過快，保證水分不輕易流失。

3.2.2 攤鋪

攤鋪前墊層表面應(yīng)適量灑水，保持濕潤。采用中大DT1900攤鋪機進行攤鋪。在攤鋪過程中，速度保持在1.5～2.2 m/min為宜，水泥穩(wěn)定碎石底基層在開始攤鋪6 m時，現(xiàn)場技術(shù)人員立即檢測攤鋪面的標高及橫坡，合格后，再繼續(xù)攤鋪。路面攤鋪施工階段，運輸車承載著混合料來到施工現(xiàn)場后，運輸車將混合料傾倒在攤鋪機內(nèi)，攤鋪機推動運輸車緩慢前進。攤鋪過程中，要求攤鋪機緩慢且勻速前進，攤鋪期間不能掉頭或急剎，也不能突然加速，以此保證水泥穩(wěn)定碎石基層攤鋪均勻。安排技術(shù)人員跟隨攤鋪設(shè)備，如果發(fā)現(xiàn)混合料離析，需對其進行處理，防止后期路面基層穩(wěn)定性受到影響。正常施工時，攤鋪機每前進10 m檢測1次水泥穩(wěn)定碎石底基層攤鋪頂面標高，檢測位置同路基頂面檢測位置，記錄檢測數(shù)據(jù)，并根據(jù)之前測量的水泥穩(wěn)定碎石底基層底面標高計算出松鋪厚度及橫坡度。

路面攤鋪時，應(yīng)做好攤鋪速度的有效控制，使其與供料速度協(xié)調(diào)一致，底面層攤鋪速度應(yīng)控制在約1.7 m/min；中面層與表面層的路面攤鋪速度應(yīng)控制在約2.5 m/min。路面攤鋪施工時應(yīng)掌握以下方法：（1）單臺設(shè)備整幅攤鋪，如果路面寬度較大，可以兩臺設(shè)備聯(lián)合作業(yè)，攤鋪機間的距離保持在約5 cm。（2）保證攤鋪的連續(xù)性，做好現(xiàn)場指揮，保持混合料連續(xù)充足的供應(yīng)。（3）測量攤鋪厚度，將偏差控制在3 mm以內(nèi)，安排測量人員隨時進行高程測量和橫坡測量。（4）攤鋪機推動汽車前進，逐車攤鋪，卸料時運輸車駕駛員聽從現(xiàn)場指揮人員的指揮，不得隨意移動車輛。攤鋪機起步行走速度控制在0.5～0.8 m/min。施工過程中攤鋪機前方保證最少有2～3輛運料車在等候卸料。

3.2.3 碾壓

開始碾壓前，在攤鋪起點線后鋪一張彩料布，將壓路機輪清理干凈后停在彩料布上。避免開始碾壓時壓路機輪帶入泥土污染墊層，具體碾壓施工方式見表4?；鶎幽雺浩陂g使用雙鋼輪與振動壓路機交替碾壓。雙鋼輪壓路機的運行速度為每1.5 km/h，碾壓1次之后再用振動式壓路機，運行速度為每1.8 km/h，采用1次弱振和2次強振的碾壓方式后，用膠輪碾壓機與鋼輪碾壓機分別碾壓1次，碾壓速度為1.6 km/h，碾壓完成后即可消除路面上的輪跡，基層表面平整且密實，要求施工人員查看當前路面是否存在著鼓包或者波浪的現(xiàn)象，以便及時發(fā)現(xiàn)并處理問題。

表4 壓路機碾壓順序表

3.3 現(xiàn)場檢測

3.3.1 水泥劑量滴定

根據(jù)JTG/T F20—2015《公路路面基層施工技術(shù)細則》確定施工水泥劑量，按照3.6%的劑量添加水泥，攤鋪混合料之后去代表性混合料，以此進行水泥劑量的檢測。樣品編號1～4的水泥劑量檢測結(jié)果分別為3.4%、3.3%、3.5%、3.6%、3.5%。經(jīng)過檢測得知，水泥劑量檢測結(jié)果滿足質(zhì)量標準中水泥劑量極限低值-1%的要求。

3.3.2 混合料壓實度檢測

一方面，采用施工現(xiàn)場檢測方法。高速公路路面水泥穩(wěn)定碎石基層主要包含骨料、膠結(jié)劑、灰漿幾部分，路面碾壓壓實處理后的混合料需要做好壓實度檢測。采用瞬態(tài)錘擊響應(yīng)加速度的檢測設(shè)備，可有效提高檢測精確度。

另一方面，采用室內(nèi)檢測方法。將Proctor方法與旋轉(zhuǎn)壓實方法進行對比，可以看出這兩種方法測量得到的密度十分接近。如果基層含水量較高，旋轉(zhuǎn)壓實法測量精確度更高，再將這兩種方法與振動臺法相對比，融合靜壓壓實與振動壓實法，精確地獲得大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層的實際性能，得知振動壓實法測量效果更好，適合用于實驗室檢測。經(jīng)過檢測得知樣品1的上部與下部基層壓實度分別為99.4%和98.8%，差值為0.6%；樣品2的上下部壓實度檢測結(jié)果分別為99.6%和98.6%，差值為1.0%。

4 結(jié)語

大厚度水泥水穩(wěn)碎石基層是我國公路路面的主要基層結(jié)構(gòu)，采用大厚度施工方法可有效增強基層承載力，避免基層離析或者接縫問題，保持基層平整度。施工前應(yīng)做好準備工作，完成混合料拌和、運輸任務(wù)，加強路面攤鋪與碾壓施工，做好對路面混合料的養(yǎng)護，檢測基層壓實度指標，使其滿足相應(yīng)規(guī)范要求。