大厚度寬幅水泥穩定碎石基層一次性施工技術

鄭茂森

摘要 水泥穩定碎石具備良好的強度和剛度，并且其承載力非常高，施工成本低，優勢顯著，因此被廣泛應用于道路工程。由于分層攤鋪施工對水泥穩定碎石層的質量影響很大，所以文章針對大厚度寬幅水穩層一次性施工技術進行了研究和分析，闡述了該施工技術在實際應用過程中的不足之處，并根據實際問題提出了科學合理的建議，期望通過該次研究對提高我國道路施工水平與施工質量起到一定的促進作用。

關鍵詞 大厚度；寬幅；水穩層；一次攤鋪

中圖分類號 U416.214文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）10-0147-03

0 引言

水穩層具有板體性好、施工方便、承載性能高等特點，在市場上已獲得廣泛應用[1]。水穩層在施工過程中通常采用分層攤鋪方式來進行操作，該技術能夠確保水穩層壓實度，但因長期養護等原因，水穩層的整體性能無法得到良好保障[2]。水穩層一次攤鋪成型施工技術因此而產生，與分層攤鋪施工技術相比，一次性攤鋪成型施工技術的施工效率更高，成型后的整體性更強，可以在一定程度上提升道路結構的整體性能，實現良好的經濟效益[3]。但一次性攤鋪成型施工技術攤鋪的厚度較大，混合料易產生離析現象，且攤鋪料的壓實度難以控制[4]。因此，要保證一次性攤鋪成型，需做好相關的基礎管理工作。

1 工程概況

該文以湖北省谷竹高速公路建設項目為研究案例，該高速公路全長229.46 km。路面設計為雙向四車道形式，路面的行車速度設計為80 km/h，路基的寬度設計為24.5 m。路面采用瀝青混凝土，設計使用年限為15年。該項目中的施工內容主要涉及瀝青混凝土面層施工、水泥混凝土路面施工、水泥穩定碎石基層、路肩回填土施工、路肩加固、排水工程、附屬工作等。

2 施工方案

結合設計圖紙，該項目中的水穩層厚度設計為28 cm，水穩料采用WCB600型穩定拌和設備進行拌制，配合比由試驗室確定，待最佳配合比確定后批量生產。結合運輸距離及施工效率，施工單位配備20輛自卸汽車運輸混合料，單輛自卸汽車的運輸能力為40 t。攤鋪機選擇使用DT1600型攤鋪機，水穩層碾壓作業：初壓使用13 t的鋼輪壓路機；復壓使用32 t的鋼輪壓路機、25 t的鋼輪壓路機；終壓使用30 t的膠輪壓路機。水穩層碾壓密實以后，施工人員在其表面覆蓋養生布進行灑水養護，養護時間暫定為7 d[5]。

3 施工準備

3.1 水泥穩定碎石配合比設計

為了確保水泥穩定碎石基層的質量符合實際要求，其配合比應有限地選擇骨架密實型級配，結合項目的實際情況來看，由于基層的實際厚度偏大，導致原材料的級配不合理，可能會對后期的壓實作業質量產生較大影響。碎石的粒徑過大，會增加碾壓作業的難度；相反，粒徑很小，有可能造成水穩層裂縫。該項目中對水穩料配比中的各種集料質量都進行了嚴格檢測，確保性能完全滿足設計及規范要求。對比試驗表明，水穩料中的水泥摻加量為5%，最大干密度為2.353 g/cm3，最佳含水量為5.4%。水穩層的強度偏差值為0.257，測試結果完全符合設計要求（大于4.0 MPa）。

（1）水泥：采購32.5級的緩凝水泥，經試驗確定水泥的初凝、終凝時間分別為287 min、3 644 min，水泥的性能要求達標[6]。

（2）水：為了降低施工成本，就近使用潭口水庫水源，水質達標。

（3）集料：集料的粒徑不超過31.5 mm。集料的摻加比例如下：粒徑為19～31.5 mm的集料摻加量為18%；粒徑為9.5～19 mm的集料摻加量為35%；粒徑為4.75～9.5 mm的集料摻加量為19%；粒徑為0～4.75 mm的集料摻加量為28%；水泥的摻加量為4.3%～4.7%。

