高速公路超厚寬幅水穩(wěn)基層施工與質(zhì)量檢測分析

康晉芳

(山西省晉中路橋建設(shè)集團有限公司，山西 晉中 030600)

1 工程概況

某高速公路采用雙向六車道設(shè)計，設(shè)計車速120 km/h，路基寬度34.5 m，路面寬度33 m。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計采用雙層水泥穩(wěn)定類半剛性基層，3層瀝青路面結(jié)構(gòu)，路面基層設(shè)計采用30 cm厚水穩(wěn)碎石材料，底基層采用20 cm厚水泥穩(wěn)定砂礫。路面結(jié)構(gòu)采用3層瀝青混凝土，上面層為4 cm細粒式密級配瀝青混凝土(AC-13)，中面層采用5 cm厚中粒式改性瀝青混凝土(superpave-20)，下面層采用6 cm厚粗粒式開級配瀝青混凝土。本項目水穩(wěn)基層采用超厚寬幅水泥穩(wěn)定碎石基層，由于水泥穩(wěn)定碎石基層達到了30 cm，厚度較大，施工過程中重點對基層壓實質(zhì)量進行控制。對基層材料水泥劑量和壓實度進行檢測，并分析其變異性，為判斷基層施工質(zhì)量提供參考依據(jù)。

2 超厚寬幅水穩(wěn)基層碾壓施工工藝

2.1 施工機械選配

超厚寬幅水泥穩(wěn)定碎石基層在施工工藝上與普通水穩(wěn)基層基本相同，但在碾壓施工工藝上存在較大區(qū)別。由于超厚寬幅水泥穩(wěn)定碎石基層結(jié)構(gòu)厚度較大，采用常規(guī)的碾壓方法難以達到規(guī)定的壓實度，必須做好施工機械的選配。本項目壓實機械選擇1臺徐工XS263J型振動壓路機，1臺中大YZ32型振動壓路機和1臺柳工CLG6327型三輪靜碾壓路機，1臺柳工6530型膠輪壓路機配合施工。

2.2 碾壓方案

為保證超厚寬幅水穩(wěn)基層壓實質(zhì)量，結(jié)合壓實機械的組合方式和碾壓方法，本項目試驗段采用三種碾壓方案，碾壓過程中檢測基層壓實度，經(jīng)過比選確定如下施工方案：

基層初壓施工使用27 t柳工CLG6327靜碾三鋼輪壓路機靜壓2遍，碾壓速度控制在1.5 km/h～1.7 km/h，壓實度達到94.48%。復(fù)壓使用一臺32 t中大YZ32型振動壓路機強振3遍，碾壓速度控制在1.5 km/h～1.7 km/h，壓實度達到96.35%。然后使用一臺26 t徐工XS263J型壓路機靜壓1遍，強振2遍，壓實度達到99.13%。最后使用一臺30 t柳工6530輪胎壓路機進行終壓，碾壓速度控制在2 km/h～2.5 km/h，碾壓2遍，消除基層表面輪跡，提高平整度。碾壓施工過程中每碾壓一遍檢測一次壓實度，基層最終壓實度達到99.23%，總計碾壓9遍，達到了規(guī)范要求。

分析后可以得出32 t振動壓路機在對整個超厚寬幅水穩(wěn)基層碾壓過程中起到了關(guān)鍵作用，碾壓后基層壓實度達到了96.35%，使基層結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定。該方案碾壓遍數(shù)總計為9遍，最終壓實度達到99.23%，其他兩個方案碾壓總遍數(shù)分別為9遍和10遍，最終壓實度分別達到98.89%和99.22%。相較之下，選定方案碾壓遍數(shù)少，壓實度高，是最優(yōu)設(shè)計方案。

3 水穩(wěn)基層施工技術(shù)參數(shù)檢測分析

3.1 檢測結(jié)果變異性分析

結(jié)合工程建設(shè)項目，在超厚寬幅水穩(wěn)碎石基層施工過程中對水泥劑量、壓實度進行檢測，對數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計分析，并分析檢測結(jié)果的變異性及產(chǎn)生變異的原因。對水穩(wěn)基層技術(shù)指標變異性分析采用標準差和變異系數(shù)進行分析，計算公式如下：

通過公式可以看出，變異系數(shù)越小，說明檢測數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的變異程度越小，施工質(zhì)量風(fēng)險越低，反之。

3.2 水泥劑量變異性分析

水泥劑量決定水穩(wěn)碎石基層的成型質(zhì)量和強度，必須確定其處于一個合理的范圍。在施工過程中，采用EDTA滴定法對試驗段基層材料的水泥劑量進行檢測，得出的部分數(shù)據(jù)如表1所示，變異分析結(jié)果如表2所示，水泥劑量檢測值分布情況見圖1。

表1 水泥劑量EDTA滴定結(jié)果

表2 水泥劑量變異情況分析表

分析表1，表2數(shù)據(jù)可知，水穩(wěn)碎石基層水泥劑量的實測最大值為4.7%，最小值為3.7%，標準偏差為0.307，變異系數(shù)為7.4%，數(shù)據(jù)表明超厚寬幅基層施工過程中水泥劑量存在一定的變異性，這會造成基層強度分布不均勻，進而造成基層產(chǎn)生不等距開裂。通過對50組數(shù)據(jù)進行分析，得出不同區(qū)段水泥劑量的分布情況，各區(qū)段實測水泥劑量統(tǒng)計表見表3。

表3 基層水泥劑量實測值統(tǒng)計表

結(jié)合表3,圖1分析可知，水泥劑量不能低于設(shè)計值的1%，本項目基層混合料水泥劑量為5%，實測結(jié)果符合要求。但數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，按照3倍標準差計算水泥劑量的波動范圍，個別實測值超出了規(guī)定范圍，不能滿足規(guī)范要求。應(yīng)在施工過程中保證混合料拌和質(zhì)量，降低水泥劑量的變異情況，保證基層施工質(zhì)量。

3.3 壓實度檢測變異性分析

本項目基層壓實度檢測采用灌砂法，在試驗段選取30個測點，記錄數(shù)據(jù)，按上述水泥劑量的分析方法對壓實度實測值進行分析，并統(tǒng)計分析實測值分布情況，分析結(jié)果見表4,表5，壓實度檢測值分布情況見圖2。

表4 水泥劑量變異情況分析表

表5 基層壓實度實測值統(tǒng)計表

分析表4,表5和圖2可知，超厚寬幅水穩(wěn)碎石基層壓實度實測最大值為99.6%，最小值為98.7%，平均值為98.8%，標準偏差為0.465，變異系數(shù)為0.51%。說明水穩(wěn)基層壓實度存在一定的變異性，但檢測值均滿足規(guī)范要求。按照規(guī)范要求的3倍變異范圍的要求，各檢測值均符合要求，壓實質(zhì)量合格。

4 結(jié)論

依托某高速公路超厚寬幅水穩(wěn)基層施工實踐，分析了基層壓實工藝，并對水泥劑量和壓實度檢測值的變異性進行分析，得出了以下結(jié)論：1)選配壓實機械，通過方案比選，得出了符合超厚寬幅水穩(wěn)基層要求的最優(yōu)施工方案；2)水泥劑量檢測值均滿足設(shè)計要求，但變異性較大，應(yīng)嚴格控制混合料質(zhì)量，保證水泥劑量穩(wěn)定；3)壓實度檢測值均達到了97%以上，滿足規(guī)范要求，變異性不大，在可控范圍內(nèi)，壓實質(zhì)量合格。