水泥穩定碎石基層分層攤鋪施工關鍵技術研究

孫志磊

摘 ?要：隨著我國經濟實力的增強，公路網建設基本完善，在已建公路中，多以水泥穩定碎石作為路面基層材料，此類結構具有強度高、整體性好以及剛度大等優勢。然而，長期工程實踐表明，水泥穩定碎石材料屬于脆性材料，因溫、濕度影響，極易產生開裂問題，從而降低路面使用性能。為了更好地提升工程質量，必須保證基層整體均勻受力。結合工程實際情況，特提出水泥穩定碎石基層分層攤鋪一次成型施工工藝，經施工研究可得，該項工藝可分層施工產生的層間分離、聯結不緊密、整體性差等問題，具有良好施工效果。

關鍵詞：水泥穩定碎石基層;分層攤鋪;工程概況

中圖分類號：U416 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

隨著公路建設規模的進一步擴大，瀝青路面作為我國公路工程路面結構的主要類型，其應用也愈加廣泛。公路施工中，水泥穩定碎石材料是最常見的路面基層材料，一般厚度均在20 cm以上，這種情況下，可分層攤鋪。實踐證明，水泥穩定碎石分層攤鋪施工更易于壓實，確保壓實度，但也存在諸多問題，通過鉆芯取樣可知，基層層間分離現象嚴重，導致基層無法整體受力;上、下基層齡期不同，極易污染或破壞下基層，影響施工效果。為解決上述問題，決定通過室內試驗進行探討，以期找出更好的解決方案。

1 室內試驗分析

在瀝青路面結構中，水泥穩定碎石材料主要以基層材料的形式呈現，其功能為承重。當存在行車荷載時，底面可產生一定的拉應力，此時，主要以斷裂破壞為主。該試驗主要對不同成型方式下水泥穩定碎石梁式試件的抗折強度變化進行分析。

1.1 原材料性能

該文選擇當地石灰巖作為石料，其性能與相關技術規范要求相符，以23.4%為石料壓碎值。水泥材料可選用42.5級普通硅酸鹽水泥，其各項指標符合下述要求，水泥初、終凝時間為2.54 h、3.30 h，3 d抗壓強度為26.8 MPa，3d抗折強度為5.3 MPa，細度為7.2%。

1.2 確定室內試驗混合料組成配比

按照集料級配，摻加不同水泥量，即3.5%、4.0%、4.5%、5.0%，并做重型擊實試驗與7d無側限抗壓強度試驗，結果見表1。

基于經濟性原理，結合試驗具體情況，水泥用量可選擇4.5%。

2 不同成型方法抗折強度對比試驗分析

2.1 試件制作方法

2.1.1 方法（一）

水泥穩定碎石按一半高度進行所需混合料計算，即5cm×10cm×40cm，待向鋼模內裝入之后，根據常規壓實度成型法，通過壓力機進行施工，無須脫模。養護施工可在標準溫度、濕度條件下實施，養護7 d，拌和相同量混合料，在已成型半層內，將混合料再次裝入鋼模，隨后進行28 d養生。

2.1.2 方法（二）

水泥穩定碎石按整體高度進行所需混合料計算，即10cm×10cm×40cm，混合料拌和之后，同樣根據5 cm高裝模，經刮平、初平施工。30 min后將剩余混合料裝模，需選擇壓力機同時壓實鋼模裝入的2層混合料，隨后進行28 d養生。

2.2 試驗結果及分析

根據上述方法（一）、（二），抗彎拉強度試驗結果見表2。

壓實度是水泥穩定碎石基層施工的重要指標之一，為保證壓實度需求，可將基層分為2層進行施工，待完成下基層施工后，經7d養護，才能施工上基層，這就是第一種試件成型的方法。

通過上述2種試驗結果可見，相比方法（一），方法（二）成型試件抗折強度更高。根本原因在于方法（一）上、下基層施工中間有7 d間隔時間，2層之間黏結性不足，同時，在上基層壓實成型過程中，極易損壞或污染下基層。相比之下，方法（二）上、下基層混合料成型間隔時間僅為30 min，相比水泥初凝時間2.54 h，時間極短，且第一層僅做初壓，壓實程度較輕，當壓實第二層時，可同時碾壓2層，具有良好層間黏結性，可一次成型。基于上述原因，決定選擇“分層攤鋪，一次成型”施工工藝。

3 水泥穩定碎石基層分層攤鋪成型工藝

為保證“分層攤鋪，一次成型”施工工藝具有可行性，該文選擇某公路工程為研究對象進行深入分析。某公路工程全長13.2 km，等級為二級公路，為水泥穩定碎石基層，厚度共40 cm，因水泥穩定碎石基層厚度大于20 cm，可分為2層施工。該文以4.0%為基層水泥混合料用量。具體工藝如下。

