淺議三浙高速水泥穩定碎石的施工技術亮點

王洪偉

摘要：傳統水泥穩定碎石施工技術在工程實踐中會出現裂縫多、水泥劑量大等問題，為此，本文從垂直振動法入手，闡述了三淅高速在低劑量水泥穩定碎石施工中的技術亮點。實踐證明，三淅高速低劑量水泥穩定碎石的施工工藝，有效的降低了水泥計量、減少或杜絕了裂縫的產生。

關鍵詞：低劑量；垂直振動擊實法；型鋼立模；水泥漿噴灑車；雙層連鋪；離析；裂縫

1.工程概況

三淅高速是國家規劃的高速公路網中侯馬至十堰高速公路的重要組成部分，也是河南省公路規劃中的西部重要大通道和伏牛山旅游高速公路。路線呈南北走向。路基寬24.5m。采用雙向四車道。高速公路標準設計行車速度為80公里/小時。三淅高速是河南省建設難度最大、橋隧比最高、路面耐久性問題最突出的建設項目。該項目追求低碳、注重節能，全面貫徹了“綠色低碳”理念，在項目建設過程中“節能降耗、資源節約、環境友好、暢通耐久”。

我單位（中鐵建大橋工程局集團第一工程有限公司）承建的三門峽至淅川高速公路西坪至寺灣（豫鄂省界）段XSLM-1標段，工程起訖樁號為K0+000-K20+388，路線全長20.39km，位于河南省西峽縣和浙川縣境內，主線采用雙向4車道高速公路標準建設。本標段有互通立交一處，為柳林溝樞紐互通立交（K0+000-K2+000）；有隧道六處，為后唐溝隧道、李家坪隧道、張馬埡隧道、后灣1號隧道、后灣2號隧道和前灣隧道；主線上大橋22座。

由于橋隧比較高，水穩施工極其不連續，在施工過程中難度較大。

2.傳統水泥穩定碎石施工技術實踐中存在的問題

水泥穩定碎石基層在面層鋪筑前出現大量裂縫的現象，已司空見慣：水泥劑量應達到5～6%以上，幾乎成為共識；施工后的水泥穩定碎石基層表觀密實、特別是光滑，事實上已成為質量控制的重要標準：工程中為達到設計強度指標及保證路面芯樣完整，提高水泥劑量幾乎成為最有效的手段：現場芯樣無側限抗壓強度往往遠大于室內靜壓法成型試件強度的原因，即室內成型方式與現場不匹配很少被考慮：現有壓實設備下，無需對施工工藝嚴格控制也能達到較高的壓實度。但正是在這些情況下，基層的壓實反而被忽視。

3.垂直振動法在抗裂配合比設計及施工中所起到的作用

垂直振動擊實儀的原理：垂直振動擊實儀的激振器由對稱于垂直平面的兩個具有轉速相等、方向相反的偏心塊構成。當電機工作時，振動軸帶動兩偏心塊高速轉動產生離心力。兩偏心塊產生的離心力水平分量相互抵消、垂直分量相互疊加，形成垂直方向的正弦激振力，使垂直振動擊實儀在理論上產生垂直振動，并減少橫向力的剪切作用，確保垂直振動擊實儀的穩定性。

本項目水泥穩定碎石施工技術建立在重型擊實方法和靜壓成型的基礎之上，采用垂直振動法，通過與重型擊實法相比，最大干密度提高到1.02-1.05倍，最佳含水率減少了0.5-1.5%，明顯地提高了壓實效果和壓實質量，此試驗方法試驗設備采用垂直振動壓實儀，以繪制這些材料在振動擊實條件下的含水量一干密度曲線，從而確定其最佳含水量和最大干密度。使得與當前施工設備相適應：如何制備適用于無機結合料穩定材料的無側限抗壓強度、間接抗拉強度、室內抗壓回彈模量、動態模量、劈裂模量等試驗的圓柱體試件，確保試件物理力學陛能與實際相符。

施工過程中，每天開盤前，應檢測原材料級配及天然含水率，驗證混合料配合比的準確性及穩定性。現場拌合站集料清潔度、礦料級配控制、攪拌方式及現場攤鋪碾壓等存在較大變異性，因此，通過試驗段的驗證后，結合現場施工水平，嚴格控制集料清潔度、混合料級配、拌合含水率、拌合均勻性及壓實度等，確定施工配合比。