3.2 設備準備

項目管理人員綜合考慮施工工期和施工內容等因素，配備相應施工設備，具體情況參照表1中信息。

3.3 技術準備

按照《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1—2004）的規定，底基層質量驗收合格后方可開展基層施工。為了確保施工質量，選擇具有代表性的地段作為試驗段。組織施工班組進行圖紙會審，編制科學的施工技術方案進行技術交底，并提前做好測量放線工作[7]。

施工單位應事先配備以下設備：WCB600型攪拌設備、20輛自卸汽車、1臺DT1600型號的攤鋪機、多臺不同規格的壓路機。拌制水穩料要按照試驗室給出的混合料配合比進行操作。施工人員測量掛設基準控制鋼絲。攤鋪過程中施工人員需頻繁地測量攤鋪的厚度、寬度和平整度，并形成完整的記錄，便于后期分析[8]。

4 施工技術

4.1 混合料組成

正式施工之前，試驗室進行測定水穩料的最佳含水量，并結合含水量計算配合比。確定的配合比報告并送至攪拌站，攪拌站根據配合比報告控制各種集料的摻加量。為了保證施工質量，水泥及碎石經過性能檢驗合格后才能用于工程。此外，為了避免基層出現裂縫，在施工過程中主要注意3個方面。首先應嚴格控制水泥的摻加量，確保不低于標準值的0.5%。其次控制集料中含泥量。最后根據當天施工環境溫度適當調節混合料中含水量，不得超過最佳含水量的0.5%～1%。

4.2 試鋪路段的鋪筑

進行水穩層攤鋪前，對下承層的壓實度、中線、高程等技術指標進行全面的檢測和驗收。水穩料的拌制嚴格按照試驗室給出的配合比報告進行。使用WCB600攪拌設備拌制水穩料不僅要保證連續性，且每個攪拌倉都應配備振動裝置，并對計量裝置進行校正，以確保各種集料摻加量的精準度。水穩層的松鋪厚度根據試驗段的實際情況確定，綜合采集數據顯示，水穩層虛鋪厚度大約為1.27左右，在實際施工過程中應將其設置為1.27。根據項目的實際情況確定正式施工的長度，以確保施工長度的合理性。綜合試驗段的實踐結果顯示，在8個小時內攤鋪了3 177 t水穩料，攤鋪長度為398 m，計算得出攤鋪效率大約為50 m/h。若一天的施工時間設置為12 h，預計可攤鋪長度為600 m。

4.3 施工工藝

4.3.1 測量放樣

在進行放樣測量時，使用全站儀進行測量，按照1個/10m的間距布設中樁和邊樁。同時設置基準桿，基準桿的布設間距控制為10 m/根。模板的選擇根據不同的模板采用高度為25 cm的槽鋼，并使用斜向支撐與鋼筋對模板進行加固。在布設基準鋼絲時，保證鋼絲處于拉緊狀態。

4.3.2 混合料拌和

水泥混合料應遵循以下步驟：①檢查集料的含水量，結合當天施工環境溫度確定最佳配合比；②拌和水穩料之前對攤鋪設備進行調試，確保設備能穩定工作。如集料含水量或級配方式有所變化則要重新進行設備調試。拌和過程中，對水穩料的技術參數檢測，并按照1～2 min的時間間隔對拌和料進行合理調整。施工環境溫度過高時可將當天高溫時段及低溫時段的水穩料含水量分別區分開來，適時進行調整，水穩料發生離析時將做廢棄處理。最后，對于攪拌時產生的“料頭、料尾”水穩料，應進行廢棄處理。

4.3.3 混合料的運輸

在攪拌混合料時，生產人員應定時檢查攪拌質量，檢查頻率為1～2 h/次，檢查內容包括水泥的摻加量、混合料的配比和用水量，并確?；旌狭蠑嚢杈鶆?。一般情況下，水穩料的施工時間不宜超過2 h，如果實際施工時間過長，應向水穩料中摻加一定的緩凝劑。緩凝劑的具體摻加量可以根據項目情況通過試驗來確定，以調節水泥硬化的時間，確保施工現場不會出現廢料現象，避免施工單位增加施工成本。使用自卸汽車將水穩混合料運輸至施工現場，并對車廂進行覆蓋處理，避免水分過多損失。裝車前指派專人檢查車廂，確?；旌狭喜皇茈s質污染，保證施工質量。在儲料倉的預料高度低于料倉高度的三分之二時方可開始卸料，卸料時以水穩料不發生離析為標準。該工程需要配備20輛運輸車，運輸距離為400 m，施工人員可以根據現場具體情況合理配置運輸車的數量。卸料時，自卸汽車倒行至攤鋪機前側30 cm部位，將擋位掛至空擋，并借助攤鋪機的推動力向前移動，同時注意避免碰撞。

