摘要：文章針對平整度、碾壓工藝、測量評價、控制開裂等大厚度水穩(wěn)基層常見質(zhì)量問題，結(jié)合廣西荔浦至玉林高速公路K37+100～K37+300段主線路基左幅水泥穩(wěn)定碎石底基層試驗段施工實例，介紹了一次攤鋪碾壓成型的大厚度水穩(wěn)基層施工工藝，并通過試驗檢測驗證了該施工工藝的合理性。

關(guān)鍵詞：大厚度水穩(wěn)基層;平整度;施工關(guān)鍵點;控制

0 引言

我國道路基層的主要結(jié)構(gòu)是水泥穩(wěn)定碎石基層，受傳統(tǒng)攤鋪設(shè)備攤鋪功率以及碾壓設(shè)備噸位和壓實功的限制，攤鋪一般厚度≤20 cm。以往水穩(wěn)基層整體分層攤鋪、碾壓以及雙層連鋪的施工工藝，因為每次攤鋪碾壓厚度小，所以相對而言，平整度、壓實度等各項技術(shù)指標(biāo)更容易控制。但是每層都需要7 d養(yǎng)生，進一步延長了施工周期，施工效率低。此外，分層施工的基層，其層間整體性較差。

《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T F20-2015）中提到碾壓厚度增加可以減少結(jié)構(gòu)層的數(shù)量，改善層間結(jié)合，使整個路面結(jié)構(gòu)的整體性更強。通常一次攤鋪碾壓成型厚度>20 cm，稱為大厚度水穩(wěn)基層。采用大功率抗離析攤鋪機、大噸位壓路機、高產(chǎn)能的拌和設(shè)備等，可以確保一次攤鋪、碾壓成型大厚度水穩(wěn)基層[1]，并使得壓實效果和平整度水平達到理想的狀態(tài)。由此，更需要重視提高拌和產(chǎn)能，比如水穩(wěn)厚度增加了30%，相應(yīng)的拌和設(shè)備拌和產(chǎn)能也應(yīng)相應(yīng)增加30%，以保證連續(xù)施工。否則施工效率不僅不能提高，如果等料嚴(yán)重的情況經(jīng)常發(fā)生，混合料攤鋪連續(xù)性受影響，還會出現(xiàn)大量施工縫和接頭，平整度必然難以控制。大厚度水穩(wěn)基層一次攤鋪碾壓成型減少一次施工過程和養(yǎng)生工序，具有提高路面結(jié)構(gòu)整體性、提高施工效率、節(jié)約施工成本等優(yōu)勢[2]。本文對大厚度水穩(wěn)基層施工工藝進行探討。

1 大厚度水穩(wěn)基層常見的質(zhì)量問題

1.1 平整度問題

（1）土基平整度差。若土基平整度差，易影響至上承層。傳統(tǒng)攤鋪20 cm以下厚度的水穩(wěn)基層，采用分層攤鋪碾壓，底基層具有找平的作用，因而上基層平整度更容易控制。而一次攤鋪成型大厚度水穩(wěn)基層直接受到土基平整度的影響，因此平整度控制難度更大[3]。

（2）碾壓方式問題。碾壓方式不合理，壓路機噸位和碾壓組合控制不佳，碾壓遍數(shù)、控制速度不佳、壓路機隨意調(diào)頭和急剎都會造成平整度不良[4]。

（3）接縫問題。大厚度水穩(wěn)基層施工過程中，若不能保證連續(xù)施工，易造成停機等料的情況，兩個攤鋪段之間的搭接會形成橫向接縫[5]。

（4）級配問題。較多超粒徑骨料影響材料的均勻性，會對攤鋪機造成損害，磨損鉚平板。此外，超粒徑骨料會造成局部壓實系數(shù)存在差異，導(dǎo)致壓路機碾壓不均勻。

