廣西大厚度水穩(wěn)基層施工技術前景探討

覃潤浦 葉超強 劉斌清 柳夢

摘要：文章針對廣西高等級瀝青路面基層施工技術進行探討，分析了水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝存在的問題，結合國內外研究及實體工程應用現狀，總結闡述了大厚度水穩(wěn)基層施工技術的工程應用歷程及技術的可行性;將《公路路面基層施工技術細則》（2015版）與大厚度水穩(wěn)基層施工進行對比解讀，發(fā)現現行規(guī)范部分條例不能滿足大厚度水穩(wěn)基層施工要求，因此，區(qū)域性地推廣大厚度水穩(wěn)基層技術需要相應的標準或指南配套實施。

關鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石;基層;大厚度

This article discusses the construction technology of highgrade asphalt pavement base layer in Guangxi，analyzes the problems existing in the construction technology of cement stabilized macadam base layer，and summarizes the engineering application process and the feasibility of largethickness waterstable base layer construction technology in combination with the domestic and foreign research and physical engineering status;after comparing the“Technical Rules for Highway Pavement Base Layer Construction Technology”（2015 Edition） with the construction of largethickness waterstable base layer，it finds out that some regulations in current specifications cannot meet the construction requirements of largethickness waterstable base layer，therefore，the regional promotion of largethickness waterstable base layer technology requires the implementation of corresponding standards or guidelines.

Cement stabilized macadam;Base layer;Large thickness

0 引言

近年來，我國公路行業(yè)發(fā)展迅速，根據廣西壯族自治區(qū)人民政府印發(fā)的《實施縣域路網攻堅工程支撐引領縣域經濟發(fā)展行動方案》，文件明確提出2017—2020年建設規(guī)模約4 100 km，到2020年廣西區(qū)內高等級公路里程將突破8 000 km。這意味著廣西未來還有4 100 km的公路基層需要修筑，而基層的質量影響著瀝青面層的使用壽命。如何有效提高基層的耐久長壽命，成為廣西迫切需要解決的問題之一。

目前水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝主要以分層施工為主，但存在較多缺點，如養(yǎng)護期長、層間粘結效果差等。因此，大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術成為道路發(fā)展的研究方向，這種一體式基層結構符合整體受力的設計理念。由于機械行業(yè)的發(fā)展推動了公路施工設備的進步，公路領域出現了不同型號的大噸位壓路機和大功率攤鋪機，使大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層的攤鋪碾壓得以實現。大厚度水穩(wěn)基層理念一方面減少了基層發(fā)生早期破壞的現象，有利于保證基層的整體性;另一方面節(jié)約了施工企業(yè)的人工、機械費用及養(yǎng)護成本，提高了路面的使用壽命，對公路行業(yè)的施工質量提升、路面長期性能研究等方面具有重要的實際意義。

1 國內大厚度水穩(wěn)基層研究現狀

水泥穩(wěn)定碎石基層受原材料、水和氣候等因素影響敏感，在早期易出現裂縫，而半剛性材料界面松散，在破壞后沒有自愈能力，因此歐美發(fā)達國家采用柔性基層而非半剛性基層作為路面基層主要結構方式，這也就導致國外對于水穩(wěn)基層甚至于大厚度水穩(wěn)基層鮮有研究。

水穩(wěn)基層受力設計是一種以一體式受力的設計理念，而傳統(tǒng)水穩(wěn)基層分層施工工藝實際上違反了這一設計初衷理念，導致出現較多早期破壞現象，如溫度裂縫、收縮裂縫、層間推移等。國內許多專家學者把研究方向從水泥穩(wěn)定碎石基層層間處理轉移到大厚度整體式的水泥穩(wěn)定碎石基層結構，并通過大量的理論、試驗和實踐進行研究，為水泥穩(wěn)定碎石基層的發(fā)展帶來新的機遇。

原長沙交通學院交通設計研究所的劉世武等人研究了半剛性基層的承載能力與基層厚度的關系;長沙理工大學陳祥基于整體大厚度半剛性基層的設計思想，進行了大厚度水穩(wěn)基層（基層設計厚度35 cm以上）內部的接觸狀態(tài)研究[1]。

