高速公路路面水穩(wěn)基層施工技術(shù)

宮樹軍

（贊皇縣交通運(yùn)輸局公路服務(wù)保障中心，河北 石家莊 051230）

0 引言

現(xiàn)階段公路建設(shè)過(guò)程中普遍采用水泥穩(wěn)定碎石基層結(jié)構(gòu)，該基層結(jié)構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性、耐久性以及強(qiáng)度，能夠滿足當(dāng)前高速公路的行車要求。為有效保證公路水泥穩(wěn)定碎石基層的施工質(zhì)量，相關(guān)單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)公路水穩(wěn)碎石基層施工技術(shù)的研究。

1 工程概況

某高速公路項(xiàng)目計(jì)劃修建總長(zhǎng)度為24.9km，設(shè)計(jì)路基寬度為26.2m，公路設(shè)計(jì)為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，為確保公路路面基層具備足夠的強(qiáng)度及承載力，擬采用水泥穩(wěn)定碎石基層結(jié)構(gòu)，計(jì)劃基層總厚度為48cm，其中底基層采用4%的水泥穩(wěn)定碎石，厚度為20cm，基層采用5%的水泥穩(wěn)定碎石，厚度為28cm，由于水穩(wěn)基層施工中工藝要求嚴(yán)格，為確保工程路面水穩(wěn)基層的施工質(zhì)量，本文對(duì)該工程水穩(wěn)基層施工技術(shù)進(jìn)行分析。

2 路面水穩(wěn)基層施工技術(shù)

2.1 施工準(zhǔn)備

2.1.1 路基檢查

本工程路面基層施工前，應(yīng)先對(duì)路基進(jìn)行檢查和驗(yàn)收，重點(diǎn)內(nèi)容包括路基的彎沉值、路基表面平整度、路基高程、寬度、坡度、壓實(shí)度、磨阻系統(tǒng)以及縱坡值等多項(xiàng)指標(biāo)。整個(gè)檢查過(guò)程由監(jiān)理工程師及建設(shè)方代表在場(chǎng)全權(quán)監(jiān)督，如在路基檢查工作中發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量不足之處，則施工單位需根據(jù)相關(guān)要求對(duì)不足之處加以改進(jìn)處理，經(jīng)處理完成后再重新組織驗(yàn)收，只有各項(xiàng)檢查指標(biāo)全部滿足施工標(biāo)準(zhǔn)，且經(jīng)過(guò)建設(shè)單位及監(jiān)理單位簽字確認(rèn)后才能開展路面基層施工。

2.1.2 材料機(jī)械準(zhǔn)備

（1）路面水穩(wěn)基層施工使用的原材料主要包括水泥、集料和水，其中水泥采用標(biāo)號(hào)為42.5的普通硅酸鹽水泥，嚴(yán)禁采用早強(qiáng)、變質(zhì)水泥，水泥材料的初凝時(shí)間宜不小于3h，終凝時(shí)間宜不小于6h，水泥的細(xì)度、安定性等性能滿足要求[1]；集料采用碎石材料，碎石的粒徑控制在0.075～31.7mm之間，集料的壓碎值宜不大于30%，塑性指數(shù)宜小于9；混合料中采用的水為干凈的飲用水，水的pH值約為7，且水中不含有其他雜質(zhì)及有機(jī)物。

（2）基層施工中使用的機(jī)械主要為攤鋪機(jī)和碾壓機(jī)，機(jī)械的選擇要堅(jiān)持機(jī)械匹配作業(yè)的原則，即選擇的機(jī)械數(shù)量和施工效率與施工人員的工作效率保持匹配。基于此，本次施工采用的攤鋪機(jī)，其型號(hào)為DTI600，額定功率為269kW/1 200t/h；采用的碾壓機(jī)包括單鋼輪壓路機(jī)、膠輪壓路機(jī)以及雙鋼輪壓路機(jī)，其中單鋼輪壓路機(jī)額定功率為26t，膠輪壓路機(jī)額定功率為30t，雙鋼輪壓路機(jī)額定功率為15t。

（3）材料機(jī)械根據(jù)上述要求選擇優(yōu)質(zhì)的廠商進(jìn)行采購(gòu)，經(jīng)采購(gòu)后的材料入場(chǎng)前，施工單位要選取代表性的樣品進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)的內(nèi)容為水泥的安定性、初凝、終凝時(shí)間、集料的壓碎值、塑性指數(shù)、粒徑大小等，經(jīng)檢測(cè)后的結(jié)果需滿足材料的要求，檢測(cè)合格后根據(jù)材料的種類、存儲(chǔ)條件分類存儲(chǔ)；機(jī)械入場(chǎng)前施工單位要檢查機(jī)械的性能，經(jīng)檢查合格后安排固定的人員定期對(duì)機(jī)械進(jìn)行檢查、維修[2]。