4.3.4 水泥穩定碎石底基層的攤鋪

在進行水泥穩定碎石底基層的攤鋪前要進行找平操作。攤鋪機準備就位后根據虛鋪厚度計算熨平板的高度，并使其與虛鋪厚度保持協調。在攤鋪作業開始時，將縱坡儀布設在基準鋼絲上側，啟動控制電源。為了確保攤鋪效率與生產效率相協調，攤鋪機的移動速度在1.0～1.5 m/min左右為宜，保持攤鋪作業的連續性。攤鋪機最佳工作狀態時進行作業，保證熨平板拼接嚴密，布料器處于高位，自動料位器處于開啟狀態，刮板的運行速度與布料器的轉速保持協調。當攤鋪機的攤鋪速度達到2 m/min時，夯錘的振搗頻率不得低于400 prm（7 Hz）。

4.3.5 混合料的碾壓

施工需綜合考慮水穩料的含水量來決定最佳碾壓時間。拌和時可適當提高水穩料含水量，具體提高比例為0.5%～1%。碾壓流程分為初壓、復壓、終壓三個步驟。初壓使用13 t的鋼輪壓路機進行一次靜壓，速度保持在1.5～1.8 km/h之間。復壓先用32 t鋼梁壓路機進行振動碾壓，再用25 t鋼梁壓路機進行復壓，碾壓合格標準為消除輪跡。終壓使用30 t膠輪壓路機進行碾壓，速度保持在2.0～2.5 km/h之間，碾壓次數為1～2遍。碾壓過程中，先用靜壓，再用振動碾壓，先用輕型壓路機，再用重型壓路機由低處向高處碾壓，由兩側向中間碾壓。高溫天氣時，可適當灑水，但不允許直接進行大規模灑水，以減少水分損失速度加快的影響。

4.3.6 施工縫接縫處理

施工任務完成后，將攤鋪機駛離施工現場，并將攤鋪段的末端開挖為一個斜向接縫斷面。下一次施工前需要清理下承層，并使用小型夯實設備進行碾壓處理，以確保下承層達到標準。作業段的終點盡可能布置在建筑物部位，降低橫向接縫的數量。

4.3.7 養生與交通管制

水穩料碾壓作業完成后立即在表面鋪設土工布，并進行灑水養護。養生期一般為7 d，此期間施工單位要進行交通管制，禁止社會車輛和施工車輛進入，特殊情況下車輛駕駛速度限制在30 km/h以內。同時，在攤鋪沿線要設置醒目的安全警示標識，并委派專人指揮社會車輛有序通行。

5 水泥穩定碎石基層原材料質量控制

5.1 碎石

該項目所用碎石為花崗巖，這種材質的碎石堅硬、棱角分明，碎石的粒徑保持在4.75～31.5 mm之間。1#集料的粒徑保持在19～31.5 mm之間，2#集料的粒徑保持在9.5～19 mm之間，3#集料的粒徑保持在4.75～9.5 mm之間，碎石的性能要求：壓碎值為17.5%，針片狀比例6.5%，表觀密度為2.643 g/cm3，磨光值為43%。

5.2 石屑

石屑采用的是花崗巖，石屑為水穩料中的4#集料，石屑的粒徑保持在0～4.75 mm，石屑的性能要求為：表觀密度為2.615 g/cm3，砂當量為65%，液限為17%，≤0.075 mm顆粒含量為7%，塑性指數為5。

5.3 水泥

水泥選用32.5級硅酸鹽水泥，因為水穩層的整體施工質量受水泥凝結時間的影響較大。該項目所用水泥的初凝和終凝時間分別為250 min和300 min。水泥的細度為1.3%，3 d抗壓強度為17.2 MPa，7 d抗壓強度為38.1 MPa。經過檢測以后得出，該水泥的各項性能指標均達到了設計和規范的要求。

6 結語

現階段我國的道路交通量不斷擴大，在進一步擴大我國道路網絡覆蓋范圍的同時，還要注意施工質量。面對日后的水穩層施工項目，如何保證施工技術具備合理性，是施工單位高度重視的問題之一。一次攤鋪成型施工技術的出現，能夠有效地提高高速公路施工效率及質量，降低后期路面出現質量缺陷的可能性。

參考文獻

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