高速公路大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

葉建君

（中交路橋北方工程有限公司，北京100024）

1 工程概況

國道109 線那曲至拉薩段是我國西部的重要道路工程，改建工程段起訖樁號(hào)K3779+450～K3818+300，該區(qū)段總長度38.799km。施工單位選取K3807+467.5～K3807+767.5 作為工程試驗(yàn)段，為之探尋可行技術(shù)手段。該區(qū)域發(fā)育的河漫灘一般寬50～500m，高出河面0.5～4m，表面平坦，局部受水流沖刷而略有起伏；發(fā)育的Ⅰ級(jí)階地最為廣泛，階面平坦。微向河床傾斜，寬一般為50～500m，高出河面4～10m，由松散砂礫石組成。Ⅱ級(jí)階地主要分布在拉薩河兩岸，寬100～1 000m，高于Ⅰ級(jí)階，且高出河面10～20m，以沖積砂卵石為主，局部為洪積物形成黏土、粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂、卵礫石等。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 混合料的要求

基于圖紙要求，合理挑選工程原材料，使用普通硅酸鹽水泥，嚴(yán)格控制初凝與終凝時(shí)間，前者至少達(dá)3h，后者控制在6～10h。確定水泥穩(wěn)定碎石集料要求，具體內(nèi)容見表1。

表1 水泥穩(wěn)定碎石中集料的級(jí)配范圍表

考慮到基層水穩(wěn)定碎石質(zhì)量要求，7d 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)得到保障，至少達(dá)到4.0MPa，施工后壓實(shí)度至少為98%[1]，為之引入重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，為工程提供指導(dǎo)。

2.2 試驗(yàn)配合比參數(shù)

在行業(yè)規(guī)范的指導(dǎo)下，加之工程設(shè)計(jì)要求，試驗(yàn)人員分析水泥穩(wěn)定碎石基層施工材料的可行配比，將所得結(jié)果上報(bào)監(jiān)理工程師，做進(jìn)一步審核與確認(rèn)。主要參數(shù)：含水量5.2%，水泥劑摻量為4.5%。設(shè)0～5mm 為a，5～10mm 為b，10～20mm 為c，20～30mm 為d，則級(jí)配碎石基層配合參數(shù)比例為a：b：c：d=26%：18%：35%：21%。

3 基層水穩(wěn)試驗(yàn)段施工技術(shù)

3.1 工藝流程

基于本工程實(shí)際情況，確定工藝流程，具體如圖1 所示。

圖1 基層水穩(wěn)施工流程圖

3.2 混合料的拌和

基于集中攪拌的方法獲得工程所需的水泥穩(wěn)定碎石，適配WBZ800 攪拌機(jī)，以試驗(yàn)室配比為指導(dǎo)，做好對(duì)拌和過程中各項(xiàng)信息的記錄工作?？刂瓢韬驼狙b料量，應(yīng)穩(wěn)定在材料徹底拌和容許量之內(nèi)，若出現(xiàn)材料拌和效果較差時(shí)應(yīng)當(dāng)將該部分材料排除。施工人員嚴(yán)格控制拌和含水量，嚴(yán)格以最佳含水量為基準(zhǔn)，實(shí)際值應(yīng)超出0.5%～1.0%，主要目的在于彌補(bǔ)后續(xù)運(yùn)輸?shù)仁┕きh(huán)節(jié)的水分損失。結(jié)束拌和作業(yè)后，在第一時(shí)間將其運(yùn)輸至指定現(xiàn)場，做好攤鋪與碾壓作業(yè)，從拌和結(jié)束至最終壓實(shí)的時(shí)間應(yīng)控制在3～4h，且不可超過水泥初凝時(shí)間[2]。

3.3 基層攤鋪

為給攤鋪提供良好條件，施工之前應(yīng)灑上適量水，確保基層表面達(dá)到濕潤狀態(tài)，基于工程經(jīng)驗(yàn)及項(xiàng)目實(shí)際情況，松鋪系數(shù)確定為1.3，由于基層厚度為34cm，可求得松鋪厚度為44.2cm，結(jié)束試驗(yàn)工作后并做出合適調(diào)整。

攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，嚴(yán)格控制螺旋布料器位置，需將該結(jié)構(gòu)的2/3 置入混合料內(nèi)。為精測測定攤鋪高程，需安排專員維護(hù)攤鋪機(jī)兩側(cè)的傳感器，并將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄好，當(dāng)高程出現(xiàn)偏差后需隨即調(diào)整。從水泥穩(wěn)定碎石的基本特性出發(fā)，為冷料攤鋪形式，同時(shí)施工中熨平板重量較大，為確保攤鋪時(shí)橫坡精確性，需合理調(diào)節(jié)熨平板，將其設(shè)置為反拱形式。初始攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，測量人員需要精準(zhǔn)測定標(biāo)高與橫坡情況（在攤鋪至10～12m 時(shí)測量），若出現(xiàn)不合規(guī)的情況需隨即調(diào)整，在2 項(xiàng)指標(biāo)完全滿足標(biāo)準(zhǔn)后方可持續(xù)攤鋪。施工中，每行進(jìn)20m，均要測量攤鋪標(biāo)高與橫坡，同時(shí)將虛鋪厚度記錄好。

攤鋪機(jī)運(yùn)行速度維持在特定區(qū)間內(nèi)，盡可能做到攤鋪速度一致，現(xiàn)場至少要有3 輛運(yùn)料車處于等候狀態(tài)，從而確保施工連續(xù)性?；诠こ糖闆r，攤鋪速度宜穩(wěn)定在2～3m/min。不僅于此，攤鋪機(jī)的夯錘頻率也要相對(duì)穩(wěn)定。施工中若出現(xiàn)離析現(xiàn)象，需安排專員采取人工挖除措施，使用相同性質(zhì)的材料填補(bǔ)均勻，不允許在低洼處采取薄層貼補(bǔ)措施，首先要翻送表面，在此基礎(chǔ)上填補(bǔ)混合料并碾壓。

3.4 基層碾壓

結(jié)束混合料的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)后，需隨即整形，使用壓路機(jī)進(jìn)一步壓實(shí)，單個(gè)碾壓段為30～40m。施工中，遵循靜壓→振壓→靜壓的基本流程，在直線段施工作業(yè)時(shí)，應(yīng)從兩側(cè)開始逐步向中心區(qū)域延展。關(guān)于超高段的施工作業(yè)，應(yīng)從底部開始逐步向高處碾壓，輪跡重疊寬度需達(dá)到設(shè)備輪寬的1/3。靜壓過程中行進(jìn)速度較慢，為1.2～1.8km/h，持續(xù)施工且密實(shí)度有所提升后，可提升至1.8～2.0km/h。值得注意的是，在已經(jīng)結(jié)束施工的路面上，不可出現(xiàn)壓路機(jī)掉頭的現(xiàn)象，否則，將對(duì)水穩(wěn)表面造成不良影響。

1）初壓：適配1 臺(tái)17t 雙鋼輪壓路機(jī)，靜壓1 遍。

2）復(fù)壓：適配1 臺(tái)36t 單鋼輪壓路機(jī)，基于振動(dòng)碾壓的方式持續(xù)操作2 遍，在此基礎(chǔ)上再利用膠輪壓路機(jī)碾壓2 遍。為了確保最終碾壓質(zhì)量，此環(huán)節(jié)施工中的各項(xiàng)參數(shù)應(yīng)得到完整記錄，在終壓之前安排專員測量標(biāo)高。結(jié)束第五遍碾壓作業(yè)后，試驗(yàn)人員隨即檢測壓實(shí)度。此環(huán)節(jié)對(duì)選點(diǎn)提出較高要求，以外觀感覺密實(shí)度欠佳的區(qū)域?yàn)橐耍?jīng)檢測后若壓實(shí)度不滿足工程要求（本工程中基層壓實(shí)度為98%），需基于壓路機(jī)設(shè)備隨即補(bǔ)壓，每額外完成1 次碾壓作業(yè)后，均要安排人員材料壓實(shí)度，同時(shí)確定合適的碾壓遍數(shù)。