長安大學田耀剛等人研究水泥劑量、含水率、集料級配以及層間處理方式對水穩(wěn)基層抗壓強度、劈裂強度、回彈模量的影響。結果發(fā)現，大厚度水穩(wěn)基層能夠有效減弱層間接觸不良造成的不利影響，但其對壓實度要求更為嚴格[2]。

長安大學胡力群和沙愛民則分別開展了水穩(wěn)混合料振動壓實成型的研究，分析了振動成型方式對水穩(wěn)混合料試驗效果的影響，為大厚度水穩(wěn)基層配合比設計和施工的質量控制提供了參考[3]。

而國內一些機械生產企業(yè)，也分別研發(fā)了不同的可用于大厚度水穩(wěn)基層施工的施工機械。如陜西中大機械集團的重大Power DT系列攤鋪機、長城天順SP系列大功率攤鋪機、許昌德通振動攪拌技術有限公司的振動攪拌系列水穩(wěn)拌合站等，均為大厚度水穩(wěn)基層施工提供了便利條件。

基于國內外學者的研究成果及已有設備的研發(fā)情況，國內一些高速公路建設者也進行了一系列的大膽試驗性工作，如河南嶺南高速公路一次攤鋪成型36 cm水泥穩(wěn)定碎石基層;河南淮息和淮固高速公路一次成型34 cm大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層;云南思小高速公路大厚度34 cm水泥穩(wěn)定碎石基層等。從各項目試驗段的施工效果來看，普遍存在以下幾個問題：（1）平整度難以保證;（2）壓實度難以評價，基層表面出現碎石壓碎現象，但芯樣底部空隙較大，不密實;（3）壓實度控制標準難以確定，采用傳統(tǒng)重型擊實方法控制最大干密度，經常會出現超密現象;（4）由于基層厚度較大，水穩(wěn)混合料干縮裂縫不易控制。

2 目前大厚度水穩(wěn)基層技術應用情況

由于大厚度水穩(wěn)基層施工能夠很好地彌補傳統(tǒng)分層施工的諸多缺點，全國多個省區(qū)都在嘗試大厚度一體成型方式進行施工，其中廣西、云南、貴州等省區(qū)在多個高速項目中對大厚度水穩(wěn)基層工藝進行技術摸索，在摸索過程中發(fā)現問題如下：云南多次采用“雙層連鋪”施工工藝，基層厚度30～40 cm，但施工級配較細，易造成水泥劑量、含水率和0.075 mm通過率偏高，導致路面反射裂縫難以控制;廣西河都高速公路嘗試采用36 cm大厚度水穩(wěn)基層一次性攤鋪碾壓成型，由于未考慮碾壓設備有效振實深度和缺乏工程經驗，導致壓實厚度太大而底部壓實效果不佳;廣西崇靖高速公路對33 cm的基層采用超厚寬幅施工方式進行碾壓成型，全線基層施工質量良好，但個別標段由于施工組織問題導致停機等料過多，造成平整度偏差大，影響行車舒適性;廣西桂三高速公路將56 cm水穩(wěn)基層施工分為兩次，每次28 cm分別施工，在合理優(yōu)化施工級配的基礎上，采用某品牌大功率抗離析攤鋪機，并適當配備碾壓設備，同時加強施工過程控制，施工效果較好，平整度、壓實度得到控制;貴州六威高速公路全線190 km基層設計均為32 cm水泥穩(wěn)定碎石，施工過程中加強了集料規(guī)格要求，提高了施工過程及水穩(wěn)養(yǎng)生技術要求，芯樣整體密實度高，路面平整度可控，取得較好的施工效果，成為大厚度水穩(wěn)基層施工技術的典型案例。

上述情況說明大厚度水穩(wěn)基層技術屬于精細化的工法，厚度選擇、材料組成、施工組織與管理、機械設備參數選擇等任一方面的欠缺均會導致大厚度水穩(wěn)基層施工失敗，造成不良的社會影響。究根到底就是目前沒有一個施工技術標準指導施工，這一方面造成施工單位參照自己有的施工工藝以及慣性思維進行施工，導致施工過程離析控制不佳、芯樣下部不密實、平整度偏差大等不良情況;另一方面由于無施工技術標準，業(yè)主或設計單位在路面設計初期不敢采用大厚度水穩(wěn)基層方案，阻礙了大厚度水穩(wěn)基層這項新技術新工藝的推廣應用。

