水泥穩(wěn)定碎石基層分層攤鋪施工關鍵技術研究

孫志磊

摘 ?要：隨著我國經(jīng)濟實力的增強，公路網(wǎng)建設基本完善，在已建公路中，多以水泥穩(wěn)定碎石作為路面基層材料，此類結構具有強度高、整體性好以及剛度大等優(yōu)勢。然而，長期工程實踐表明，水泥穩(wěn)定碎石材料屬于脆性材料，因溫、濕度影響，極易產(chǎn)生開裂問題，從而降低路面使用性能。為了更好地提升工程質量，必須保證基層整體均勻受力。結合工程實際情況，特提出水泥穩(wěn)定碎石基層分層攤鋪一次成型施工工藝，經(jīng)施工研究可得，該項工藝可分層施工產(chǎn)生的層間分離、聯(lián)結不緊密、整體性差等問題，具有良好施工效果。

關鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石基層;分層攤鋪;工程概況

中圖分類號：U416 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

隨著公路建設規(guī)模的進一步擴大，瀝青路面作為我國公路工程路面結構的主要類型，其應用也愈加廣泛。公路施工中，水泥穩(wěn)定碎石材料是最常見的路面基層材料，一般厚度均在20 cm以上，這種情況下，可分層攤鋪。實踐證明，水泥穩(wěn)定碎石分層攤鋪施工更易于壓實，確保壓實度，但也存在諸多問題，通過鉆芯取樣可知，基層層間分離現(xiàn)象嚴重，導致基層無法整體受力;上、下基層齡期不同，極易污染或破壞下基層，影響施工效果。為解決上述問題，決定通過室內試驗進行探討，以期找出更好的解決方案。

1 室內試驗分析

在瀝青路面結構中，水泥穩(wěn)定碎石材料主要以基層材料的形式呈現(xiàn)，其功能為承重。當存在行車荷載時，底面可產(chǎn)生一定的拉應力，此時，主要以斷裂破壞為主。該試驗主要對不同成型方式下水泥穩(wěn)定碎石梁式試件的抗折強度變化進行分析。

1.1 原材料性能

該文選擇當?shù)厥規(guī)r作為石料，其性能與相關技術規(guī)范要求相符，以23.4%為石料壓碎值。水泥材料可選用42.5級普通硅酸鹽水泥，其各項指標符合下述要求，水泥初、終凝時間為2.54 h、3.30 h，3 d抗壓強度為26.8 MPa，3d抗折強度為5.3 MPa，細度為7.2%。

1.2 確定室內試驗混合料組成配比

按照集料級配，摻加不同水泥量，即3.5%、4.0%、4.5%、5.0%，并做重型擊實試驗與7d無側限抗壓強度試驗，結果見表1。

基于經(jīng)濟性原理，結合試驗具體情況，水泥用量可選擇4.5%。

2 不同成型方法抗折強度對比試驗分析

2.1 試件制作方法

2.1.1 方法（一）

水泥穩(wěn)定碎石按一半高度進行所需混合料計算，即5cm×10cm×40cm，待向鋼模內裝入之后，根據(jù)常規(guī)壓實度成型法，通過壓力機進行施工，無須脫模。養(yǎng)護施工可在標準溫度、濕度條件下實施，養(yǎng)護7 d，拌和相同量混合料，在已成型半層內，將混合料再次裝入鋼模，隨后進行28 d養(yǎng)生。

2.1.2 方法（二）

水泥穩(wěn)定碎石按整體高度進行所需混合料計算，即10cm×10cm×40cm，混合料拌和之后，同樣根據(jù)5 cm高裝模，經(jīng)刮平、初平施工。30 min后將剩余混合料裝模，需選擇壓力機同時壓實鋼模裝入的2層混合料，隨后進行28 d養(yǎng)生。

2.2 試驗結果及分析

根據(jù)上述方法（一）、（二），抗彎拉強度試驗結果見表2。

壓實度是水泥穩(wěn)定碎石基層施工的重要指標之一，為保證壓實度需求，可將基層分為2層進行施工，待完成下基層施工后，經(jīng)7d養(yǎng)護，才能施工上基層，這就是第一種試件成型的方法。

通過上述2種試驗結果可見，相比方法（一），方法（二）成型試件抗折強度更高。根本原因在于方法（一）上、下基層施工中間有7 d間隔時間，2層之間黏結性不足，同時，在上基層壓實成型過程中，極易損壞或污染下基層。相比之下，方法（二）上、下基層混合料成型間隔時間僅為30 min，相比水泥初凝時間2.54 h，時間極短，且第一層僅做初壓，壓實程度較輕，當壓實第二層時，可同時碾壓2層，具有良好層間黏結性，可一次成型?；谏鲜鲈?，決定選擇“分層攤鋪，一次成型”施工工藝。

