高速公路大厚度水泥穩定碎石基層施工控制要點分析

摘要 大厚度水泥穩定碎石基層較為常見，具有結構承載力強、抗沖擊性好、施工方法簡單、使用壽命長的優點，在高速公路工程施工中廣泛應用。文章針對高速公路大厚度水泥穩定碎石基層施工進行研究，結合實例項目從大厚度水泥穩定碎石基層的優點和準備工作、施工方法等方面進行分析，并提出大厚度水泥穩定碎石基層施工控制要點。

關鍵詞 高速公路;水泥穩定碎石;基層施工;控制要點

中圖分類號 U416.2 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）12-0108-03

收稿日期：2022-03-06

作者簡介：蘇賢芬（1980—），女，本科，高級工程師，從事工程技術管理工作。

0 引言

高速公路基層施工中，一般采用分層攤鋪工藝，雖然技術成熟，但分層施工、養護，導致工期較長，不利于組織現場施工活動，容易造成窩工現象。大厚度水泥穩定碎石基層施工方案，則有效解決了以上問題，在進度、質量、安全環保、經濟效益等各個方面，相比于分層攤鋪工藝均有明顯優勢[1]。然而，現場施工技術管理是一個重難點，以下結合實例進行探討。

1 工程概況

六盤水至威寧高速公路LWLM-1合同段，建設起點主線樁號K1+175，終點樁號右幅YK32+700（ZK32+710）;六盤水西聯線起點樁號TYK0+000，終點樁號TYK0+962（TZK0+964），全長約32.46 km。含土建工程1-4合同段，其中包括停車區1處，樞紐互通1處，互通式立體交叉4處。項目地處云貴高原腹地，平均海拔2 200 m;屬亞熱帶濕潤季風氣候區，年均氣溫為13～14 ℃，年均降水量為1 200～1 400 mm。公路設計為雙向四車道，路基寬度整體式24.5 m，分離式12.25 m，行車道寬度為2×3.75 m，設計車速80 km/h。其中，公路基層采用大厚度一體化水泥穩定碎石基層施工方案，壓實控制、離析控制及平整度控制是施工的技術難點，必須對機械設備組合進行調整，不斷改進混合料生產及施工工藝，以實現預期管控目標。

2 大厚度水泥穩定碎石基層的優點和準備工作

2.1 優點

大厚度水泥穩定碎石基層的優點有：

（1）能提高結構層的強度、剛度，基層整體的承載力強，荷載擴散性好，可延長路面的使用壽命。

（2）施工操作方法簡單易行，能減少人員、設備的配備，降低工程成本;可提高施工效率，避免出現窩工現象。

（3）水泥穩定碎石的抗壓回彈模量大，基層結構的抗沖擊強度顯著提高，可有效避免和推遲早期路面的下沉、凹陷等病害產生。

2.2 混合料要求

水泥穩定碎石混合料中，水泥一般選擇普通硅酸鹽水泥，要求初凝時間>3 h，終凝時間在6～10 h之間。集料先經三級破碎工藝處理，再進行二次除泥，其中細集料用量60%以上，級配范圍見表1。施工后，7 d無側限抗壓強度應≥4.0 MPa，壓實度≥98%。

2.3 試驗配合比參數

試驗配合比確定，要結合規范標準、設計要求和材料特點，初步確定后交給監理工程師審核。主要參數有：含水量5.2%，水泥劑摻量4.5%，0～5 mm、5～10 mm、10～20 mm、20～30 mm的級配碎石基層，配合參數比例為26∶18∶35∶21。

3 大厚度水泥穩定碎石基層施工方法

大厚度水泥穩定碎石基層施工流程：準備下承層→安裝模板→測量放樣→混合料拌制→混合料運輸→攤鋪整形→碾壓→調頭處和接縫處理→養生。現場施工時，技術方法和要點介紹如下：

3.1 準備下承層

對下承層進行處理，要求是平整、堅實，高程、寬度、橫坡等指標均符合規定，且沒有軟弱點或松散的材料。

3.2 安裝模板

項目模板使用鋼模板，在內側支設。模板支撐時，使用≥3根角鋼錯開連接，另一端和鋼釬固定;模板和模板之間連接時，采用榫卯連接工藝，能避免偏移、傾斜，為后續攤鋪、碾壓施工提供條件[2]。

3.3 測量放樣

在路基表面放樣出中線，直線段和平曲線段，分別間隔10 m、5 m設置一個樁，并放出中樁、邊樁。在基層鋪設邊線外50 cm，設置高程控制樁，相鄰樁之間距離20 cm，并且和中樁對應起來。在高程控制樁上，纏繞基準鋼絲，要求拉力≥800 N，且不會產生撓度，固定鋼絲并由專人檢查、調整。