我國《公路路面基層施工技術細則》JTGT F20-2015（下文簡稱細則）并未對大厚度水穩(wěn)基層施工進行規(guī)定，由于《細則》5.4中規(guī)定“可根據壓路機功率大小適當增加基層的單次壓實厚度，厚度宜≤200 mm”，所以《細則》中原材料控制、混合料組成設計、拌合、攤鋪及碾壓等方面均圍繞分層施工進行規(guī)定，如5.2.7中“拌合站產能宜大于500 t/h”;5.4.5中“攤鋪機功率不低于120 kW”;5.4.6中“采用雙機并排進行攤鋪”。在實際施工中大厚度水穩(wěn)基層的壓實厚度一般>26 cm，針對大厚度水穩(wěn)基層施工的產能、攤鋪碾壓功率、原材料破碎工藝等技術要求均高于《細則》規(guī)定，這一方面說明《細則》不能對大厚度水穩(wěn)基層進行全面的施工指導;另一方面說明大厚度水穩(wěn)基層施工技術規(guī)范這一塊存在技術空白。因此，要制定符合大厚度水穩(wěn)基層施工的新標準來保證大厚度水穩(wěn)基層的科學施工，保證路面質量。

3 結語

（1）綜上所述，大厚度水穩(wěn)基層是可以實現的。但對原材料、混合料組成設計、現場施工技術及養(yǎng)生等方面均應提出精細化的要求。要做到科學施工，需要提出一套成熟的技術指導標準，使整個施工過程及施工組織做到有章可循、有據可依，確保施工質量。由于大厚度水穩(wěn)基層在廣西、貴州及全國范圍內均有成功案例，且該技術存在整體性好、節(jié)約能耗以及縮短工期等優(yōu)點，說明廣西區(qū)內市場前景開闊。

（2）目前，隨著大厚度水穩(wěn)基層技術在國內應用研究的深入和施工技術的完善，大厚度水穩(wěn)基層正在國內逐步推廣。為了使廣西地區(qū)的大厚度水穩(wěn)基層在施工過程中做到有章可循，確保施工質量，在目前已有的大厚度水穩(wěn)基層技術積累的基礎上，總結經驗，對大厚度水穩(wěn)基層原材料控制、材料組成設計、拌合、攤鋪和碾壓工藝的關鍵技術、過程防離析技術、大厚度質量檢測方法等進行規(guī)范，提出該技術的標準化要求，編制一套適合廣西交通、自然條件與使用目的的大厚度水穩(wěn)基層施工技術指南，讓業(yè)主有據可依，采納大厚度一次成型工藝用于基層施工;使施工單位熟悉工藝流程，掌握施工方法;同時提供一套科學的大厚度水穩(wěn)基層檢測方法，為質監(jiān)單位檢測提供規(guī)范依據。

（3）但從全國范圍來看，國內大厚度水穩(wěn)基層施工尚未有系統(tǒng)的技術規(guī)程。盡管大量已有研究成果與應用經驗可為本指南的制定奠定一定基礎，但大厚度水穩(wěn)技術是一個涉及面廣的系統(tǒng)工程，仍有較多室內研究及實體工程驗證需要完成，以保證施工質量與室內試驗結果相匹配，才能制定出完整的施工指南，為廣西大厚度基層工藝提供可行的施工工法。

參考文獻：

[1]劉世武，彭德潭.整體大厚度半剛性基層瀝青路面的結構性能分析[J].林業(yè)建設，2000（3）：25-28.

[2]田耀剛，石帥鋒，劉 芳，等.整體大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層耐久性研究[J].河南理工大學學報（自然科學版），2015，34（3）：420-425.

[3]胡力群，沙愛民，室內振動壓實機結構及利用振動法確定水泥穩(wěn)定碎石壓實標準應注意的問題[J].公路，2010（6）：132-135.