2.1.3 試驗(yàn)段施工

路基檢驗(yàn)合格且材料機(jī)械就位后，施工單位需進(jìn)行基層試驗(yàn)段施工，通過(guò)試驗(yàn)段施工的方式確定本工程水穩(wěn)基層施工中的相關(guān)細(xì)節(jié)、施工參數(shù)，同時(shí)驗(yàn)證施工方案的合理性。在試驗(yàn)段施工中，施工單位先確定試驗(yàn)段的長(zhǎng)度及施工段，并獲取監(jiān)理工程師的批準(zhǔn)，試驗(yàn)段的長(zhǎng)度不得小于200m，經(jīng)獲批后依據(jù)水穩(wěn)基層的施工方案開始鋪筑，試驗(yàn)段施工完成后安排檢測(cè)人員對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，若試驗(yàn)段施工質(zhì)量不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，則施工單位調(diào)整施工方案重新施工，若試驗(yàn)段施工質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，則后續(xù)水穩(wěn)基層施工時(shí)，依據(jù)試驗(yàn)段中的施工方案、流程及相關(guān)參數(shù)鋪筑作業(yè)。

2.2 施工工藝

2.2.1 混合料拌制

（1）試驗(yàn)段質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，依據(jù)試驗(yàn)段中混合料的生產(chǎn)配合比準(zhǔn)備水穩(wěn)基層混合料。本工程水穩(wěn)基層混合料拌和采用拌和站內(nèi)制備的方式，經(jīng)拌和站拌和后再利用運(yùn)輸車向施工場(chǎng)地內(nèi)運(yùn)送，混合料拌和前施工人員先調(diào)試拌和設(shè)備，使拌和機(jī)的拌和時(shí)間、過(guò)篩孔大小、計(jì)量設(shè)備等保持精確，然后依據(jù)生產(chǎn)配合比向拌和機(jī)中按順序投放各類原材料，拌和時(shí)間持續(xù)60s左右，拌和中安排施工人員實(shí)時(shí)監(jiān)督拌和過(guò)程，如發(fā)現(xiàn)存在混合料離析問(wèn)題，及時(shí)采取措施進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)拌和后的混合料宜保持均勻[3]。

（2）拌和后的水泥穩(wěn)定碎石混合料經(jīng)運(yùn)輸前，要在拌和站內(nèi)按要求取樣檢測(cè)，獲取的樣本在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)檢測(cè)混合料的含水泥量應(yīng)保持在4.5%±0.2%，混合料的含水量應(yīng)保持在4.9%±0.2%。其中含水量的多少可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的溫度、環(huán)境進(jìn)行微調(diào)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)后，合格的水泥穩(wěn)定碎石混合料可直接運(yùn)送至施工場(chǎng)地?cái)備仯?jīng)檢測(cè)不合格的水泥穩(wěn)定碎石混合料則需要通過(guò)對(duì)應(yīng)的方式處理，若在場(chǎng)地內(nèi)的存儲(chǔ)時(shí)間超過(guò)水泥的初凝時(shí)間，則整盤混合料需作為廢料處理。

2.2.2 混合料運(yùn)輸

本工程水泥穩(wěn)定碎石混合料的運(yùn)輸采用載重為20t的自卸式運(yùn)輸車，運(yùn)輸車單位時(shí)間內(nèi)的總運(yùn)輸量與水穩(wěn)基層的攤鋪用量保持平衡，且比攤鋪用量略有富余，在運(yùn)輸車裝載混合料之間，安排施工人員檢查車輛的完好情況，經(jīng)檢查車輛正常后將車廂內(nèi)部清理干凈并涂刷防黏結(jié)劑，然后從拌和站混合料的出口處向車廂內(nèi)卸料，每車混合料的裝載量宜保持在運(yùn)輸車總載重的2/3，混合料裝載后利用土工布遮蓋，并勻速運(yùn)送混合料至施工場(chǎng)地，最后由專人指揮進(jìn)行卸料攤鋪[4]。

