大厚度水泥穩定碎石基層在高速公路路面工程中的運用分析

陳勇

（四川公路橋梁建設集團有限公司公路二分公司，成都 610200）

1 引言

瀝青路面基層主要是半剛性基層結構，能承受大部分荷載，采用分層攤鋪與碾壓的施工方式，要求分層厚度在20 cm以內，通過分層成型增加基層厚度。為提高路面基層結構的完整性與施工效率，可應用大型機械設施對基層進行一次性施工，使路面成型厚度超過20 cm，避免混合料在攤鋪期間出現離析現象，保證水泥穩定碎石基層的壓實度，增強路面基層強度。

2 大厚度水泥穩定碎石基層特點

據調查得知，水泥穩定碎石基層目前主要應用于高速公路工程中，這種半剛性基層厚度一般約為40 cm。采用大規模抗離析路面攤鋪機和大噸位壓實設備，將其用于水泥穩定碎石基層施工中，可有效規避層間的黏結問題，且力學性能比分層施工強。表1為大厚度水泥穩定碎石基層施工特點[1]。

表1 大厚度水泥穩定碎石基層施工特點

3 大厚度水泥穩定碎石基層在高速公路路面的施工應用

3.1 原材料

3.1.1 集料

一般情況下，大厚度水泥穩定碎石基層施工時用到的粗集料與細集料應確保干燥潔凈，集料表面沒有任何雜質，且密度均勻，集料內的含泥量較少。根據高速公路路面工程的實際情況，使用石灰巖集料為路面基層礦料的構成部分，再對集料技術指標進行抽樣檢測，通過試驗的集料可以用于施工。對于粗集料，要求集料的壓碎值保持在22%以內，軟石含量在3%以內；細集料方面，要求材料有機質與硅酸鹽含量分別低于1.2%和0.25%，具體試驗結果見表2[2]。

表2 高速公路路面粗細集料抽樣檢測結果

3.1.2 水泥

要求施工期間用到的水泥材料的初凝時間不能大于3 h，且終凝時間不能超過10 h，必須大于6 h。嚴格控制水泥材料的安定性指標，不適用早強水泥或者快硬水泥。選用設計強度為M32.5的硅酸鹽水泥，具體技術指標見表3，其中，水泥的終凝與初凝時間分別為390 min和420 min，符合技術規范要求，抗折強度與抗壓強度也滿足規范要求[3]。

表3 大厚度水泥穩定碎石基層水泥技術指標

3.1.3 配合比設計

水泥穩定碎石基層材料的配合比設計用到的原材料水泥主要是M32.5水泥，所有材料均已通過質量檢測，且指標合格。采用外摻法進行水泥配比，水泥與碎石之間的比例為4∶100，最大干密度約為2.442 g/cm3，最佳含水率達到了5.2%。級配設計時，需要注意骨料合成之后的4.75 mm通過率，要求篩孔通過率必須有所保證，過高會導致級配偏細，且填充率較多，容易給路面帶來開裂的風險；篩孔通過率過低說明級配比較粗，且路面施工期間平整度與碾壓環節難以有效控制。

3.2 施工技術

3.2.1 混合料拌和與運輸

選擇拌和站時，應充分考慮材料的運輸距離，正式使用前應做好設備調研工作，使混合料在拌和期間無論是顆粒組成還是含水量都能達到規范要求。拌和站應按照規定的材料配合比展開生產，拌和期間不能對配合比的參數隨意更改，如果相鄰的斗料之間發生竄料現象，可以在斗料間放置鋼板，起到阻隔的作用。

佛山市禪城區、南海區、順德區兒童行為問題檢出率無差異。考慮與以下因素有關：1）佛山地區位于珠三角經濟較發達地區，大部分家庭經濟條件較好，對兒童的心理健康教育也比較重視；2）調查中發現，許多中小學校都設有專門的心理咨詢室，配備專職心理老師；幼兒園也與醫院的兒童心理專家有密切合作，經常邀請心理專家為家長及教師進行有關兒童心理衛生的講座；3）每年的兒童健康體檢，兒童心理行為測試也在該地區的中小學及幼兒園廣泛開展，為早期發現心理行為問題及進行早期的干預提供依據。以上的幾點也是從小防范心理行為問題值得推薦的較好形式。

大厚度水泥穩定碎石基層施工前需要充分了解具體工程量、施工工期、材料影響與時間影響系數，以此確定混合料拌和設備的生產能力，產量計算公式為：

式中，Q為攤鋪機的生產功率，t/h；C為攤鋪機作業效率系數，一般取值0.8左右；V為設備的攤鋪速度，m/min；D為混合料的密度，t/m3；H為鋪筑寬度，m；T為鋪筑厚度，m。按照混合料拌和實際情況，細集料拌和難度更大，所以，可減少進料量，強化攪拌器的拌和效果。

按照A級道路石油瀝青技術要求，各個瀝青層間必須設熱瀝青黏層，用量0.4～0.6 kg/m2；上基層頂面間必須鋪設透層瀝青，用量0.8～1 kg/m2。嚴格控制、檢測熱瀝青的性能指標，熱瀝青應灑布均勻。瀝青混合料壓實度采用馬氏密度和最大理論密度雙重控制。為了控制施工進度，需按照拌和站到施工現場的實際距離，再根據拌和站的生產效率確定攤鋪機數量以及運輸車數量，放置運輸車長時間留在施工現場，避免施工時發生人等料的問題。運輸車接料時應向著前后的位置稍稍移動，使接料的路徑呈現出“品”字形，確保混合料不會發生離析。混合料運輸期間會受到外界環境溫度與濕度的影響，混合料內部水分改變，所以，有必要在運輸車頂部位置覆蓋篷布，防止水分散發過快，保證水分不輕易流失。

