抗裂型水泥穩定碎石基層雙層連鋪施工工藝研究

王洪濤

(河北交通投資集團公司 石家莊市 050000)

我國高速公路建設已進入高潮期，路面施工工藝不斷創新，抗裂型水泥穩定碎石基層作為新工藝新材料應用日漸增多[1-3]。由于公路水泥穩定碎石基層厚度較大，施工不便，為解決此難題，常見做法采用分層攤鋪與壓實，這樣造成施工周期長、層間黏結性不高、養生用時長等不足。以某高速公路建設中某標段為研究載體，研發出抗裂型水泥穩定碎石基層雙層連鋪施工工藝，最后縮短了施工時間，節約了施工成本，同時提升抗裂型水泥穩定碎石基層強度、抗裂性與層間黏結性，并且可保持其整體性。

1 試驗設計

(1)原材料介紹

水泥選取A水泥公司提供的標號32.5級水泥。該水泥的相關技術指標與實測數據匯總成表1。

表1 試驗所用水泥技術指標與實測數據表

碎石選取B石料廠提供的原材料。1號碎石粒徑范圍是19.0～31.5mm，2號碎石粒徑范圍是9.5～19.0mm，3號碎石粒徑范圍是4.75～9.5mm，4號石屑粒徑范圍是0～4.75mm。各類原材料實測指標均達到相關規范規定[4]，各指標實測數據如表2內數值。

表2 原材料指標與實測數據表

(2)依照各類原材料篩分情況，按照相關規定[4]內水泥穩定碎石建議級配并結合實際工作經驗，配比是：19.0～31.5mm∶9.5～19.0mm∶4.75～9.5mm∶0～4.75mm=28∶34∶10∶28，水泥占比為4.2%，合成級配詳見表3。水泥穩定碎石混合料擊實試驗與無側抗壓強度試驗數據整理成表4。

表3 合成級配表

表4 擊實試驗與無側限抗壓強度試驗數據

2 雙層連鋪施工關鍵點

2.1 混合料拌和

(1)混合料攪拌選擇三臺水穩拌和樓。現場出料要充分考慮拌和機流量試驗實測出的產量和皮帶傳輸速率的關系、各料斗的下料情況，最終給定混合料級配與產量。混合料中水分占比控制在4.7%～5.5%范圍內，在實際工程中水分占比要結合時間、氣溫情況與天氣狀況實時調節。只有在水分占比保持穩定性與可控性的前提下，壓實度、外觀質量才能有保障。

(2)確保原材料質量的穩定性。如果原材料變化或穩定性差，應該再次修改配合比例。

(3)依據配合比施工落實到位，混合料級配控制不放松。在成品混合料的前4車抽測含水量、水泥比例與混合料級配。把控關鍵篩孔(19.0mm、9.5mm、4.75mm、0.075mm)的通過率，如果有異常情況應迅速調節。在實驗室應分為上中下三個時間段進行抽測，嚴格把控混合料質量。

(4)重點關注裝載機上料情況，防止料倉堆載過量而出現串料現象，同時要避免料倉缺料造成配合比變化。時刻關注混合料含水量，派人時時抽測原材料含水量與混合料含水量，根據實測比例及時調節外摻水量。

2.2 混合料運輸

在實際工程中利用40輛30t自卸汽車運送混合料到施工現場，運送量應與出料量和攤鋪速率相匹配。為降低混合料運輸過程中發生的離析現象，混合料裝車時車輛必須移動，實現多次分裝。為了保證混合料含水量，在運送過程中應對混合料進行苫蓋[5]。出廠單上應詳細正確填寫出廠時間，從出料到運送到施工現場進行攤鋪，其總時長應控制在3.2h以內。若其時長大于3.2h，對該車混合料不安排攤鋪工作。

2.3 混合料攤鋪

(1)混合料攤鋪借助2臺同規格的福格勒2200攤鋪機同時進行。2臺攤鋪機拼裝寬度全部為6m。每兩臺攤鋪機間距保持在6m左右，攤鋪速率應保持在1.8m/min左右。

