某公路路面水穩(wěn)基層大寬度大厚度施工技術(shù)分析

摘要 文章基于路面工程施工現(xiàn)狀，探討路面水穩(wěn)基層單幅大寬度、大厚度整體施工的主要設(shè)備、施工流程和施工技術(shù)要點(diǎn)，并論述該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)工程實(shí)踐驗(yàn)證，該施工技術(shù)可取得理想效果，但針對(duì)施工過程的問題和風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)進(jìn)行合理防控。

關(guān)鍵詞 公路工程；水穩(wěn)基層；大寬度；大厚度；施工技術(shù)

中圖分類號(hào) U416.214 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2023）13-0141-03

0 引言

近年來，隨著我國(guó)高速公路建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，水穩(wěn)碎石基層取得大范圍的推廣，傳統(tǒng)工藝應(yīng)用兩層攤鋪和碾壓的方式，整體性差，而應(yīng)用水穩(wěn)碎石大寬度、大厚度整體攤鋪碾壓技術(shù)，具備良好的力學(xué)性能，能夠簡(jiǎn)化施工流程，縮減施工周期，壓縮建設(shè)投入，帶動(dòng)公路體系的健康發(fā)展。

1 工程概況

某項(xiàng)目為地方路網(wǎng)非常重要的工程之一，可服務(wù)于周邊豐富的礦產(chǎn)資源。同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，該道路的交通量會(huì)不斷增長(zhǎng)。為了滿足氣候、荷載、工期等需求，全線基層統(tǒng)一采用單幅一次攤鋪成形施工工藝。這種工藝不僅能夠提高工程質(zhì)量和效率，還能節(jié)約人力和物力資源。

設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：一級(jí)道路；雙向4車道，路基寬度26 m；設(shè)計(jì)速度100 km/h。為了保證路面強(qiáng)度、穩(wěn)定性，該項(xiàng)目采用了20 cm砂礫底基層、27 m水泥穩(wěn)定砂礫基層、12 cm瀝青面層的路面結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)既能夠滿足一級(jí)道路的標(biāo)準(zhǔn)，又能夠適應(yīng)該地區(qū)的氣候和道路荷載。設(shè)計(jì)壽命為15年，荷載為公路Ⅰ級(jí)，能夠滿足該工程長(zhǎng)期的使用需求。

2 施工機(jī)械設(shè)備選擇

2.1 攤鋪機(jī)

為滿足一次攤鋪成形的要求，該項(xiàng)目選用中大推出的POWRE DT2000攤鋪機(jī)，該機(jī)最大攤鋪寬度可達(dá)20 m，攤鋪厚度可達(dá)60 cm。

（1）該機(jī)額定輸出功率為306 kW，最大攤鋪寬度為20 m，最大行駛速度為1.8 km/h，頻率為0～26[1]。

（2）該機(jī)采用螺旋分料系統(tǒng)，螺旋絞龍直徑有3種：D360、D420、D480，螺距為280 mm，轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/min，攤鋪厚度為400～600 mm。

2.2 大功率壓實(shí)設(shè)備

該項(xiàng)目選用中大推出的POWRE YZ36壓路機(jī)為壓實(shí)設(shè)備。該設(shè)備采用液壓驅(qū)動(dòng)，具有高可靠性，能夠滿足大厚度的壓實(shí)需求[2]。該設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)如下：

（1）自重達(dá)到36 t，振幅為2.5 mm，振頻在20～

28 Hz之間，功率為260 kW，激振力為81 t，作用深度可達(dá)42 cm。

（2）震動(dòng)輪寬度為2.3 m，直徑為1.7 m，轉(zhuǎn)向角度為±34°。該設(shè)備采用自動(dòng)化控制技術(shù)，平整度較高，能夠有效減少壓實(shí)問題[3]。

2.3 膠輪壓路機(jī)