2.2.3 混合料攤鋪

（1）水穩(wěn)基層混合料運(yùn)送至場(chǎng)地后，將運(yùn)輸車掛空擋停放于攤鋪機(jī)正前方10～20cm處等待卸料攤鋪，為保證水穩(wěn)基層與下承層之間可以形成整體，水穩(wěn)基層攤鋪前安排施工人員將下承層表面清理干凈。同時(shí)根據(jù)場(chǎng)地的實(shí)際溫度灑水濕潤(rùn)，然后啟動(dòng)攤鋪機(jī)按照試驗(yàn)段中的行進(jìn)速度開始攤鋪，其攤鋪速度宜控制在1.5～3.0m/min，整個(gè)攤鋪工作宜連續(xù)一次成型，攤鋪中同步開啟機(jī)械的夯錘功能，保持其振動(dòng)頻率在20Hz，熨平板的振動(dòng)頻率保持在25Hz，每向前攤鋪1m，需檢測(cè)一次攤鋪高度，其松鋪系數(shù)宜保持在1.30。

（2）為避免水穩(wěn)基層攤鋪過(guò)程中出現(xiàn)混合料離析的問(wèn)題，在基層攤鋪過(guò)程中，施工單位可在攤鋪機(jī)后方設(shè)置一個(gè)3人小組，當(dāng)攤鋪中出現(xiàn)集料離析問(wèn)題時(shí)，由小組內(nèi)的施工人員利用小型的工具鏟除，待鏟除后重新補(bǔ)填混合料至設(shè)計(jì)的基層高度，同時(shí)針對(duì)攤鋪中機(jī)械無(wú)法施工的區(qū)域，也可以由人工進(jìn)行攤鋪整平，經(jīng)攤鋪完成的基層要安排人員對(duì)攤鋪效果進(jìn)行檢查，檢查內(nèi)容主要包括攤鋪的平整度、厚度等，檢查合格后及時(shí)開展碾壓[5]。

2.2.4 混合料碾壓

（1）水泥穩(wěn)定碎石基層碾壓施工順序?yàn)橄褥o壓，后振壓，首先采用單鋼輪壓路機(jī)以前進(jìn)靜壓，后退振壓的方式碾壓1～2遍，碾壓速度保持在3.6～4.0km/h。然后利用單鋼輪壓路機(jī)和膠輪壓路機(jī)組合的方式復(fù)壓施工，復(fù)壓時(shí)兩種壓路機(jī)交替施工，其中單鋼輪壓路機(jī)碾壓時(shí)采取強(qiáng)振的碾壓方式，復(fù)壓的碾壓速度保持在3.6～4.0km/h，碾壓遍數(shù)控制在6～8遍，最后利用雙鋼輪壓路機(jī)以靜壓或微振的方式碾壓1～2遍，碾壓速度保持在4.0～5.0km/h。

（2）本工程水穩(wěn)基層碾壓過(guò)程中，施工人員要注意保持基層始終處于濕潤(rùn)的狀態(tài)，基層的含水率宜與最佳含水率保持在±1%的范圍內(nèi)，如基層含水率不足碾壓時(shí)可適當(dāng)灑水；碾壓過(guò)程中施工人員要對(duì)整個(gè)碾壓過(guò)程實(shí)施監(jiān)測(cè)，如發(fā)現(xiàn)水穩(wěn)基層存在松散、起皮等問(wèn)題，施工人員要及時(shí)停止施工，并分析原因進(jìn)行處理；碾壓過(guò)程中，碾壓機(jī)械嚴(yán)禁在水穩(wěn)基層表面隨意停放，不得在未完全成型的基層表面掉頭、停車，需要停止施工時(shí)可緩慢將碾壓機(jī)械開出基層范圍，并停放于基層2側(cè)[6]。

2.2.5 接縫處理

（1）路面水穩(wěn)基層施工工作量大，整個(gè)施工作業(yè)難以在1d內(nèi)完成，當(dāng)每天水穩(wěn)施工結(jié)束后，中斷施工的位置需要設(shè)置接縫。同時(shí)由于公路建設(shè)為雙向車道，在水穩(wěn)基層施工時(shí)采取半幅作業(yè)的方式，即先開展半幅基層施工，待半幅基層施工完成后再攤鋪另外半幅路段，此時(shí)兩幅水穩(wěn)基層搭接位置也會(huì)存在接縫。此外，基層施工中不可避免會(huì)遭遇意外情況而被迫中斷施工，其中斷2h以上的位置也需要設(shè)置接縫，根據(jù)以上不同情況下設(shè)置的接縫，水穩(wěn)基層接縫類型可分為橫向接縫和縱向接縫，其中第一種和第三種情況屬于橫向接縫，第二種情況屬于縱向接縫，不同類型的接縫處理方式不同。

