公路大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)

曹曉輝

（陽原縣交通運(yùn)輸局，河北 陽原 075800）

1 引言

公路建設(shè)中的路面結(jié)構(gòu)分為底基層、 基層以及面層，其中，基層結(jié)構(gòu)在路面結(jié)構(gòu)體系中主要起承上啟下的作用，承受面層傳來的行車荷載，同時(shí)保護(hù)底基層結(jié)構(gòu)，因此，基層結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量直接決定著整個(gè)路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 高速公路基層結(jié)構(gòu)的主要施工材料為水泥和碎石集料。 本文主要針對(duì)大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)進(jìn)行分析， 圍繞大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層材料指標(biāo)要求、施工工藝展開研究，并在具體工程中應(yīng)用。

2 工程概況

某公路項(xiàng)目全線長70.97 km， 設(shè)計(jì)行車速度為80 km/h，路基寬度為20 m，雙向四車道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，瀝青混凝土路面。 該高速公路基層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為36 cm 厚水泥穩(wěn)定碎石基層+18 cm厚水泥穩(wěn)定碎石底基層，水泥摻量分別為4.5%、3.5%，厚度較大，為提高公路基層整體穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，現(xiàn)對(duì)公路大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)研究[1]。

3 大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層原材料設(shè)計(jì)

3.1 水泥

大厚度水穩(wěn)基層用到的水泥通常有普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等， 其質(zhì)量要求見表1。 本項(xiàng)目選用的主要是42.5 級(jí)普通硅酸鹽水泥， 其成分要求以及各項(xiàng)物理力學(xué)性能指標(biāo)見表2、表3，各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿足規(guī)范要求。

表1 水泥質(zhì)量要求

表2 水泥成分要求

表3 水泥的物理指標(biāo)要求

3.2 集料

3.2.1 粗集料

大厚度水穩(wěn)基層用到的粗集料通常需具備潔凈、 質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久等特性，需采用大型聯(lián)合碎石機(jī)進(jìn)行制得，基層和底基層單個(gè)顆粒最大粒徑分別不得大于31.5 mm、37.5 mm，且對(duì)應(yīng)的壓碎值和針片狀含量不得大于30%、20%。 本項(xiàng)目選用石灰?guī)r碎石作為大厚度水泥穩(wěn)定基層粗集料， 其主要技術(shù)指標(biāo)見表4。

表4 粗集料物理力學(xué)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)

3.2.2 細(xì)集料

大厚度底水泥穩(wěn)定碎石基層中常用的細(xì)集料主要有河砂、機(jī)制砂等。 本項(xiàng)目選用石屑和河砂兩種，分別進(jìn)行室內(nèi)性能測(cè)試，檢測(cè)結(jié)果見表5。由表中數(shù)據(jù)可得，石屑和河砂的強(qiáng)度和最佳含水量更有優(yōu)勢(shì)，因此，在實(shí)際施工中應(yīng)盡量選用機(jī)制砂、石屑等作為細(xì)集料。

表5 細(xì)集料試驗(yàn)數(shù)據(jù)

3.3 水

大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工用水可直接采用飲用水，并要求所用水源中硫酸鹽含量低于0.002 7 mg/mm3， 含鹽量低于0.005 mg/mm3，pH 需超過4， 其內(nèi)不得含有任何淤泥、油漬以及其他有毒物質(zhì)。

3.4 級(jí)配設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層混合料合成配比具體見表6。

表6 水泥穩(wěn)定碎石混合料集料組成試驗(yàn)數(shù)據(jù)

4 大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝研究

4.1 施工準(zhǔn)備

首先，應(yīng)進(jìn)行下承層驗(yàn)收處理，底基層經(jīng)驗(yàn)收合格后方可開展基層施工。 施工階段中下承層表面應(yīng)確保無雜物、整潔且無任何松散，可適當(dāng)進(jìn)行灑水保濕。 提前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工放樣，規(guī)劃出基層邊緣線位置， 放樁位置應(yīng)與邊緣線相距0.3～0.5 m，各樁間距控制為10 m。

