大厚度水穩(wěn)基層一次攤鋪碾壓成型施工技術(shù)應(yīng)用

黃利

（新疆西域公路建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830000）

一、工程概況

G高速公路合同段路面結(jié)構(gòu)按“15cm瀝青面層+36cm水穩(wěn)基層+20cm水穩(wěn)底基層+18cm級(jí)配碎石墊層”設(shè)計(jì)，若采用大厚度水穩(wěn)基層一次攤鋪碾壓成型施工技術(shù)，在質(zhì)量控制方面會(huì)面臨一些困難。因此，本文以K87+600～K87+850段、K91+120～K91+395段和K92+980～K93+430段為試驗(yàn)段，分別采取三種大厚度水穩(wěn)基層一次攤鋪碾壓設(shè)備組合及碾壓方式進(jìn)行試驗(yàn)。三個(gè)試驗(yàn)段的總長(zhǎng)度分別為250m、275m和450m，試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)采用不同設(shè)備組合及碾壓方式的路面分析壓實(shí)度與平整度，為合同段大厚度水穩(wěn)基層施工提供參考。

二、配合比設(shè)計(jì)

集料的配合比與工程施工質(zhì)量直接相關(guān)，進(jìn)行原材料配合比設(shè)計(jì)主要是為了確定混合料礦料級(jí)配、最大干密度、最佳含水率、最佳水泥用量等。通過(guò)確定最佳配合比，能充分保證混合料骨架的密實(shí)性和易施工性，加強(qiáng)對(duì)瀝青路面早期裂縫的處治，有效填充各級(jí)集料，確保路面施工的均勻性與平整度。

本工程原材料最佳級(jí)配設(shè)計(jì)及配合比如表1所示，材料液限為15.5%，塑性指數(shù)為1.2，針片狀為15.8%，壓碎值為23.1%。本工程配合比設(shè)計(jì)采用重型擊實(shí)和靜壓成型實(shí)驗(yàn)，保證原材料配合比設(shè)計(jì)結(jié)果的合理性。

表1.原材料配合比設(shè)計(jì)值

三、施工技術(shù)的應(yīng)用

（一）松鋪系數(shù)的確定

結(jié)合類(lèi)似施工經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果確定松鋪系數(shù)，在測(cè)量過(guò)程中，斷面按10m間隔設(shè)置，并標(biāo)出B1、B2、B3標(biāo)高，以上三點(diǎn)分別距中線2m、6m、10m。測(cè)量下承層各點(diǎn)標(biāo)高H地、攤鋪后標(biāo)高H松以及檢測(cè)壓實(shí)度后各點(diǎn)標(biāo)高H實(shí)，并按公式（H松-H地）/（H實(shí)-H地）確定松鋪系數(shù)。G高速公路合同段水穩(wěn)碎石層的原松鋪系數(shù)按1.3設(shè)計(jì)，施工100m后經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，應(yīng)適當(dāng)提高松鋪系數(shù)。隨后，施工人員將松鋪系數(shù)調(diào)整為1.41，水穩(wěn)層設(shè)計(jì)厚度為35cm，則換算后的松鋪厚度為：35cm×1.41=49.35cm。

（二）混合料級(jí)配的控制

為檢驗(yàn)水穩(wěn)層攤鋪后級(jí)配的可靠性，施工人員在試驗(yàn)段攤鋪現(xiàn)場(chǎng)取料并進(jìn)行水洗篩分試驗(yàn)。從表2的篩分結(jié)果可知，三次施工中的混合料級(jí)配均符合規(guī)范要求，充分表明本工程混合料級(jí)配控制穩(wěn)定、可靠，符合水穩(wěn)基層施工基本要求。

表2.試驗(yàn)攤鋪施工篩分結(jié)果

（三）含水率的控制

高速公路水穩(wěn)基層施工還應(yīng)加強(qiáng)含水率控制。含水率過(guò)低，會(huì)影響水泥水化反應(yīng)效果、增大材料碾壓難度；含水率過(guò)高，則會(huì)影響碾壓質(zhì)量，導(dǎo)致碾壓施工中出現(xiàn)基面材料軟彈以及后期的開(kāi)裂問(wèn)題。本工程水穩(wěn)基層混合料最佳含水率為4.5%，混合料含水率與最佳含水率的誤差應(yīng)控制在0.5～1%以內(nèi)，并通過(guò)酒精燃燒法進(jìn)行混合料含水率的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果表明，K87+600～K87+850段含水率為4.5～4.8%，比最佳含水率高出0～0.3%，符合規(guī)范要求。K91+120～K91+395段含水率為4.25～4.98%，其中三個(gè)測(cè)點(diǎn)的含水率不符合規(guī)范要求，無(wú)法保證試驗(yàn)段含水率的均勻性。K92+980～K93+430段含水率為4.16～4.35%，其中五個(gè)測(cè)點(diǎn)的含水率不達(dá)標(biāo)。

