厚層水泥穩定碎石基層分層連續施工技術

文

半剛性基層具有高強度、高模量的特點，表現出較高的承載力和抗疲勞破壞能力。目前，在我國高速公路建設中，厚層水泥穩定碎石基層的應用占比達90%。但由于其水穩碎石溫縮、干縮等特性，極易產生裂縫，且容易在基層層間結合處產生薄弱面，大幅度降低水穩碎石基層的使用壽命，越來越多的公路從業者關注如何提高厚層水泥穩定碎石基層的使用壽命。本文探討了厚層水泥穩定碎石基層的技術特性，并提出了一套成熟的施工工藝，驗證該施工工藝下施工技術水平，為今后厚層水泥穩定碎石基層分層連續施工提供參考。

工程概況

該項目在某高速公路K14+750～K15+75處，鋪設長為1000m的試驗段，其底基層厚20cm，基層厚28cm，采取分層連續施工工藝，施工過程中嚴格控制原材料質量和施工關鍵技術。

工程實踐

原材料與機械配置

試驗段采用42.5號水泥為膠結料，劑量取4%，其相關技術指標如表1所示。

試驗段選用骨架密實型水泥穩定碎石基層級配中值為設計級配，其級配如表2所示。

試驗段施工工藝含水穩碎石混合料拌和、運輸、攤鋪、壓實和養護，其施工過程中施工機械配置如表3所示。

施工工藝

拌和與運輸。根據工程實際需要采用兩個WB500型號拌和樓，拌和水泥穩定碎石，并每隔一段時間進行水泥劑量與含水率測定，使含水量和水泥劑量分別保持在6.5%和4%。根據工程的實際情況，現場采用20輛30t東風牌自卸汽車運輸水穩碎石混合料，運輸過程中為了減少水分的喪失，應在水穩碎石混合料上部覆蓋一層防雨布。運輸前應對水分喪失進行模擬計算，將喪失的水分考慮在內。運輸過程中應根據現場攤鋪進度確定每臺車輸送頻率，以防止混合料在運輸、攤鋪等過程中發生離析現象。

性能指標 單位 數值初凝時間 min 165終凝時間 min 230密度 g/cm3 3.06抗壓強度 3d MPa ≥16.0 28d ≥42.5抗折強度 3d MPa ≥3.5 28d ≥6.5

表1 水泥技術指標

表2 設計級配

下基層攤鋪與壓實，應在攤鋪前應對下承層進行清掃，使其具有良好平整度，根據確定好的下基層松浦系數，確定運輸車運料數量和堆料距離，采用鏟運車攤鋪下基層。

下基層攤鋪完畢后應立即使用壓路機碾壓，碾壓過程應遵循先兩邊后中間的原則。先采用凸塊振動壓路機進行1次～3次初壓，之后采用強振方式進行6次～8次振動壓實，使得壓實度滿足大于93%的技術要求。下基層壓實完畢后，采用裝載機對基層表面進行拉毛處理，確保上下基層之間具有良好的黏結，提高其基層使用壽命。

上基層攤鋪前應對下基層表面灑水濕潤，當下基層攤鋪200m后，即可使用DT160攤鋪 機一次性攤鋪。在上基層攤鋪過程中，為防止產生攤鋪離析現象，采用以下幾點方式進行控制：采用物料滿載攤鋪，減少物料高拋離心，控制橫向離析；二次攪拌螺旋布料器中混合料，降低螺旋轉速，防止產生離析窩現象；調節螺旋葉、導料板改善縫中和高度離析。在上基層攤鋪過程中，為滿足良好平整度，應降低攤鋪機行走速度，增大容積效率。

上基層攤鋪結束后立即進行壓實工作，為了使基層壓實度滿足大于97%要求，根據壓實度抽檢結果，先采用鋼輪壓路機穩壓1遍（穩壓過程中為防止壓路機損壞基層邊緣，應將壓實路線偏內30cm），再采用振動壓路機振動壓實4遍，最后采用膠輪壓路機收面。

基層施工完畢后，即進行養護工作。具體流程如下：將整個基層進行土工布覆蓋，養護期間應保持濕潤，注意邊部保護；灑水濕潤過程應禁止采用高壓式噴頭，以避免沖擊、破壞基層；養護期間應及時封閉交通，待基層達到養護期后方可通行施工機械；養護結束后應及時除去土工布，繼續灑水或覆蓋保護路基，防止暴曬產生裂縫。

質量控制

厚層水泥穩定碎石基層施工過程中，應嚴格控制含水量，研究發現含水量與干縮變形呈正相關關系，建議在滿足施工性能狀況下，取含水率最小值；水泥穩定碎石基層施工溫度應高于5℃，高溫季節施工應低于35℃，為了防止含水量丟失，建議在陰天施工；水穩碎石混合料運輸過程中應減少運輸距離，若運輸距離較遠時應覆蓋水穩碎石混合料，保護減少水分喪失。

集料堆放、拌和、運輸及攤鋪過程中均會產生離析現象，混合料離析將導致基層強度降低，影響施工質量。厚層水泥穩定碎石攤鋪作業時由于螺旋布料器工作離心力會將大粒徑混合料輸送至端部，寬度越大離析越嚴重。一般采取加大輸料量、降低螺旋轉數、混合料布滿螺旋工作和增加攤鋪機功率等措施來減少混合料離析程度。

應用效果

為了驗證厚層水泥穩定碎石基層分層施工質量，施工結束后應對基層進行壓實度與平整度檢測。

壓實度

試驗段起止樁號為K14+750～K145+750，壓實度檢測采用灌砂法對上基層與下基層每隔100m進行抽檢，檢測結果顯示，下基層壓實度平均值為94.8%，滿足93%的設計要求；上基層壓實度平均值為97.8%，滿足97%的設計要求；下基層壓實度略小于上基層壓實度，這可能是由于攤鋪層較厚造成的。

下基層壓實度標準差為0.73，上基層標準差為1.32，表明上下基層壓實均勻，其中下基層壓實度離散程度更小，壓實更加均勻。這說明厚層水泥穩定碎石基層分層連續施工工藝保證了壓實度質量，具有較好應用效果。

平整度

試驗段起止樁號為K14+750～K145+750，平整度檢測采用三米直尺對上基層每隔200m進行抽檢，平整度測結果如表5所示。

表5 平整度檢測結果

由表5可知，基層表面平整度均值為6.0mm，滿足規范平整度小于8mm設計要求。這說明了厚層水泥穩定碎石基層分層連續施工中壓實工藝保證了平整度質量。