3.4 混合料拌制

混合料拌制采用集中攪拌法，攪拌機型號為WBZ800，材料自動稱量、連續進料，確保配合比符合設計要求。技術人員應嚴格控制含水率，要求略大于最佳含水率（超出0.5%～1.0%），因為在后續運輸環節會損失一定水分，確保碾壓時的含水率≥最佳含水率[3]。

3.5 混合料運輸

合理配置運輸車輛，該項目使用自卸汽車，對運輸線路進行選擇，確保運輸路程暢通，縮短混合料到達攤鋪現場的時間。運輸車輛均配備苫布，對混合料進行覆蓋，以減少水分損失量。

3.6 攤鋪整形

攤鋪混合料時，該項目現有的攤鋪機不滿足大厚度一體化攤鋪要求，計劃購買一臺中大DT1800攤鋪機，租賃一臺中大DT1800攤鋪機。攤鋪技術要點包括：

（1）使用雙側導線控制攤鋪機高程，即直線段和曲線段上的導線樁，拉緊導線繩進行引導。

（2）靠近中分帶一側使用固定模板，一方面保證線形，另一方面確保邊緣碾壓密實。

（3）攤鋪機行進速度控制在1～2 m/min，結合拌制量調整攤鋪速度，保證攤鋪連續進行，避免停機等料，從而提高攤鋪面的平整度。

3.7 碾壓

混合料攤鋪完成，及時進行碾壓，采用全寬碾壓工藝。技術要點包括：

（1）碾壓順序：按照由邊側到中間、由低到高的原則，輪寬重疊1/3～1/2。

（2）碾壓分為初壓、復壓、終壓三個階段：初壓時，使用13～17 t雙鋼輪壓路機，設置前靜后振模式，碾壓1遍。復壓時，使用32 t單鋼輪壓路機，先設置前靜后振模式，強振1遍;再設置前振后振模式，強振1遍。使用26 t單鋼輪壓路機，先設置前振后振模式，強振1遍;再設置前振后振模式，弱振收光1遍。終壓時，先使用37 t膠輪壓路機，碾壓1遍;再使用13～17 t雙鋼輪壓路機，靜壓1遍。

（3）碾壓后，檢測壓實度指標，要求≥98%，并根據實測值調整碾壓遍數。

（4）控制好碾壓速度，遵循先慢后快的原則，其中雙/單鋼輪壓路機、膠輪壓路機，碾壓速度分別為1.5～1.7 km/h、1.8～2.2 km/h[4]。

（5）除了壓實度，還要檢測路拱、厚度、高程、縱向平整度、超高等指標，確保滿足設計要求。

3.8 調頭處和接縫處理

第一，調頭處處理。機械設備調頭時，如果位于完成碾壓的部位，就要采取保護措施。一般在調頭部位的穩定土層上，先覆蓋塑料布或油氈紙，再覆蓋一層土、砂或砂礫（厚度為10 cm），避免造成表面損害。

第二，工作縫處理。水泥穩定土混合料拌和結束后，在預定長度的末端，挖一條橫貫全寬的槽（挖至下承層頂面），槽內放2根與壓實厚度等厚的方木。方木另一側用素土回填穩定，回填長度約3～5 m，然后整型、碾壓。第2天，鄰接作業段拌合結束后，除去頂木，用混合料回填，靠近頂木未能拌和的一小段，酌情加水泥用人工進行補充拌和。

第三，縱縫處理。前一幅施工時，靠中央與另一幅相接的一側，用方木或鋼模支撐。靠近方木或鋼模的水泥穩定混合料，應人工進行補充拌和，然后整型、碾壓。拆除支撐鋪筑另一幅時，靠近第一幅的部分，同樣人工進行補充拌和，然后整型、壓實。

3.9 養生

分段施工時，碾壓完成及時報檢，合格后安排專人養生。該項目使用養生膜，覆蓋厚度≥1 mm，要求膜與膜之間完整搭接，沒有縫隙;在膜上使用塊石、砂袋壓住，防止大風吹亂;養生時間≥7天，期間禁止行人車輛通行，并設置必要的警示牌和交通管制標識。

4 施工質量控制要點

4.1 常見病害和防治方法

高速公路項目中，大厚度水泥穩定碎石基層的常見病害有：

（1）路面結構裂縫。水泥穩定碎石具有干縮、溫縮的特點，其一在溫度變化下，體積收縮就會造成裂縫;其二在車輛荷載作用下，基層裂縫會進一步延伸，最終導致路面開裂。如不及時處理，雨水進入縫隙，沖刷基層會產生空層，降低路面結構的承載力。

（2）基層粘結不牢。一方面，水泥穩定碎石基層厚度加大，根據規定需要分層施工、分層養生，上下層交界處是粘結薄弱面。另一方面，路基路面出現裂縫后，水進入基層也會造成粘結不牢。針對此類病害，防治方法如下：