該項(xiàng)目選用YL27/37壓路機(jī)，最大質(zhì)量為37 t，壓實(shí)寬度為2.75 m。該輪壓路機(jī)采用前5后6的輪胎結(jié)構(gòu)，能夠適應(yīng)不同路面，取得良好的壓實(shí)效果。搭載160 kW的發(fā)動(dòng)機(jī)，尺寸長(zhǎng)5.2 m，寬2.8 m，高3.3 m，比普通的壓路機(jī)更大。由于其巨大的工作質(zhì)量和優(yōu)異的工作效率，該設(shè)備可在大型路面工程中發(fā)揮優(yōu)秀的功效，滿足該項(xiàng)目施工所需[4]。表1列出了機(jī)械設(shè)備的配置信息。

3 路面水穩(wěn)基層主要施工流程

3.1 施工放樣及培土模

需要每20 m設(shè)置中樁，在兩側(cè)設(shè)置邊樁，以便對(duì)基層高程進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量結(jié)果結(jié)合設(shè)計(jì)的松鋪系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，以確定基層松鋪高程。邊樁外的0.2～0.3 m處，需要設(shè)置高程控制線。橋面高程需結(jié)合測(cè)定標(biāo)高適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整；松鋪系數(shù)的值基于試驗(yàn)段測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)，試驗(yàn)前將其設(shè)置為1.25；兩側(cè)使用鋼釬和掛鋼絲來控制標(biāo)高[5]。

為了保證路肩的穩(wěn)定性，在路肩的頂部應(yīng)該預(yù)先培土，并且路肩頂高應(yīng)該等于基層設(shè)計(jì)高程。施工過程中采用人工、機(jī)械相結(jié)合的方法進(jìn)行掛線，使用小型打夯機(jī)夯實(shí)，配合人工進(jìn)行路面修整，使得道路順利成型。

3.2 混和料攤鋪

3.2.1 攤鋪機(jī)調(diào)試

在進(jìn)行混合料攤鋪之前，需要先對(duì)底基層灑水，可以有效增加混合料的黏結(jié)性，提高攤鋪效果。檢查設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)需要調(diào)整熨平板的角度、傳感器的位置，以確?；旌狭夏軌虮痪鶆虻?cái)備佋诘孛妗?/p>

調(diào)整墊枕木，以保證混合料的橫坡度符合要求?；旌狭系臄備佭^程中，要特別注意混合料的終凝時(shí)間，確保攤鋪完成的混合料的終凝時(shí)間不超過3 h[6]。

3.2.2 混合料攤鋪

混合料攤鋪過程中，攤鋪速度應(yīng)保持在1.2～1.5 m/min，夯錘頻率應(yīng)維持在15次/min。應(yīng)專人負(fù)責(zé)觀察傳感器，以便測(cè)量松鋪厚度等數(shù)據(jù)。如果發(fā)現(xiàn)誤差，必須立即進(jìn)行調(diào)整以確保質(zhì)量。

攤鋪開啟后，還需要記錄速度、平整度、振動(dòng)頻率等參數(shù)，以備后續(xù)檢測(cè)使用。每攤鋪20 m后，應(yīng)該檢驗(yàn)松鋪厚度，每50 m進(jìn)行一次橫坡檢測(cè)。檢測(cè)過程中，必須對(duì)比設(shè)備顯示、實(shí)測(cè)參數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)偏差及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。攤鋪操作中，必須及時(shí)清理履帶前的堆料，以確保施工質(zhì)量[7]。

3.3 混合料碾壓

碾壓處理程序如下：YCZ13/17型碾壓機(jī)應(yīng)在前進(jìn)時(shí)使用靜壓方式，后退時(shí)使用弱振方式；YZ22JA型碾壓機(jī)應(yīng)使用弱振方式進(jìn)行一遍碾壓；YZ36型碾壓機(jī)應(yīng)使用強(qiáng)振方式進(jìn)行兩遍碾壓；YZ22JA型碾壓機(jī)再次使用弱振方式進(jìn)行一遍碾壓；最后，使用YL27/37型碾壓機(jī)進(jìn)行兩遍碾壓。在完成碾壓程序后，必須檢測(cè)壓實(shí)度，如果未達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，則必須繼續(xù)進(jìn)行碾壓，直到達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)為止。