1.2 壓實問題

（1）《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T F20-2015）中對高速公路水穩(wěn)基層給出的級配范圍比較寬，比如C-B-2給出的級配范圍9.5 mm通過率為59%～72%，4.75 mm通過率為35%～45%，0.075 mm通過率為2%～5%。然而在實際設(shè)計時，水穩(wěn)級配偏細(xì)易于碾壓，底部更容易密實，但開裂的風(fēng)險更高;而級配偏粗的話，骨架嵌擠更好，降低了開裂風(fēng)險，但底部不易密實，會造成基層底部“爛根”的情況。這就要求在實際級配設(shè)計時，盡可能優(yōu)化級配，既不偏粗又不偏細(xì)，既能保證底部壓實，又可控制開裂風(fēng)險[6]。

（2）碾壓工藝。因大厚度水穩(wěn)基層總體厚度大，即使采用大噸位的壓路機，如果碾壓工藝不合理，也會造成上表面過壓，形成薄殼，壓實功難以傳遞至底部，從而造成底部欠壓的情況[7]。

1.3 測量評價

不同于傳統(tǒng)20 cm以下的水穩(wěn)基層，大厚度水穩(wěn)基層采用大噸位壓路機必然會形成上表面壓實度大于底部壓實度的情況，因此采用最不利狀態(tài)評價大厚度水穩(wěn)基層的壓實度的話，如果測得大厚度水穩(wěn)底部壓實度滿足要求，則大厚度水穩(wěn)基層整個厚度范圍的壓實度可以保證。然而目前水穩(wěn)基層壓實度檢測方法主要為灌砂法，其主要儀器灌砂筒的高度決定了最大的檢測深度僅為20 cm，只能滿足檢測大厚度水穩(wěn)基層頂部的厚度，因此需要新的測量評價方法對大厚度水穩(wěn)基層按上下基層分層進行評價。

1.4 控制開裂

（1）干縮開裂多發(fā)生在建設(shè)初期，包括養(yǎng)生的過程中混合料水分蒸發(fā)，水穩(wěn)碎石基層水分流失導(dǎo)致毛細(xì)管張力作用，使基層產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。

（2）溫度縮裂主要發(fā)生在通車以后，水穩(wěn)混合料在溫度和荷載作用下，由于混合料各個原材料溫度縮脹系數(shù)不同，材料間產(chǎn)生相互作用，在水泥膠結(jié)力結(jié)合下，水穩(wěn)基層存在氣固液三種狀態(tài)，其中固液兩相之間在溫度作用下產(chǎn)生縮裂。

（3）級配對于水穩(wěn)基層開裂的影響也很大。級配過細(xì)、含泥量過高都會造成水穩(wěn)混合料的塑性指數(shù)偏高，進一步促進混合料的收縮，加劇水穩(wěn)基層開裂的狀況。

從以上分析可知，針對一次攤鋪成型大厚度水穩(wěn)基層，如果解決平整度、碾壓工藝、測量評價、控制開裂等問題，則可以充分發(fā)揮其縮短工期、提高施工效率、節(jié)約工程成本的優(yōu)勢。

2 工程概況

廣西荔浦至玉林高速公路路面底基層采用26 cm大厚度水穩(wěn)底基層。荔玉高速公路路面№2分部在各項工作準(zhǔn)備充分以后，定于K37+100～K37+300段主線路基左幅實施水泥穩(wěn)定碎石底基層試驗段，試驗段長度為200 m。實施試驗段的目的包括驗證底基層施工方案、人員組織、機械配備、施工方法、檢測方法及檢測結(jié)果能否滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