第一，基層質量控制。通過配合比設計的優化，得出最佳的砂石料摻配比例，以及滿足強度要求的最佳水泥摻量，保證混合料易于壓實，同時減少因水泥摻量過多造成的裂縫，減少對路面面層的反射。該項目基層采用的是大厚度一體化施工工藝，由于碾壓厚度過厚，必定會造成路面平整度質量下降。因此采用DT1800攤鋪機攤鋪，此攤鋪機具有自重大、初始夯實效果好的特點。同時在試驗段內，采用三種碾壓設備組合方式，試驗得出最佳組合方式，保證路面基層的平整度，減少對路面面層平整度的影響。

第二，采取防離析措施。該合同段基層、底基層要求采用大厚度一體化施工方式，較以往項目的攤鋪寬度明顯增加，必定會造成離析現象。對此，采用DT1800抗離析大功率攤鋪機進行攤鋪，減少混合料攤鋪過程中的離析;同時在前擋板配備柔性擋料裝置，避免大料滾落造成骨料離析。控制螺旋布料器和攤鋪邊緣的距離，要求≥50 cm，布料器的2/3要埋入混合料中[5]。在攤鋪機變速箱處，安裝反向葉片，后方安排專人消除離析現象，例如：鏟除局部粗集料產生的“窩”，使用新拌的混合料填補，保證攤鋪平整度。

4.2 質量問題和保障措施

該項目現場施工期間，主要質量問題是路面不平整，分析原因在于：

（1）基層不平整導致路面不平整。基層凹凸處數量多，攤鋪機行進時兩條履帶不在同一平面內，熨平板兩側會出現波浪。因基層平整度差，面層攤鋪即使很平整，碾壓后也會出現不平整問題。

（2）攤鋪工藝影響平整度。使用攤鋪機時，機械本身的性能和操作方法，均會影響攤鋪平整度。例如：攤鋪機結構參數不穩定，行走時打滑，攤鋪速度不勻，突然起步或緊急制動，供料速度忽快忽慢等，都會造成面層不平整。

（3）路面施工工藝影響平整度。在路面接縫部位，處理不好會引起接縫處下陷或凸起;接縫處壓實度不夠，因局部強度低也會產生裂紋，最終導致路面不平整。針對以上問題，采取的質量保障措施如下：

第一，構建質量保證體系。以項目經理為核心，總工、質檢工程師、部門負責人、施工隊、工班專職質檢員為成員，組成質量管理領導小組。明確各層級管理人員的職責，制定質量檢查程序，開展全過程質量控制。

第二，基層平整度控制。底基層和基層施工，嚴格執行規范標準，尤其標高、橫坡、強度、平整度要達到設計要求[6]。基層施工完成后，做好養護工作，包括土工布覆蓋、噴灑瀝青乳液、灑水養護等，期間禁止車輛通行。

第三，攤鋪和路面施工工藝控制。攤鋪工藝控制，主要從機械設備自身的性能、攤鋪機行進速度、冷接縫處理等方面入手。路面施工工藝控制，項目部與陜西長大控制數據有限公司簽訂了路面施工技術咨詢服務協議，由長安大學老師對項目部的原材料質量控制、底基層及基層施工質量控制、瀝青面層施工質量控制進行技術指導，提升路面施工水平。

4.3 施工控制成果

該項目大厚度水泥穩定碎石基層施工期間，沒有出現人員傷害事故，在規定工期內完工，實際造價在預算造價以內，且順利通過了各項驗收，取得了良好的綜合效益。

5 結語

綜上所述，大厚度水泥穩定碎石基層在高速公路項目中較為常見，具有諸多技術優勢。文章結合工程實例，從準備下承層、安裝模板、測量放樣、混合料拌制、混合料運輸、攤鋪整形、碾壓、調頭處和接縫處理、養生各環節闡述了施工技術方法，配合科學完善的質量控制措施，取得了良好的綜合效益。通過該文為類似工程提供參考，實現預期管控目標。

參考文獻

[1]陳培芳， 張韜. 路面基層大厚度攤鋪在高速公路施工中的應用[J]. 中國水運， 2020（6）： 204-205.

[2]張偉. 高速公路工程建設中水泥穩定碎石基層的施工技術[J]. 交通世界， 2019（26）： 45-46.

[3]王軍. 高速公路大厚度（35 cm）水泥穩定碎石基層一次成型施工研究[J]. 低碳世界， 2017（3）： 237-238.

[4]葉建君. 高速公路大厚度水泥穩定碎石基層設計與施工技術[J]. 工程建設與設計， 2020（3）： 198-199+202.

[5]劉毅. 大厚度水泥穩定碎基層全幅施工的機理和施工工藝[J]. 建材與裝飾， 2018（25）： 278-279.

[6]諶禹兵. 高速公路路面水泥穩定碎石基層大厚度攤鋪技術[J]. 交通世界， 2020（10）： 44-45+49.