（2）針對(duì)水穩(wěn)基層橫向接縫，在橫縫設(shè)置時(shí)施工人員要在水穩(wěn)基層預(yù)留5～8m的基層不做碾壓，中斷處橫縫設(shè)置時(shí)可延垂直于路中心線方向設(shè)置30cm寬度臺(tái)階，待恢復(fù)施工時(shí)，接縫處重復(fù)攤鋪30～50cm的距離，然后利用碾壓機(jī)械橫向、縱向碾壓密實(shí)；縱縫設(shè)置時(shí)要在前半幅基層預(yù)留50cm寬度不做碾壓，待后半幅水穩(wěn)基層施工時(shí)重復(fù)搭接30cm的寬度，然后利用碾壓機(jī)械壓實(shí)，在接縫搭接時(shí)，施工人員要先在接縫處涂刷黏層油，以增加混合料之間的黏結(jié)性，使其更好地形成整體。

2.2.6 基層養(yǎng)護(hù)

每段水穩(wěn)基層攤鋪碾壓結(jié)束后都要進(jìn)行一段時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，本工程水穩(wěn)基層養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)利用濕潤(rùn)的土工布將基層表面覆蓋密實(shí)。覆蓋2h后，再安排灑水車對(duì)基層表面定期灑水，灑水時(shí)不宜采用高壓式噴管，宜采用噴霧式噴管，以避免造成基層破壞，整個(gè)水穩(wěn)基層養(yǎng)護(hù)周期為7d，養(yǎng)護(hù)期間的灑水此時(shí)根據(jù)場(chǎng)地環(huán)境確定，保持水穩(wěn)基層處于濕潤(rùn)狀態(tài)即可。在養(yǎng)護(hù)期間，施工單位要封閉交通，禁止車輛通行，養(yǎng)護(hù)結(jié)束后要限制交通，避免重車通行，同時(shí)避免通行車輛速度過(guò)快[7]。

2.3 質(zhì)量控制措施

2.3.1 水泥用量控制

水穩(wěn)基層混合料的主要原材料為水泥，混合料中水泥用量越多則混合料的強(qiáng)度越大，水泥用量越少則混合料強(qiáng)度越小，但水泥用量的多少需進(jìn)行合理控制，如施工單位水穩(wěn)基層混合料中水泥用量過(guò)多，則混合料水熱化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量就越多，水穩(wěn)基層就容易出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，反之水泥用量過(guò)少，則混合料的強(qiáng)度就越差，難以滿足施工要求。因此，本工程水穩(wěn)基層施工中，施工單位要做好混合料水泥用量的控制，其最佳水泥用量宜保持在4.5%±0.2%的范圍內(nèi)，經(jīng)拌和后的混合料，施工單位可通過(guò)EDTA滴定試驗(yàn)檢測(cè)水泥用量，若經(jīng)檢測(cè)混合料中水泥用量不在要求范圍內(nèi)，則不得用于攤鋪施工中。

2.3.2 混合料含水量控制

水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，基層的施工質(zhì)量與混合料中的含水率存在直接的關(guān)系，水泥穩(wěn)定碎石混合料中含有石灰材料，石灰遇水會(huì)發(fā)生水化熱反應(yīng)，如混合料中水的用量過(guò)大，多余的水分就會(huì)消耗混合料中石灰，從而影響混合料的性能；如水的用量過(guò)少，則混合料的石灰就會(huì)消耗水分，導(dǎo)致混合料過(guò)于干燥難以攤鋪。因此，為避免此類問(wèn)題的發(fā)生，施工單位在施工中要做好混合料含水量的控制，每個(gè)階段施工前后均要對(duì)混合料的含水量進(jìn)行檢測(cè)，必要時(shí)可采取措施進(jìn)行處理，以保持混合料含水量保持在最佳含水量的范圍內(nèi)[8]。

2.3.3 裂縫控制

公路運(yùn)營(yíng)施工中經(jīng)常會(huì)發(fā)生裂縫的問(wèn)題，一部分的原因就是基層裂縫反射至面層而形成的裂縫現(xiàn)象。其原因包括混合料配比不合理、含水量不合理、碾壓?jiǎn)栴}、養(yǎng)護(hù)問(wèn)題等。因此，施工單位應(yīng)做好混合料水泥含量、含水量的控制工作，嚴(yán)格把控水穩(wěn)基層的碾壓過(guò)程，確保碾壓速度與遍數(shù)，碾壓結(jié)束后應(yīng)及時(shí)開展養(yǎng)護(hù)作業(yè)，養(yǎng)護(hù)期間不得允許車輛通行，待養(yǎng)護(hù)結(jié)束后及時(shí)開展面層施工。

3 結(jié)語(yǔ)

為避免水泥穩(wěn)定碎石基層施工中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，在其施工過(guò)程中，施工單位要科學(xué)合理制定施工方案，同時(shí)安排專業(yè)的施工人員按工序施工，以減少施工過(guò)程中的失誤問(wèn)題，從而有效保證公路的整體性能。