3.1 準備下承層

平整、堅實是水泥穩定碎石下承層表面施工要求，保證各指標滿足設計規定。針對土基碾壓，遍數可控制在3～4遍，碾壓時，若出現表層松散、含水量低等現象，需根據實際情況，適量灑水;若土濕度過大，極易產生“彈簧”情況，此時，可做開挖、翻曬等處理，為此，必須合理控制含水率。

3.2 攤鋪下基層

在底基層部位通過料車卸料，隨后平整下基層。在攤鋪施工中，可選擇機械+人工法進行施工，因分層攤鋪一次成型工藝，在下基層攤鋪時，對平整度要求相對較低，此時僅做粗平即可。選擇振動壓實法，對下基層進行7～8遍壓實，保證壓實度在93%以上。根據施工現場情況，可選用凸塊羊角碾施工，該設備應用的作用在于下層水泥穩定碎石表面碾壓施工中，可形成凹凸不平狀，更便于上下兩側黏結。

若選擇普通光輪振動壓路機施工，在完成碾壓施工后，可選擇專用設備拉毛處理，一般在3 cm以內控制拉毛深度，表面具有一定粗糙度，對上下基層結合具極為有利，可增強其整體性。

3.3 攤鋪上基層

完成下基層壓實施工后，即可攤鋪上基層，在下基層運料車可直接行使。根據設計要求，需在100 m以內控制上、下基層攤鋪長度。上基層施工中，需嚴控表面平整度，并根據設計高程、松鋪系數，做好測量、找平施工。壓實是攤鋪上基層之后最重要的工序，在壓實施工中，選用振動壓路機碾壓，遍數控制在9遍左右，保證壓實度滿足設計要求。如果該階段表層集料損壞，需及時選用重型輪胎壓路機進行封面壓實。此時，可按照均勻、緩慢的速度行駛，保證碾壓均勻。

4 水泥穩定碎石基層分層攤鋪施工檢測及效果評價

水泥穩定碎石基層是路面結構的一部分，為了合理控制試驗段壓實質量，保證對該施工工藝的可行性進行檢驗，可做壓實度、平整度等指標檢測，從而保證施工效果。

4.1 壓實度

水泥穩定碎石基層施工中，在不同點位，根據各個階段成型變化情況檢測其壓實度，所得結果見表3。由此表明，當上下基層一起壓實后，其壓實度均在96%以上，可滿足設計要求。

4.2 平整度

瀝青路面厚度、平整度受上基層平整度影響較大。為此，在完成上基層施工作業后，必須重視水泥穩定碎石基層施工平整度。通過檢測可知，選擇“分層攤鋪、一次成型”施工工藝，基層頂面平整度與設計要求相符。

4.3 整體性

鉆芯取樣是評價水泥穩定碎石基層成型后整體性的最有效的方法，通過芯樣觀測，可充分了解混合料的密實度、厚度等指標，且能看到上下基層黏結性是否良好，是否存在分層。在7 d養生之后，可選取若干個點位進行鉆芯取樣。經觀測可得出以下結論，第一，相較設計要求（40 cm），各點位水泥穩定碎石厚度均可滿足。第二，芯樣取出后，經觀測，完整性良好，交界面未現斷裂、分層情況。第三，芯樣完整，未現松散、掉渣情況。第四，下基層成型之后，觀察芯樣交界面，結合程度良好。

5 結語

綜上所述，改革開放40年，我國國民經濟迅速發展，大量基礎設施如雨后春筍般不斷涌現，公路工程作為連接區域經濟發展的重要紐帶，在經濟發展中發揮著至關重要的作用。為進一步完善公路網，必須重視公路路面施工工藝，水泥穩定碎石是路面基層施工的主要材料，通過分層攤鋪一次成型施工，可進一步提高工程質量，推進公路工程建設事業發展，實現公路工程經濟效益與社會效益。

參考文獻

[1]劉燕燕，胡力群，蔣科.水泥穩定碎石基層分層攤鋪一次成型施工工藝研究[J].路基工程，2012（5）：79-82.

[2]胡力群.路面水泥穩定碎石基層材料分層攤鋪整體壓實成型技術研究[J].中外公路，2010，30（4）：112-115.

[3]胡青.水泥穩定碎石基層分層連續攤鋪經濟效益分析[J].山西建筑，2016，42（24）：156-157.

[4]汪文瑞.水泥穩定碎石基層攤鋪質量控制[J].區域治理，2018（28）：190.

[5]王鎖.淺談水泥穩定碎石基層一次攤鋪成型的質量控制[J].科技創新導報，2011（3）：41-42.

[6]李吉慶.水泥穩定碎石基層分層攤鋪一次成形工藝淺析[J].城市建設理論研究（電子版），2015（8）：3292.