碾壓設(shè)備的操作中，需要采取一系列措施來保證碾壓效果。為了讓輪跡交錯(cuò)、階梯向前，應(yīng)該先使用輕型設(shè)備進(jìn)行碾壓，再使用重型設(shè)備。復(fù)壓作業(yè)后，再采用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行全幅碾壓，直到無輪跡停止。操作中還必須保持路面濕潤(rùn)，必要時(shí)適時(shí)進(jìn)行灑水，以減少路面的干燥與裂縫[8]。

試驗(yàn)段的施工中，為了提高路面的密實(shí)度、平整度，應(yīng)從兩側(cè)向中心進(jìn)行碾壓，輪跡應(yīng)重疊1/3～1/2個(gè)輪寬，以確保路面的壓實(shí)度達(dá)到規(guī)定的要求。如果在碾壓過程中出現(xiàn)了彈簧、松散等問題，必須及時(shí)處理，例如換料等。

4 施工效果分析

4.1 壓實(shí)效果分析

該次施工的機(jī)械組合取得了良好的壓實(shí)效果，經(jīng)過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，碾壓效果、平均壓實(shí)度如表2所示。為保證施工效果的最優(yōu)化，在施工過程中控制碾壓速度為振動(dòng)壓2.5～3 km/h，靜壓3～5 km/h。

4.2 松鋪系數(shù)計(jì)算

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算得出，水穩(wěn)基層平均松鋪系數(shù)為1.24、松鋪厚度為45 cm時(shí)，壓實(shí)厚度大于等于37 cm，具體的計(jì)算數(shù)據(jù)可參考表3。

4.3 試驗(yàn)檢測(cè)分析

通過鉆芯取樣10處進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，得出該基層的厚度均值為37.4 cm。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)量，該材料的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為5.6 MPa，設(shè)計(jì)強(qiáng)度為4.0～6.0 MPa，符合設(shè)計(jì)需求。現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度測(cè)量平均值為98.4%，表明該水穩(wěn)基層在壓實(shí)方面也達(dá)到了預(yù)期的效果。實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的配合比達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，可以為后續(xù)施工提供可靠的指導(dǎo)[9]。

5 大寬度大厚度施工技術(shù)探討

5.1 施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

水穩(wěn)層是高等級(jí)路面基層，其厚度通常大于20 cm。根據(jù)規(guī)定，應(yīng)該分兩次進(jìn)行壓實(shí)。然而，這種方法存在質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，而且施工也比較復(fù)雜。相比之下，采用單機(jī)單幅全厚一次攤鋪碾壓的方法則具有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。

（1）基層整體性強(qiáng)：兩機(jī)聯(lián)鋪混合料，因設(shè)備性能所影響，會(huì)存在離析病害現(xiàn)象。施工中采用全厚一次攤鋪碾壓的方式，水穩(wěn)層可以形成更為均勻、緊密的結(jié)構(gòu)，從而更好地保證基層的穩(wěn)定性。這種施工方式還可以避免水穩(wěn)層、基層間出現(xiàn)空隙，進(jìn)一步降低基層病害的發(fā)生率。由于水穩(wěn)層厚度大于20 cm，可以更好地承受道路交通荷載，增強(qiáng)了道路的承載能力。

（2）生產(chǎn)效率較高：傳統(tǒng)的兩機(jī)聯(lián)鋪、兩層聯(lián)鋪的施工效率差；一次性攤鋪厚度較大的水穩(wěn)層，不僅可以降低攤鋪次數(shù)，而且可以減少碾壓次數(shù)，從而大大縮短了施工周期，還能夠降低施工過程中的人工和機(jī)械設(shè)備的投入，從而降低了施工成本。