3 大厚度水穩(wěn)底基層施工準(zhǔn)備

3.1 設(shè)計配合比

水穩(wěn)配合比設(shè)計采用的原材水泥為華潤水泥（平南）有限公司生產(chǎn)的M32.5水泥，碎石采購于荔浦縣杜莫鎮(zhèn)鴻運碎石廠。所有進場材料均通過試驗檢測，各項指標(biāo)合格。其中0～5 mm細(xì)集料砂當(dāng)量檢測結(jié)果為62，集料潔凈度較好。水泥（外摻法）∶級配碎石=4.0∶100，最大干密度為2.442 g/cm3，最佳含水率為5.2%。在進行級配設(shè)計時，尤其需要注意的是合成后的4.75 mm通過率，這個篩孔通過率過高表明級配偏細(xì)，填充料過多，會增加開裂風(fēng)險;過低則表明級配偏粗，平整度和碾壓難以控制。此外，0.075 mm通過率宜控制在4%左右。各檔集料摻配比例為碎石Ⅰ（19～31.5 mm）∶碎石Ⅱ（9.5～19 mm）∶碎石Ⅲ（4.75～9.5 mm）∶碎石Ⅳ（0～4.75 mm）=28∶16∶24∶32。詳見表1。

3.2 主要機械設(shè)備

水穩(wěn)拌和站采用WCB-800型穩(wěn)定土拌和機，最大產(chǎn)能為800 t/h，攤鋪機采用長城天順SP1660-3大功率抗離析攤鋪機，還配備有一臺36 t單鋼輪壓路機、一臺26 t單鋼輪壓路機、一臺13 t雙鋼輪壓路機和一臺膠輪壓路機。

3.3 大厚度水穩(wěn)底基層攤鋪施工工藝

大厚度水穩(wěn)底基層施工工藝流程見圖1。

3.4 測量放樣

在試鋪前，對路面中樁、原地面進行測量，并恢復(fù)道路中線，間隔為10 m，按設(shè)計圖紙要求放樣寬度為12.08 m，同時在兩側(cè)放出邊線外0.3 m處指示樁，進行水平測量，按預(yù)先設(shè)定的松鋪系數(shù)準(zhǔn)確標(biāo)出底基層的高程，架設(shè)鋼絲繩基準(zhǔn)線。鋼纖為16 mm鋼筋制作，采用卡托控制標(biāo)高，間距直線段10 m，固定于模板外側(cè)。

試驗段施工開始前，測量人員逐樁復(fù)查鋼絲架設(shè)標(biāo)高，將誤差控制在-5～2 mm。施工期間安排測量人員專人看管，嚴(yán)禁碰觸鋼絲，發(fā)現(xiàn)異常立即恢復(fù)。

根據(jù)本試驗路段的要求，攤鋪時松鋪系數(shù)暫定取值為1.35，計算好的標(biāo)高應(yīng)架好鋼絲繩，以控制攤鋪厚度。

3.5 水穩(wěn)混合料拌和要點

本試驗路段的混合料由1#（K36）水穩(wěn)拌和站提供，拌和站采用WCB-800型穩(wěn)定土拌和機，最大產(chǎn)量為800 t/h。水穩(wěn)混合料拌和要點為：

（1）上料口位置采用擋板間隔開，擋板高度≥1 m，以防止該部位發(fā)生竄料現(xiàn)象，增加級配控制的精確度。同時，每次上料不應(yīng)上得過滿。

（2）拌和站由專人檢測水穩(wěn)混合料的含水量，并根據(jù)氣溫高低，適量地減少和增加含水量，保證到場碾壓時水穩(wěn)混合料的含水量與最佳含水量偏差不大。

（3）在拌和站卸料進裝載車的部位增加橡皮擋板，防止混合料拋揚造成裝載車內(nèi)的水穩(wěn)混合料各個部位的級配偏差。

3.6 水穩(wěn)混合料上料和運輸

運輸車輛采用50 t的自卸汽車。成品料裝車時，根據(jù)放料人員的指示，按前、后、中順序移動車位，保證車斗中心線與出料口對正并水平，避免混合料離析，確?；旌狭系馁|(zhì)量。在運輸過程中每輛運輸車均使用篷布覆蓋，防止混合料受到污染和變質(zhì)。