4.2 混合料拌制

本項(xiàng)目選用兩次拌和或振動(dòng)攪拌的生產(chǎn)方式， 每臺(tái)拌和機(jī)的產(chǎn)量需超過500 t/h，且要求拌軸長度大于3.2 m，冷料斗超過4 個(gè)，水泥罐倉容量大于100 t。采用具備較高精確度的電子計(jì)量裝置計(jì)量拌和過程中的水泥、集料以及水。 所選用的拌和設(shè)備應(yīng)提前予以調(diào)試，確保設(shè)備可正常投入使用，配備的質(zhì)量系統(tǒng)需準(zhǔn)確標(biāo)定。 在拌和過程中需安排專門人員來控制實(shí)際含水率，且各個(gè)料倉需安排專人監(jiān)管[2-4]。

4.3 混合料運(yùn)輸

結(jié)合項(xiàng)目拌和站實(shí)際拌和能力、 機(jī)械及人工攤鋪能力等來確定運(yùn)輸車具體數(shù)量， 要求所選用的運(yùn)輸車噸位超過20 t，且應(yīng)配備帆布袋來進(jìn)行覆蓋以便防止水分散失。 在裝料過程中需盡可能降低出料口和車廂之間的高度， 采用前—后—中的裝料順序，以免產(chǎn)生離析現(xiàn)象。 運(yùn)輸車到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)停于攤鋪機(jī)前部0.1～0.3 m。

4.4 混合料攤鋪

所選用的攤鋪機(jī)設(shè)備應(yīng)具備液壓元件大排量、 大功率以及傳動(dòng)系統(tǒng)大扭矩，確保可達(dá)到一次性攤鋪，進(jìn)而提高水穩(wěn)碎石基層攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的平整度、均勻性以及密實(shí)性。 另外，攤鋪機(jī)應(yīng)具備滿埋螺旋二次攪拌能力， 提高輸料和布料過程的均勻性， 由于大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層預(yù)壓實(shí)度應(yīng)大于80%，因此，攤鋪速率需控制在2～3 m/min，并遵循低頻高幅的原則展開攤鋪?zhàn)鳂I(yè)[5]。

4.5 混合料碾壓

大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層碾壓施工應(yīng)選用大激振力、大噸位的壓路機(jī)設(shè)備，選用的鋼輪壓路機(jī)可實(shí)現(xiàn)雙驅(qū)全液壓、前后輪驅(qū)動(dòng)自動(dòng)控制，且啟停不推移、不擁包，保持平穩(wěn)，膠輪壓路機(jī)需大噸位且能實(shí)現(xiàn)液壓驅(qū)動(dòng)控制， 并可滿足自動(dòng)霧化補(bǔ)水。 復(fù)壓過程中應(yīng)選用垂直振動(dòng)壓路機(jī)，分別進(jìn)行3 遍低頻高幅振動(dòng)、2 遍高頻低幅振動(dòng)碾壓。 碾壓過程中若存在碾壓不密實(shí)或出現(xiàn)邊部滑塌時(shí)，應(yīng)選用模板支擋工藝進(jìn)行維護(hù)處理。

4.6 混合料養(yǎng)護(hù)

大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層碾壓施工完畢后應(yīng)進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)處理， 避免基層表面產(chǎn)生干縮裂縫， 以提高基層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。首先采用灑水車進(jìn)行噴霧灑水，保持7 d 左右的養(yǎng)護(hù)，封鎖交通，避免外來車輛駛?cè)氍F(xiàn)場(chǎng)，必要時(shí)應(yīng)在適當(dāng)位置設(shè)置標(biāo)識(shí)牌或錐桶。

4.7 施工注意事項(xiàng)

1）大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層混合料拌和施工均采用集中廠拌。

2）施工前應(yīng)清掃路床頂部，并檢測(cè)路床強(qiáng)度是否滿足路面設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。

3）混合料拌和時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制水泥劑量，水泥穩(wěn)定基層自加水拌和到碾壓完成的延遲時(shí)間應(yīng)不大于2.5 h。

4）基層分層施工時(shí)，宜采用連續(xù)施工。 基層、底基層的頂面應(yīng)采取一定措施，使得表面粗糙，以保證與上層結(jié)構(gòu)的黏結(jié)強(qiáng)度。

5 結(jié)語

本文就公路大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)進(jìn)行研究，結(jié)合實(shí)際高速公路基層施工工程，圍繞大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層原材料設(shè)計(jì)、施工工藝進(jìn)行展開分析，并總結(jié)施工注意事項(xiàng)。 研究結(jié)果表明，采用大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)可有效提高公路基層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性， 進(jìn)而確保公路路面結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量，延長公路使用壽命。