高速公路路面基層層間水泥漿同步灑布技術(shù)分析

王靈君

摘要 為有效解決傳統(tǒng)路面基層施工方式存在的局限，保證基層層間黏結(jié)效果，防止路基路面產(chǎn)生裂縫，文章提出了路面基層層間水泥漿同步灑布技術(shù)，介紹了施工工藝原理，總結(jié)了施工技術(shù)要點(diǎn)，通過(guò)實(shí)際工程應(yīng)用，取得了顯著的工藝效果及經(jīng)濟(jì)效益。具體表現(xiàn)如下：（1）科學(xué)避免了常規(guī)預(yù)灑水泥漿施工工藝材料運(yùn)輸車(chē)污染成型路面的狀況，減少了對(duì)黏結(jié)層的擾動(dòng)；（2）顯著提升基層層間黏結(jié)效果，相較于常規(guī)預(yù)灑水泥漿施工工藝，其黏結(jié)完好率提升50%，有效避免局部位置黏結(jié)不到位問(wèn)題，防止路基路面開(kāi)裂；（3）減少人員投入，縮短施工周期，降低成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

關(guān)鍵詞 公路工程；路面施工攤鋪；水泥漿同步灑布；級(jí)配碎石基層；施工技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào) U416.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）12-0072-03

0 引言

基層作為公路主要的承重結(jié)構(gòu)，其施工質(zhì)量直接決定公路運(yùn)營(yíng)安全性、穩(wěn)定性和耐久性。高速公路建設(shè)中普遍采用水穩(wěn)碎石基層，鋪設(shè)厚度達(dá)36～40 cm?；鶎訑備伿┕r(shí)由于施工機(jī)械噸位限制，導(dǎo)致其壓實(shí)度難以控制，通常分為水泥漿黏結(jié)層、基層攤鋪兩部分進(jìn)行施工。若基層層間黏結(jié)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，將嚴(yán)重降低基層穩(wěn)定性和整體性，極易引發(fā)路基路面裂縫問(wèn)題，影響道路使用安全與使用年限。為此，該文設(shè)計(jì)了一種新型攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布裝置，通過(guò)路面基層層間水泥漿同步灑布技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了水泥漿黏結(jié)層與基層攤鋪的同步施工，有效提升了施工效率，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益[1]。

1 工藝原理

現(xiàn)階段，路面基層層間結(jié)合層施工主要包括以下兩種方式：①通過(guò)人工作業(yè)方式，將水泥均勻撒布于作業(yè)面之上，并采用灑水車(chē)進(jìn)行灑水濕潤(rùn)，形成黏結(jié)層，然后利用大型設(shè)備完成基層混合料攤鋪和壓實(shí)作業(yè)；②利用專(zhuān)用灑布機(jī)械將制備完成的水泥漿液均勻?yàn)⒉加谧鳂I(yè)面之上，形成黏結(jié)層，并利用大型設(shè)備實(shí)施基層材料攤鋪、壓實(shí)作業(yè)。上述兩種施工方式均是將基層施工分為水泥漿黏結(jié)層施工與基層攤鋪兩部分，水泥漿黏結(jié)層施工完成后，基層混合料運(yùn)輸車(chē)行駛在黏結(jié)層之上，導(dǎo)致水泥漿黏結(jié)車(chē)輪，對(duì)成型路面造成污染，且會(huì)在一定程度上擾動(dòng)黏結(jié)層，影響?zhàn)そY(jié)效果。同時(shí)，當(dāng)溫度較高時(shí)，預(yù)灑水泥漿固結(jié)速度過(guò)快，無(wú)法充分發(fā)揮黏結(jié)性能，并且水泥漿固化后形成隔離層，降低路面基層整體性，影響使用安全[2]。

攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布裝置主要通過(guò)斜三角形托臂將支撐底板設(shè)置于攤鋪機(jī)右側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)支撐底板與攤鋪機(jī)的同步運(yùn)行。支撐底板上方設(shè)置儲(chǔ)水罐、水泥堆放板、攪拌罐、輸送泵等裝置。儲(chǔ)水罐儲(chǔ)存拌和水，水泥堆放板存放水泥，利用攪拌罐完成水泥拌和，制備施工用水泥凈漿，然后由水泥輸送泵將水泥漿液輸送至敷設(shè)于攤鋪機(jī)外側(cè)的輸漿管內(nèi)，并利用輸漿管上方噴頭完成水泥漿噴灑。同時(shí)，攤鋪機(jī)將水穩(wěn)碎石攤鋪于水泥凈漿之上[3]。因水穩(wěn)碎石攤鋪與水泥漿灑布同步進(jìn)行，混合料運(yùn)輸車(chē)行駛于水泥漿灑布路面前方，有效避免了對(duì)水泥漿黏結(jié)層的干擾，保證黏結(jié)效果。攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布裝置基本構(gòu)造如圖1所示。