3.7 水穩(wěn)混合料攤鋪

（1）為避免混合料水分損失，在攤鋪機前方準(zhǔn)備灑水車，對級配碎石層進行灑水濕潤。

（2）攤鋪開始前，下承層需由業(yè)主、質(zhì)檢單位等部門完成交驗工作，且各項指標(biāo)滿足規(guī)范要求。

（3）攤鋪采用1臺天順長城SP1660攤鋪機整幅全厚度進行攤鋪。

（4）攤鋪時攤鋪機應(yīng)連續(xù)不間斷攤鋪，速度控制在1.0～1.5 m/min。

（5）為保證攤鋪的連續(xù)性，待第4輛運料車到達現(xiàn)場后開始攤鋪。運輸車于攤鋪機前10～20 cm處停住，由攤鋪機推動運輸車卸料，卸料須有專人指揮。

（6）及時檢測松鋪厚度，調(diào)整攤鋪機高度，嚴(yán)格按照預(yù)先設(shè)定的松鋪系數(shù)進行松鋪厚度換算。

（7）攤鋪時的控制措施

①試驗人員隨時在攤鋪現(xiàn)場取料檢測含水量，嚴(yán)格進行最佳含水量控制，確保碾壓可以達到最大密實度;

②安排測量人員控制導(dǎo)向控制線，并復(fù)核導(dǎo)向控制線的高程，確保松鋪厚度的準(zhǔn)確性;

③水穩(wěn)混合料從拌和均勻到碾壓完成必須控制在水泥初凝時間之內(nèi)，且≤2 h。

3.8 大厚度水穩(wěn)底基層碾壓

大厚度水穩(wěn)底基層碾壓工藝尤其需要注意的是初壓先采用13 t雙鋼輪壓路機穩(wěn)壓一遍，緊接著采用36 t單鋼輪壓路機前靜后振一遍，提供充足的壓實功。實踐經(jīng)驗表明，大噸位壓路機激振成型大厚度水穩(wěn)基層可以提高最大干密度，從而保證大厚度水穩(wěn)基層的壓實質(zhì)量[8]。這樣可有效防止大厚度水穩(wěn)底基層頂部過壓、底部欠壓的情況發(fā)生，通過13 t雙鋼輪壓路機初壓穩(wěn)壓達到控制平整度的目的。具體碾壓工藝見表2。

3.9 大厚度水穩(wěn)底基層養(yǎng)生

水泥穩(wěn)定碎石底基層試驗路段施工完畢后，現(xiàn)場立即封閉交通，采用透水式土工布全斷面覆蓋。土工布搭接要求為：縱向搭接50 cm，橫向搭接20 cm，接口為順風(fēng)向。采用沙袋裝入石屑將土工布壓實，開始灑水養(yǎng)生。灑水頻率為每3 h一次，以表面濕潤為準(zhǔn)，灑水采用霧噴，不得采用高壓噴水，灑水車從右幅路基緊貼左幅底基層邊緣行駛，由專人進行灑水養(yǎng)生。

4 大厚度水穩(wěn)底基層試驗檢測

4.1 水穩(wěn)混合料篩分（水洗法）

對本次試驗段水泥穩(wěn)定碎石底基層混合料進行篩分試驗，結(jié)果見表3。檢測結(jié)果顯示級配在控制范圍內(nèi)。

4.2 水穩(wěn)混合料水泥劑量檢測

混合料生產(chǎn)過程中，混合料水泥劑量宜控制在設(shè)計值±0.5%以內(nèi)。從試驗段混合料水泥劑量檢測結(jié)果可知（見表4），水泥劑量控制良好。