3）終壓：適配1 臺(tái)17t 雙鋼輪壓路機(jī)，此環(huán)節(jié)持續(xù)碾壓2遍。

基于攤鋪材料的基本特性，要求水穩(wěn)層保持潮濕狀態(tài)，碾壓過程中適當(dāng)補(bǔ)水，從而避免表面水分蒸發(fā)問題。結(jié)束壓實(shí)作業(yè)后，要求表面足夠平整，且不出現(xiàn)輪跡等現(xiàn)象，高程應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。若伴隨松散或起皮等質(zhì)量問題，需要在第一時(shí)間翻開并再次填補(bǔ)混合料。

3.5 接縫處理

工程情況復(fù)雜，若受異常情況影響而出現(xiàn)中斷問題，且超出了許可延時(shí)時(shí)間，在此狀況下有必要設(shè)置橫向接縫，具體方向應(yīng)垂直于縱向接縫，具體施工要求有：（1）移動(dòng)攤鋪機(jī)，不可停留在混合料末端；（2）整平混合料，設(shè)置2 根方木，高度與混合料壓實(shí)厚度一致；（3）做好方木另一側(cè)的回填作業(yè)，利用碎石持續(xù)回填并達(dá)到3m 長度，具體高度應(yīng)略大于方木幾厘米；（4）做好混合料的壓實(shí)作業(yè)；（5）將碎石與方木去除，在此基礎(chǔ)上方可再次攤鋪，同時(shí)將下承頂面清理干凈；（6）移動(dòng)攤鋪機(jī)并使其到達(dá)已經(jīng)完成壓實(shí)作業(yè)的末端，隨后再次攤鋪；（7）確保接縫處平整度，需使用3m 直尺精確檢測，高差控制在8mm內(nèi)；（8）若攤鋪?zhàn)鳂I(yè)發(fā)生中斷，同時(shí)未在許可延時(shí)時(shí)間內(nèi)做好壓實(shí)作業(yè)，并且施工人員未設(shè)置橫向接縫，有必要將未完成壓實(shí)作業(yè)的混合料鑿除，并在已經(jīng)完成碾壓作業(yè)的區(qū)域設(shè)置斷面，隨后再次攤鋪新混合料。

3.6 養(yǎng)護(hù)

碾壓結(jié)束后，需隨即采取養(yǎng)護(hù)措施，持續(xù)時(shí)間至少為7d?；诠こ虒?shí)際情況，以塑料薄膜的方式為宜，搭接長度至少為10cm，確保各個(gè)邊角與搭接處達(dá)到嚴(yán)密狀態(tài)。在養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)確保水穩(wěn)基層的濕潤性，除了灑水車之外的其余設(shè)備均不可進(jìn)入現(xiàn)場。待達(dá)到養(yǎng)護(hù)期要求后，試驗(yàn)人員從中選取芯樣并加以檢測，此后將取芯孔填充好。

4 結(jié)語

綜上所述，大厚度水泥穩(wěn)定碎石是行業(yè)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)，成為推動(dòng)現(xiàn)代化高速公路工程發(fā)展的關(guān)鍵。在實(shí)際施工中，工程人員應(yīng)肩負(fù)起責(zé)任，針對(duì)各環(huán)節(jié)施工加以總結(jié)，分析不足之處并做出調(diào)整，并采取有效管理措施。此外，監(jiān)管工作也必不可少，需要安排專員嚴(yán)格控制各環(huán)節(jié)施工，確保大厚度水泥穩(wěn)定碎石的應(yīng)用效果，增強(qiáng)基層的穩(wěn)定性，創(chuàng)設(shè)舒適、安全的高速公路通車環(huán)境。