本項目實際施工時，水泥穩定碎石底基層配合比集料比例為：19-37.5mm碎石：9.5-19mm碎石：4.75-9.5mm碎石：石屑=37：21：13：29，外摻水泥為3%，最佳含水量為4.4%，最大干密度為2.498g/cm3；水泥穩定碎石基層配合比集料比例為：19-37.5mm碎石：9.5-19mm碎石：4.75-9.5mm碎石：石屑=40：18：10：32，外摻水泥為3.5%，最佳含水量為4.6%，最大干密度為2，501g/cm3。

通過此方法，強嵌擠骨架密實級配，可提高強度11%，有利于提高材料抗裂性能；提高密度（平均為3.3%）。可提高強度33%。也有利于提高材料抗裂性能；同時加強施工控制，盡量使施工接近于設計結果，加強檢測，采取措施減少離析，確保工程質量均勻性，重視碾壓與養生。也可增強抗裂性能。

4.三浙高速水泥穩定碎石施工技術亮點

4.1邊部處理

本項目基層或底基層邊緣采用型鋼立模支撐，考慮到現場施工進度、工人操作難易、基層及底基層厚度等外在因素，將型鋼模板設計為3米一節的18em槽鋼，槽鋼四角及中間頂部加焊2cm長φ20圓套管，支撐采用φ18圓鋼與50角鋼相組合的形式，錨固采用50cm長φ20圓鋼，詳見圖1。

采用型鋼立模施工后，邊部派一工人灑水泥漿，所示，保證了基層或底基層邊緣壓實度，外觀整齊劃一，同時可以提高施工速度，且可循環利用、節約混合料。

4.2層間結合

本項目水泥穩定碎石設計為三層：18cm厚底基層、17cm厚下基層和17cm厚上基層。為了保證施工質量，必須保證層間結合，所以基層攤鋪前1小時對下承層灑水泥漿，水泥漿濃度通過試驗確定，以便于噴灑為原則，且折合成水泥為1.0～1.2kg/m2或1袋/50m2。同時，水泥漿灑布進度應確保攤鋪時作業面下的水泥漿未達到初凝狀態為準。為確保噴灑均勻，本項目采用專用2t水泥漿噴灑車噴灑水泥漿，如圖2所示。

4.3雙層連鋪

本項目橋隧比較大，為此水穩施工時很不連續，為保證施工質量與進度，當路基段落短于200m時，水泥穩定碎石基層可以分層連續施工，但兩層施工間隔時間不超過4h。

連鋪施工過程中，減少了施工設備的調運，提高了施工進度；7d后取芯效果理想，層間結合緊密，得到了河南省質監站的多次好評，保證了施工質量。

4.4離析控制

4.4.1拌和

拌和機出料不允許采取自由跌落式的落地成堆、裝載機裝料運輸的辦法，必須配備帶活門漏斗的料倉，裝車時車輛前后移動，分三次裝料，避免水泥穩定碎石混合料離析。料斗內應加設高度不低于50cm十字型分料板，以減少粗細集料離析。

4.4.2運輸

水泥穩定碎石出廠時應在過磅單上注明出廠時間，從裝車出廠（發料）到運輸至工地攤鋪（收料），總時間不得超過2小時。所有超時的混合料應報廢，不得攤鋪。車上的水泥穩定碎石混合料用苫布進行覆蓋，以減少水分損失。

4.4.3攤鋪

螺旋分料器不應安裝在高位：螺旋分料器與前擋板刮板和熨平板之間間隙不應大于25cm；應采取措施如設塑料或橡膠擋板等降低前擋板離地高度：前擋板刮板兩端安裝塑料或橡膠擋板等，以防止兩端混合料自由滾落。攤鋪機后面應設專人消除粗細集料離析現象，如圖3所示，特別應該鏟除局部粗集料“窩”，并用新拌混合料填補。

5.結束語

實踐表明，三浙高速項目水泥穩定碎石采用強嵌擠骨架密實級配，從配合比設計到施工現場控制采用垂直振動擊實法，有效的模擬施工現場，從拌和、運輸、攤鋪、碾壓和養生等過程中控制住離析，可以有效減少或杜絕裂縫的產生。如果日后推廣此施工技術，從經濟效益方面。以三淅高速為例，可節省水泥約30%，即節省水泥500～660噸/km，減少裂縫80%以上，節省養護費4～6萬元，（km·年）；從社會、環境效益方面，可減少路面養護，確保交通暢通，具有顯著的社會效益。減少CO2排放，具有顯著的環境效益。