（3）平整度控制好：兩臺(tái)攤鋪機(jī)的松鋪系數(shù)會(huì)有所區(qū)別，影響施工平整度；采用全厚一次攤鋪碾壓的方式，可以更好地控制水穩(wěn)層的平整度，平整度好的道路可以減少車輛行駛過程中的顛簸與搖晃，進(jìn)而提高道路的使用舒適度和安全性。

（4）減少基層病害的發(fā)生率：路面鋪設(shè)過程中，聯(lián)鋪設(shè)備的擾動(dòng)會(huì)對(duì)基層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。采用全厚一次攤鋪碾壓的方式進(jìn)行施工，可以保證水穩(wěn)層、基層之間的結(jié)合質(zhì)量，降低基層病害發(fā)生率[10]。

5.2 施工中存在的問題及改進(jìn)方法

在實(shí)踐過程中，發(fā)現(xiàn)該施工方案有以下問題需要改進(jìn)：

（1）松鋪系數(shù)難以控制：需要保持設(shè)備夯錘的幅度與頻率，松鋪系數(shù)需要實(shí)時(shí)調(diào)整。松鋪系數(shù)的控制需要考慮許多因素，不應(yīng)僅依據(jù)單一試驗(yàn)段確認(rèn)，而是應(yīng)結(jié)合鋪設(shè)材料的性質(zhì)、松土的深度、松土?xí)r的水分含量等，持續(xù)調(diào)整，以確保松鋪系數(shù)符合要求，取得優(yōu)秀的攤鋪質(zhì)量。

（2）路面邊緣碾壓質(zhì)量差：路面邊緣的標(biāo)高、平整度、密實(shí)度受多種因素影響，其中包括水穩(wěn)料總厚度等因素。當(dāng)這些因素的控制不理想時(shí)，路面邊緣的碾壓質(zhì)量會(huì)變得差，這可能導(dǎo)致路面開裂、坍塌等問題。為了解決這一問題，需要加強(qiáng)邊部土路肩的壓實(shí)度，以提高路面邊緣的密實(shí)度和平整度。

（3）壓實(shí)效果不好：施工過程中工藝執(zhí)行可能存在問題，盡管通過了檢測(cè)驗(yàn)證，但仍然可能存在一些問題，例如下部空隙過大、底部松散等。為了改善這一情況，需要進(jìn)一步加強(qiáng)質(zhì)量控制，控制碾壓遍數(shù)，以確保路面的壓實(shí)效果達(dá)到更好的水平，提高路面的承載能力、使用壽命，降低維護(hù)成本。

（4）水穩(wěn)料質(zhì)量難控制。原材料質(zhì)量不穩(wěn)定、配比不合理都可能會(huì)導(dǎo)致該問題，不同氣候條件下帶來的運(yùn)輸水分蒸發(fā)，也會(huì)影響材料質(zhì)量。為了解決這個(gè)問題，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)原材料的質(zhì)量控制、優(yōu)化配比方案、加強(qiáng)運(yùn)輸控制，以提高水穩(wěn)料的質(zhì)量。

6 結(jié)語

綜上所述，該文針對(duì)某公路項(xiàng)目采用的水穩(wěn)基層大寬度、大厚度施工技術(shù)，提出應(yīng)結(jié)合實(shí)地工況，選擇施工機(jī)械設(shè)備，規(guī)范施工流程，發(fā)揮工藝優(yōu)勢(shì)，最終經(jīng)工程實(shí)踐，論證了該技術(shù)具有很好的施工效果，可以提高公路的承載能力、耐久性，并減少路面龜裂等問題，然而在施工過程中也發(fā)現(xiàn)了一些質(zhì)量問題，基于成因分析，總結(jié)了需要注意的事項(xiàng)。除此之外，為提升公路建設(shè)質(zhì)量，還可引入先進(jìn)的設(shè)備、技術(shù)，更好地滿足公路建設(shè)的需要。

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