（四）碾壓施工

為確保大厚度水穩(wěn)基層一次攤鋪碾壓施工質(zhì)量，必須選擇合適的碾壓設(shè)備及碾壓方式。本工程試驗(yàn)段施工采用1臺(tái)徐工XD133雙鋼輪壓路機(jī)、1臺(tái)LSS327大噸位單鋼輪壓路機(jī)和22t膠輪壓路機(jī)。

考慮到不同碾壓機(jī)械組合和碾壓工藝所產(chǎn)生的壓實(shí)度、平整度并不完全相同，故針對(duì)不同試驗(yàn)段設(shè)計(jì)出三種碾壓工藝，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。K87+600～K87+850段采用較為傳統(tǒng)的碾壓工藝，僅通過(guò)大噸位單鋼輪壓路機(jī)碾壓，并在第一遍碾壓時(shí)，按照先靜后振的方式碾壓，有效防止出現(xiàn)擁包；K91+120～K91+395段采用雙鋼輪壓路機(jī)按照先靜后振的方式碾壓，進(jìn)一步提升路面平整度；K92+980～K93+430段先采用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，然后再采用小噸位雙鋼輪壓路機(jī)碾壓，以提升路面壓實(shí)度和平整度，并在膠輪碾壓完畢后，通過(guò)雙鋼輪壓路機(jī)做收光處理。

四、質(zhì)量檢測(cè)

對(duì)于大厚度水穩(wěn)基層而言，平整度和壓實(shí)度是施工質(zhì)量控制的重難點(diǎn)，所以本工程試驗(yàn)段施工結(jié)束后，主要針對(duì)不同碾壓工藝進(jìn)行壓實(shí)度和平整度檢測(cè)。

（一）平整度檢測(cè)

本工程試驗(yàn)段現(xiàn)場(chǎng)平整度檢測(cè)結(jié)果如表3所示，從檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，K87+600～K87+850段平整度最差，主要原因在于該段并未使用雙鋼輪壓路機(jī)初壓，導(dǎo)致攤鋪機(jī)攤鋪后混合料松鋪系數(shù)過(guò)小，但如果直接通過(guò)大噸位壓路機(jī)碾壓，必將增大初始?jí)嚎s量，引發(fā)混合料推移和擁包等質(zhì)量問(wèn)題。K91+120～K91+395段經(jīng)過(guò)小噸位雙鋼輪壓路機(jī)的初壓后，松鋪系數(shù)大幅提升，同時(shí)抵抗大噸位壓路機(jī)碾壓的能力也大大增強(qiáng)，因此路面平整度明顯改善。K92+980～K93+430段由于增加了雙鋼輪壓路機(jī)收光施工環(huán)節(jié)，水穩(wěn)基層平整度控制水平較高，這也表明，通過(guò)雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行收光處理，能有效清除膠輪碾壓后的輪痕以及大噸位壓路機(jī)碾壓后產(chǎn)生的小擁包。

表3.試驗(yàn)段現(xiàn)場(chǎng)平整度檢測(cè)結(jié)果

（二）壓實(shí)度檢測(cè)

為掌握大厚度水穩(wěn)基層的壓實(shí)效果，在試驗(yàn)段質(zhì)量檢測(cè)階段，分別進(jìn)行水穩(wěn)基層上下部的壓實(shí)度檢測(cè)。K87+600～K87+850段采用的碾壓工藝基本滿足設(shè)計(jì)壓實(shí)度要求，水穩(wěn)基層上下部的壓實(shí)度差值在1.2%以內(nèi)，這表明壓路機(jī)激振力能夠通過(guò)松散狀態(tài)的混合料有效傳遞至大厚度水穩(wěn)基層底部。K91+120～K91+395段的壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果表明，該試驗(yàn)段采用的碾壓工藝雖能使壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但整體壓實(shí)效果沒(méi)有K87+600～K87+850段好，這主要是因?yàn)檎駝?dòng)碾壓遍數(shù)不足以及上下部壓實(shí)度之差較大（為4.3%），采用小噸位雙鋼輪壓路機(jī)后，雖然能有效提高路面平整度，但會(huì)對(duì)壓路機(jī)激振力的傳遞產(chǎn)生不利影響。K92+980～K93+430段的壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求，而且水穩(wěn)基層上下部壓實(shí)度與K87+600～K87+850段接近，上下部壓實(shí)度差值在2%以內(nèi)。

五、結(jié)語(yǔ)

本工程的施工實(shí)踐表明：大厚度水穩(wěn)基層施工不能采用常規(guī)小噸位壓路機(jī)；使用大噸位壓路機(jī)能有效提升大厚度水穩(wěn)基層壓實(shí)度和平整度，為了提升壓實(shí)施工質(zhì)量，至少應(yīng)碾壓三遍，且第一遍必須為前靜后振；使用雙鋼輪壓路機(jī)能有效提升大厚度水穩(wěn)基層平整度，若采取初壓措施，還能有效提升基面的初始?jí)簩?shí)度并減少大噸位壓路機(jī)可能引起的擁包、推移等問(wèn)題。