2 施工工藝流程

攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布施工工藝流程及現(xiàn)場(chǎng)施工情況，如圖2所示。

2.1 混合料拌和

混合料拌和前，對(duì)原材料質(zhì)量實(shí)施全面檢測(cè)，確保含水率、含泥量、純度等各項(xiàng)指標(biāo)滿(mǎn)足要求，并準(zhǔn)確計(jì)算施工配合比?；旌狭习柚茣r(shí)，指派專(zhuān)人負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)水泥、水、集料等各成分配比，確保嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行拌和，一旦產(chǎn)生偏差，應(yīng)及時(shí)處理，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求實(shí)施抽樣檢測(cè)。混合料裝車(chē)時(shí)，應(yīng)反復(fù)前后移動(dòng)車(chē)輛，嚴(yán)格按照前、后、中的順序逐次裝料，防止產(chǎn)生離析現(xiàn)象[4]。

2.2 混合料運(yùn)輸

混合料運(yùn)輸前，應(yīng)對(duì)運(yùn)輸車(chē)實(shí)施全面檢查，確保運(yùn)行狀況良好。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際攤鋪情況及拌和站拌和能力，合理配置運(yùn)輸車(chē)數(shù)量，確保滿(mǎn)足施工需求。混合料運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)進(jìn)行覆蓋，并及時(shí)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。若水穩(wěn)碎石混合料無(wú)法在水泥初凝前運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行攤鋪碾壓施工時(shí)，應(yīng)實(shí)施廢棄處理[5]。

2.3 混合料攤鋪

正式攤鋪前，攤鋪機(jī)應(yīng)先進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，包括“攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布裝置”，確保運(yùn)行狀況良好。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，采用至少兩臺(tái)攤鋪機(jī)呈梯隊(duì)流水作業(yè)，前后作業(yè)距離保持20～30 m，并嚴(yán)格控制攤鋪機(jī)運(yùn)行速率，確保勻速、連續(xù)攤鋪，攤鋪速率保持在2～3 m/min范圍內(nèi)。

2.4 碾壓

路基碾壓施工應(yīng)嚴(yán)格按照初壓、復(fù)壓、終壓的順序進(jìn)行，并根據(jù)道路實(shí)際情況，合理確定壓實(shí)機(jī)械類(lèi)型和數(shù)量。雙向四車(chē)道道路需配備噸位超過(guò)26 t的單鋼輪壓路機(jī)2臺(tái)、雙鋼輪壓路機(jī)1臺(tái)、輪胎壓路機(jī)1臺(tái)。雙向六車(chē)道公路應(yīng)配備噸位不小于26 t單鋼輪壓路機(jī)3臺(tái)、雙鋼輪壓路機(jī)1臺(tái)、輪胎壓路機(jī)2臺(tái)。壓實(shí)作業(yè)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制壓路機(jī)運(yùn)行速率，保證密實(shí)度符合要求[6]。

2.5 接縫處理

基層混合料攤鋪保持均勻、連續(xù)，攤鋪完成后在水穩(wěn)碎石結(jié)構(gòu)層留設(shè)橫向接縫，確保與道路中心線(xiàn)垂直布設(shè)。通常情況下，基層攤鋪時(shí)不宜設(shè)置縱向接縫，必須設(shè)置時(shí)，應(yīng)采取跨縫碾壓方式充分碾壓。

2.6 養(yǎng)護(hù)及層間處理

基層壓實(shí)成型后，應(yīng)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期限至少為7 d，待養(yǎng)護(hù)完成后及時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)層施工。若因特殊原因結(jié)構(gòu)層無(wú)法及時(shí)施工時(shí)，應(yīng)始終確?；鶎犹幱跐駶?rùn)狀態(tài)，直至結(jié)構(gòu)層施工完成?；鶎羽B(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)封閉交通。養(yǎng)護(hù)完成后采取必要的交通管控措施，禁止大型車(chē)輛通行，并嚴(yán)格控制車(chē)輛行駛速度，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)向、掉頭、急停急走等。根據(jù)工程具體特征，科學(xué)選擇養(yǎng)護(hù)方式，具體包括灑水、毛氈覆蓋、灑布乳化瀝青層等[7]。

3 效益分析

3.1 工藝效果

該文根據(jù)某高速公路施工實(shí)際情況，委托專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行設(shè)備加工制作，施工期間專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員結(jié)合設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀況，經(jīng)反復(fù)調(diào)試完善，達(dá)到了最佳使用效果。