3 水泥穩(wěn)定碎石基層分層攤鋪成型工藝

為保證“分層攤鋪，一次成型”施工工藝具有可行性，該文選擇某公路工程為研究對象進行深入分析。某公路工程全長13.2 km，等級為二級公路，為水泥穩(wěn)定碎石基層，厚度共40 cm，因水泥穩(wěn)定碎石基層厚度大于20 cm，可分為2層施工。該文以4.0%為基層水泥混合料用量。具體工藝如下。

3.1 準備下承層

平整、堅實是水泥穩(wěn)定碎石下承層表面施工要求，保證各指標滿足設計規(guī)定。針對土基碾壓，遍數(shù)可控制在3～4遍，碾壓時，若出現(xiàn)表層松散、含水量低等現(xiàn)象，需根據(jù)實際情況，適量灑水;若土濕度過大，極易產(chǎn)生“彈簧”情況，此時，可做開挖、翻曬等處理，為此，必須合理控制含水率。

3.2 攤鋪下基層

在底基層部位通過料車卸料，隨后平整下基層。在攤鋪施工中，可選擇機械+人工法進行施工，因分層攤鋪一次成型工藝，在下基層攤鋪時，對平整度要求相對較低，此時僅做粗平即可。選擇振動壓實法，對下基層進行7～8遍壓實，保證壓實度在93%以上。根據(jù)施工現(xiàn)場情況，可選用凸塊羊角碾施工，該設備應用的作用在于下層水泥穩(wěn)定碎石表面碾壓施工中，可形成凹凸不平狀，更便于上下兩側黏結。

若選擇普通光輪振動壓路機施工，在完成碾壓施工后，可選擇專用設備拉毛處理，一般在3 cm以內控制拉毛深度，表面具有一定粗糙度，對上下基層結合具極為有利，可增強其整體性。

3.3 攤鋪上基層

完成下基層壓實施工后，即可攤鋪上基層，在下基層運料車可直接行使。根據(jù)設計要求，需在100 m以內控制上、下基層攤鋪長度。上基層施工中，需嚴控表面平整度，并根據(jù)設計高程、松鋪系數(shù)，做好測量、找平施工。壓實是攤鋪上基層之后最重要的工序，在壓實施工中，選用振動壓路機碾壓，遍數(shù)控制在9遍左右，保證壓實度滿足設計要求。如果該階段表層集料損壞，需及時選用重型輪胎壓路機進行封面壓實。此時，可按照均勻、緩慢的速度行駛，保證碾壓均勻。

4 水泥穩(wěn)定碎石基層分層攤鋪施工檢測及效果評價

水泥穩(wěn)定碎石基層是路面結構的一部分，為了合理控制試驗段壓實質量，保證對該施工工藝的可行性進行檢驗，可做壓實度、平整度等指標檢測，從而保證施工效果。

4.1 壓實度

水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，在不同點位，根據(jù)各個階段成型變化情況檢測其壓實度，所得結果見表3。由此表明，當上下基層一起壓實后，其壓實度均在96%以上，可滿足設計要求。

4.2 平整度

瀝青路面厚度、平整度受上基層平整度影響較大。為此，在完成上基層施工作業(yè)后，必須重視水泥穩(wěn)定碎石基層施工平整度。通過檢測可知，選擇“分層攤鋪、一次成型”施工工藝，基層頂面平整度與設計要求相符。

4.3 整體性

鉆芯取樣是評價水泥穩(wěn)定碎石基層成型后整體性的最有效的方法，通過芯樣觀測，可充分了解混合料的密實度、厚度等指標，且能看到上下基層黏結性是否良好，是否存在分層。在7 d養(yǎng)生之后，可選取若干個點位進行鉆芯取樣。經(jīng)觀測可得出以下結論，第一，相較設計要求（40 cm），各點位水泥穩(wěn)定碎石厚度均可滿足。第二，芯樣取出后，經(jīng)觀測，完整性良好，交界面未現(xiàn)斷裂、分層情況。第三，芯樣完整，未現(xiàn)松散、掉渣情況。第四，下基層成型之后，觀察芯樣交界面，結合程度良好。

5 結語

綜上所述，改革開放40年，我國國民經(jīng)濟迅速發(fā)展，大量基礎設施如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，公路工程作為連接區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要紐帶，在經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著至關重要的作用。為進一步完善公路網(wǎng)，必須重視公路路面施工工藝，水泥穩(wěn)定碎石是路面基層施工的主要材料，通過分層攤鋪一次成型施工，可進一步提高工程質量，推進公路工程建設事業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)公路工程經(jīng)濟效益與社會效益。

參考文獻

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