4.3 水穩(wěn)混合料壓實度檢測

根據(jù)試驗段鋪筑要求，試驗段初壓為雙鋼輪靜壓1遍，復(fù)壓36 t單鋼輪前靜后振2遍。試驗段施工過程中按照要求進行壓實度檢測，因大厚度水穩(wěn)底基層壓實厚度為26 cm，而根據(jù)現(xiàn)存的試驗檢測方法進行壓實度檢測僅可以檢測厚度為≤20 cm的水穩(wěn)基層。為檢測大厚度水穩(wěn)底部壓實度，本次試驗段創(chuàng)新采用加長型灌砂筒，因為大厚度水穩(wěn)底部容易產(chǎn)生不密實的情況，在檢測時需分上下層分別檢測頂部和底層的壓實度，共檢測點數(shù)為11個，檢測結(jié)果見表5。

從表5數(shù)據(jù)可以看出，大厚度水穩(wěn)底基層碾壓達到第六遍時，底部和頂部的壓實度均能滿足≥98%的要求。此外，在相同的碾壓遍數(shù)情況下，頂部壓實度較高于底部壓實度，這與壓實功傳遞的規(guī)律是吻合的。

4.4 大厚度水穩(wěn)底基層平整度檢測

終壓結(jié)束后，現(xiàn)場進行了平整度檢測，取4個斷面每斷面10尺進行檢測。檢測結(jié)果如表6所示。

此次大厚度水穩(wěn)底基層試驗段平整度共檢測點數(shù)為40個，合格率為100%。

5 結(jié)語

大厚度水穩(wěn)基層可以采用一次攤鋪碾壓成型的方式施工，這種方式可以達到提高施工效率、加快施工進度、提高結(jié)構(gòu)層整體性的目的。但是在施工過程中要解決平整度、壓實度、測量方法、水穩(wěn)開裂等問題。

（1）初壓先采用13 t雙鋼輪壓路機穩(wěn)壓一遍，緊接著采用36 t單鋼輪壓路機前靜后振一遍，提供充足的壓實功，可有效防止大厚度水穩(wěn)底基層頂部過壓、底部欠壓的情況發(fā)生，通過13 t雙鋼輪壓路機初壓穩(wěn)壓達到控制平整度的目的。

（2）在進行級配設(shè)計時，4.75 mm篩孔通過率控制在35%～45%的范圍內(nèi)。這個篩孔通過率過高表明級配偏細(xì)，填充料過多，增加開裂風(fēng)險;過低則表明級配偏粗，平整度和碾壓難以控制。此外，0.075 mm通過率宜控制在4%左右。

（3）試驗段施工過程中按照要求進行壓實度檢測。因大厚度水穩(wěn)底基層壓實厚度為26 cm，而根據(jù)現(xiàn)存的試驗檢測方法進行壓實度檢測僅可以檢測厚度≤20 cm的水穩(wěn)基層，為檢測大厚度水穩(wěn)底部壓實度，本次試驗段創(chuàng)新采用加長型灌砂筒。因為大厚度水穩(wěn)底部容易產(chǎn)生不密實的情況，在檢測時需分上下層分別檢測頂部和底層的壓實度。

參考文獻：

[1]趙承偉，古鵬翔，黃金城.大厚度水穩(wěn)基層一次攤鋪碾壓成型碾壓工藝研究[J].西部交通科技，2016（11）：12-17.

[2]項柳福.大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層研究[D].西安：長安大學(xué)，2009.

[3]鄧 金.談水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制機檢驗[J].山西建筑，2005，31（1）：73-74.

[4]杜 茜.大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工控制要點[J].山西建筑，2017，43（34）：156-158.

[5]李煒光，彭加武，項柳福，等.層間狀態(tài)對厚層水穩(wěn)基層使用性能影響研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報，2010，32（14）：57-69，53.

[6]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(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2015，34（3）：420-425.

[7]趙 偉.大厚體積水泥碎石施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D].西安：長安大學(xué)，2008.

作者簡介：馬耀宗（1980—），高級工程師，工程碩士，從事道路與交通工程工作。