(2)攤鋪機的基本參數調整應由專業人員依據施工現場情況及施工需求進行設定調整。在攤鋪工作開展前應再次檢查參數是否設定合理，攤鋪機設備是否運行良好。除此之外，還應該調節螺旋布料器兩側的自動料位器，確保料門開度、鏈板送料器的速率和螺旋布料器的轉速相互匹配[6]。螺旋布料器內混合料應達到螺旋布料器高度的2/3為宜，確保熨平板擋板前的混合料控制在全寬范圍內且高度相同，防止攤鋪層發生離析。

(3)安排4名技術過硬人員順著側模位置把水泥漿灌入基層邊緣，保證底基層邊緣強度合格后進行碾壓，在水泥漿攪拌均勻后方可進行灌注[7]。側邊模6cm范圍內利用尖嘴壺人工灌注水泥漿，灌注時壺嘴應與混合料面高度保持小于6cm以內。為了保證水泥漿均勻，應利用攪拌棒定期攪拌水泥漿，澆注時必須沿邊部混合料豎直方向滲透徹底。

(4)雙層連鋪時對下基層表面完成水泥漿噴灑工作，灑布量必須控制在0.75～1.00kg/m2范圍內，同時保證水泥漿噴灑均勻全面無遺漏。雙層連鋪時間從上下基層混合料拌和到碾壓總時長必須小于4h。根據試驗段所測數據，雙層連鋪循環段落長度應維持在75～99m范圍內。

2.4 混合料碾壓

碾壓工作務必遵循從輕到重、從低到高、從邊到中的規則完成。碾壓時銜接部分重合1/2輪寬，并按原來路徑返回。每次碾壓結束位置應超過前次結束位置約一個車位的距離，碾壓開始應按照起步、起振的先后次序，碾壓結束應按照停振、停機的先后次序。碾壓區段應有層次，呈現梯形形狀。壓路機停止碾壓位置距離超過3.2m，應放置在路床或已碾壓完成的區段。壓路機碾壓方式詳情如表5所述。

表5 壓路機碾壓方法

2.5 接縫

(1)縱縫處理：兩臺攤鋪機相距保持在6m左右，避免縱縫接縫的時間差，降低邊部水分比例下降程度，保證縱縫一次性完成。兩臺攤鋪機行駛速率一樣，避免接縫處的集料離析與存在阻礙現象。

(2)壓路機工作完成后，應順著端頭斜面行駛至下承層方可停置。

(3)利用4m直尺豎直放置接縫處位置，將與基面層距離4m直尺的位置設為接縫點，選取灰線畫出與路基豎直線，利用裝載機順著橫向斷面鏟挖下面的混合料，最后均處理整潔即可。

3 雙層連鋪施工效果檢測

以某高速公路K35+420～K35+630區段為例，選擇室內外試驗檢測抗裂型水泥穩定碎石雙層連鋪效果。經過14d后，獲取芯樣[8]，芯樣以整體形式存在且黏結性優良。其實物圖見圖1與圖2。詳細實測數據匯總成表6、表7、表8、表9。

圖1 芯樣剖面效果實景圖

圖2 芯樣全貌效果實景圖

試驗組與規范值關鍵篩孔(mm)的通過百分率%31.519.09.54.752.361.180.075A10072.440.528.622.215.94.0B10072.140.928.921.516.14.3規范值10065～8536～6021～3415～3012～200～5

表7 含水量實測數據

表8 水泥劑量實測數據表

表9 無側限抗壓強度實測數據

表10 彎沉實測數據

分析表6～表10內實測數據可知，雙層連鋪所有實測指標全部合格。尤其是芯樣強度、水穩定性、黏結性等關鍵指標均符合規定，該施工方法能夠節約施工時間，提升基層施工質量，節約后期維護投資，從經濟效益與社會效益角度均值得推廣應用。

4 結論

為了解決傳統水泥穩定碎石基層施工分層攤鋪與壓實造成的施工周期長、層間黏結性差、養生用時長等缺陷，以某高速公路某標段路面建設為例，研究抗裂型水泥穩定碎石基層雙層連鋪施工工藝。介紹各試驗所用原材料并實測各技術指標均合格后，從混合料拌和、運輸、攤鋪、碾壓、接縫施工等五個方面展開分析探討。施工完成后對施工效果檢測，各指標均滿足要求，并且抗裂型水泥穩定碎石基層強度、抗裂性與層間黏結性均得到提高，同時芯樣整體性好，說明抗裂型水泥穩定碎石基層雙層連鋪施工工藝值得推廣。