3.2.2 攤鋪

攤鋪前墊層表面應適量灑水，保持濕潤。采用中大DT1900攤鋪機進行攤鋪。在攤鋪過程中，速度保持在1.5～2.2 m/min為宜，水泥穩定碎石底基層在開始攤鋪6 m時，現場技術人員立即檢測攤鋪面的標高及橫坡，合格后，再繼續攤鋪。路面攤鋪施工階段，運輸車承載著混合料來到施工現場后，運輸車將混合料傾倒在攤鋪機內，攤鋪機推動運輸車緩慢前進。攤鋪過程中，要求攤鋪機緩慢且勻速前進，攤鋪期間不能掉頭或急剎，也不能突然加速，以此保證水泥穩定碎石基層攤鋪均勻。安排技術人員跟隨攤鋪設備，如果發現混合料離析，需對其進行處理，防止后期路面基層穩定性受到影響。正常施工時，攤鋪機每前進10 m檢測1次水泥穩定碎石底基層攤鋪頂面標高，檢測位置同路基頂面檢測位置，記錄檢測數據，并根據之前測量的水泥穩定碎石底基層底面標高計算出松鋪厚度及橫坡度。

路面攤鋪時，應做好攤鋪速度的有效控制，使其與供料速度協調一致，底面層攤鋪速度應控制在約1.7 m/min；中面層與表面層的路面攤鋪速度應控制在約2.5 m/min。路面攤鋪施工時應掌握以下方法：（1）單臺設備整幅攤鋪，如果路面寬度較大，可以兩臺設備聯合作業，攤鋪機間的距離保持在約5 cm。（2）保證攤鋪的連續性，做好現場指揮，保持混合料連續充足的供應。（3）測量攤鋪厚度，將偏差控制在3 mm以內，安排測量人員隨時進行高程測量和橫坡測量。（4）攤鋪機推動汽車前進，逐車攤鋪，卸料時運輸車駕駛員聽從現場指揮人員的指揮，不得隨意移動車輛。攤鋪機起步行走速度控制在0.5～0.8 m/min。施工過程中攤鋪機前方保證最少有2～3輛運料車在等候卸料。

3.2.3 碾壓

開始碾壓前，在攤鋪起點線后鋪一張彩料布，將壓路機輪清理干凈后停在彩料布上。避免開始碾壓時壓路機輪帶入泥土污染墊層，具體碾壓施工方式見表4。基層碾壓期間使用雙鋼輪與振動壓路機交替碾壓。雙鋼輪壓路機的運行速度為每1.5 km/h，碾壓1次之后再用振動式壓路機，運行速度為每1.8 km/h，采用1次弱振和2次強振的碾壓方式后，用膠輪碾壓機與鋼輪碾壓機分別碾壓1次，碾壓速度為1.6 km/h，碾壓完成后即可消除路面上的輪跡，基層表面平整且密實，要求施工人員查看當前路面是否存在著鼓包或者波浪的現象，以便及時發現并處理問題。

表4 壓路機碾壓順序表

3.3 現場檢測

3.3.1 水泥劑量滴定

根據JTG/T F20—2015《公路路面基層施工技術細則》確定施工水泥劑量，按照3.6%的劑量添加水泥，攤鋪混合料之后去代表性混合料，以此進行水泥劑量的檢測。樣品編號1～4的水泥劑量檢測結果分別為3.4%、3.3%、3.5%、3.6%、3.5%。經過檢測得知，水泥劑量檢測結果滿足質量標準中水泥劑量極限低值-1%的要求。

3.3.2 混合料壓實度檢測

一方面，采用施工現場檢測方法。高速公路路面水泥穩定碎石基層主要包含骨料、膠結劑、灰漿幾部分，路面碾壓壓實處理后的混合料需要做好壓實度檢測。采用瞬態錘擊響應加速度的檢測設備，可有效提高檢測精確度。

另一方面，采用室內檢測方法。將Proctor方法與旋轉壓實方法進行對比，可以看出這兩種方法測量得到的密度十分接近。如果基層含水量較高，旋轉壓實法測量精確度更高，再將這兩種方法與振動臺法相對比，融合靜壓壓實與振動壓實法，精確地獲得大厚度水泥穩定碎石基層的實際性能，得知振動壓實法測量效果更好，適合用于實驗室檢測。經過檢測得知樣品1的上部與下部基層壓實度分別為99.4%和98.8%，差值為0.6%；樣品2的上下部壓實度檢測結果分別為99.6%和98.6%，差值為1.0%。

4 結語

大厚度水泥水穩碎石基層是我國公路路面的主要基層結構，采用大厚度施工方法可有效增強基層承載力，避免基層離析或者接縫問題，保持基層平整度。施工前應做好準備工作，完成混合料拌和、運輸任務，加強路面攤鋪與碾壓施工，做好對路面混合料的養護，檢測基層壓實度指標，使其滿足相應規范要求。