選取該工程600 m路段為試驗(yàn)段進(jìn)行施工，對(duì)常規(guī)預(yù)灑水泥漿施工方式及攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布技術(shù)實(shí)施對(duì)比分析。試驗(yàn)段前300 m路段采用常規(guī)預(yù)灑水泥漿施工方式攤鋪19 cm厚水穩(wěn)碎石上基層，后300 m路段利用攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布19 cm厚水穩(wěn)碎石上基層。養(yǎng)護(hù)完成后，在各路段分別鉆取5組芯樣，對(duì)工后14 d、21 d、28 d橫向裂縫數(shù)量實(shí)施對(duì)比分析[8]。具體檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

由表1能夠看出：①相較于常規(guī)預(yù)灑水泥漿施工工藝，攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布技術(shù)進(jìn)行水穩(wěn)碎石基層施工，其層間黏結(jié)完好率提升50%，層間黏結(jié)效果更加顯著；②水穩(wěn)碎石基層施工成型后，橫向裂縫數(shù)量隨時(shí)間的增加而增加；③采用攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布技術(shù)進(jìn)行水穩(wěn)碎石基層施工，在工后21 d裂縫數(shù)量不再增加，至28 d時(shí)，橫向裂縫數(shù)量較常規(guī)預(yù)灑水泥漿施工方式下降50%，抗裂性能得到大幅度提升[9]。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

研究項(xiàng)目根據(jù)該公路SG-O5標(biāo)段與TJ14標(biāo)段實(shí)際情況，依次采用攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布技術(shù)、常規(guī)預(yù)灑水泥漿施工方式進(jìn)行施工，并對(duì)經(jīng)濟(jì)效益實(shí)施對(duì)比分析。

以該公路SG-O5標(biāo)段材料使用量、運(yùn)費(fèi)相同的條件下對(duì)所用機(jī)械、人工費(fèi)用實(shí)施比較分析：常規(guī)預(yù)灑水泥漿施工方式需專(zhuān)用水泥漿灑布車(chē)1臺(tái)（1 000元/臺(tái)班）、施工人員4人（200元/工日·人）；攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布技術(shù)，各作業(yè)面配置2套，每套裝置一次性制作費(fèi)為50 000元/套、各作業(yè)面需施工人員2人（200元/工日·人）。該標(biāo)段總工期為10個(gè)月，共計(jì)2個(gè)作業(yè)面，其工藝經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果如表2所示。

該公路TJ14標(biāo)段材料使用量、運(yùn)費(fèi)相同的條件下對(duì)所用機(jī)械、人工費(fèi)用實(shí)施比較分析：常規(guī)預(yù)灑水泥漿施工方式需專(zhuān)用水泥漿灑布車(chē)1臺(tái)（1 000元/臺(tái)班）、施工人員4人（200元/工日·人）；攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布技術(shù)，各作業(yè)面配置2套，每套裝置一次性制作費(fèi)為50 000元/套、各作業(yè)面需施工人員2人（200元/工日·人）。該標(biāo)段總工期為12個(gè)月，共計(jì)2個(gè)作業(yè)面，其工藝經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果如表3所示。

通過(guò)表2、3能夠看出：①該公路SG-O5標(biāo)段采用攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布技術(shù)進(jìn)行水穩(wěn)碎石基層施工，可節(jié)省施工成本47.20萬(wàn)元；②該公路TJ14標(biāo)段采用攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布技術(shù)進(jìn)行水穩(wěn)碎石基層施工，可節(jié)省施工成本61.59萬(wàn)元；③兩標(biāo)段采用攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布技術(shù)進(jìn)行水穩(wěn)碎石基層施工共歷時(shí)22個(gè)月，共節(jié)省施工成本107.8萬(wàn)元，取得了較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益[10]。

4 結(jié)論

綜上所述，傳統(tǒng)路面基層預(yù)灑水泥漿施工方式存在擾動(dòng)黏結(jié)層、污染成型路面等缺陷，該文基于攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布裝置，提出了高速公路路面基層層間水泥漿同步灑布技術(shù)，并對(duì)兩種施工方式工程實(shí)踐效果及經(jīng)濟(jì)效益實(shí)施綜合比較分析，得出如下結(jié)論：

（1）相較于常規(guī)預(yù)灑水泥漿施工工藝，攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布技術(shù)進(jìn)行水穩(wěn)碎石基層施工，其層間黏結(jié)完好率提升50%，層間黏結(jié)效果更加顯著。

（2）采用攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布技術(shù)進(jìn)行水穩(wěn)碎石基層施工，在工后21 d裂縫數(shù)量不再增加，至28 d時(shí)，橫向裂縫數(shù)量較常規(guī)預(yù)灑水泥漿施工方式下降50%，有效避免局部位置黏結(jié)不到位問(wèn)題，抗裂性能得到大幅度提升。

（3）根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，與常規(guī)預(yù)灑水泥漿施工工藝相比，采用攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布技術(shù)進(jìn)行水穩(wěn)碎石基層施工共歷時(shí)22個(gè)月，減少人員投入，縮短施工周期，共節(jié)省施工成本107.8萬(wàn)元，取得了較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

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