高速公路大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工控制要點(diǎn)分析

摘要 大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層較為常見(jiàn)，具有結(jié)構(gòu)承載力強(qiáng)、抗沖擊性好、施工方法簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，在高速公路工程施工中廣泛應(yīng)用。文章針對(duì)高速公路大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工進(jìn)行研究，結(jié)合實(shí)例項(xiàng)目從大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層的優(yōu)點(diǎn)和準(zhǔn)備工作、施工方法等方面進(jìn)行分析，并提出大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工控制要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 高速公路;水泥穩(wěn)定碎石;基層施工;控制要點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào) U416.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）12-0108-03

收稿日期：2022-03-06

作者簡(jiǎn)介：蘇賢芬（1980—），女，本科，高級(jí)工程師，從事工程技術(shù)管理工作。

0 引言

高速公路基層施工中，一般采用分層攤鋪工藝，雖然技術(shù)成熟，但分層施工、養(yǎng)護(hù)，導(dǎo)致工期較長(zhǎng)，不利于組織現(xiàn)場(chǎng)施工活動(dòng)，容易造成窩工現(xiàn)象。大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工方案，則有效解決了以上問(wèn)題，在進(jìn)度、質(zhì)量、安全環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益等各個(gè)方面，相比于分層攤鋪工藝均有明顯優(yōu)勢(shì)[1]。然而，現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)管理是一個(gè)重難點(diǎn)，以下結(jié)合實(shí)例進(jìn)行探討。

1 工程概況

六盤(pán)水至威寧高速公路LWLM-1合同段，建設(shè)起點(diǎn)主線樁號(hào)K1+175，終點(diǎn)樁號(hào)右幅YK32+700（ZK32+710）;六盤(pán)水西聯(lián)線起點(diǎn)樁號(hào)TYK0+000，終點(diǎn)樁號(hào)TYK0+962（TZK0+964），全長(zhǎng)約32.46 km。含土建工程1-4合同段，其中包括停車(chē)區(qū)1處，樞紐互通1處，互通式立體交叉4處。項(xiàng)目地處云貴高原腹地，平均海拔2 200 m;屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫為13～14 ℃，年均降水量為1 200～1 400 mm。公路設(shè)計(jì)為雙向四車(chē)道，路基寬度整體式24.5 m，分離式12.25 m，行車(chē)道寬度為2×3.75 m，設(shè)計(jì)車(chē)速80 km/h。其中，公路基層采用大厚度一體化水泥穩(wěn)定碎石基層施工方案，壓實(shí)控制、離析控制及平整度控制是施工的技術(shù)難點(diǎn)，必須對(duì)機(jī)械設(shè)備組合進(jìn)行調(diào)整，不斷改進(jìn)混合料生產(chǎn)及施工工藝，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期管控目標(biāo)。

2 大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層的優(yōu)點(diǎn)和準(zhǔn)備工作

2.1 優(yōu)點(diǎn)

大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層的優(yōu)點(diǎn)有：

（1）能提高結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度、剛度，基層整體的承載力強(qiáng)，荷載擴(kuò)散性好，可延長(zhǎng)路面的使用壽命。

（2）施工操作方法簡(jiǎn)單易行，能減少人員、設(shè)備的配備，降低工程成本;可提高施工效率，避免出現(xiàn)窩工現(xiàn)象。

（3）水泥穩(wěn)定碎石的抗壓回彈模量大，基層結(jié)構(gòu)的抗沖擊強(qiáng)度顯著提高，可有效避免和推遲早期路面的下沉、凹陷等病害產(chǎn)生。

2.2 混合料要求

水泥穩(wěn)定碎石混合料中，水泥一般選擇普通硅酸鹽水泥，要求初凝時(shí)間>3 h，終凝時(shí)間在6～10 h之間。集料先經(jīng)三級(jí)破碎工藝處理，再進(jìn)行二次除泥，其中細(xì)集料用量60%以上，級(jí)配范圍見(jiàn)表1。施工后，7 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)≥4.0 MPa，壓實(shí)度≥98%。

2.3 試驗(yàn)配合比參數(shù)

試驗(yàn)配合比確定，要結(jié)合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)要求和材料特點(diǎn)，初步確定后交給監(jiān)理工程師審核。主要參數(shù)有：含水量5.2%，水泥劑摻量4.5%，0～5 mm、5～10 mm、10～20 mm、20～30 mm的級(jí)配碎石基層，配合參數(shù)比例為26∶18∶35∶21。

3 大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工方法

大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工流程：準(zhǔn)備下承層→安裝模板→測(cè)量放樣→混合料拌制→混合料運(yùn)輸→攤鋪整形→碾壓→調(diào)頭處和接縫處理→養(yǎng)生?，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，技術(shù)方法和要點(diǎn)介紹如下：

3.1 準(zhǔn)備下承層

對(duì)下承層進(jìn)行處理，要求是平整、堅(jiān)實(shí)，高程、寬度、橫坡等指標(biāo)均符合規(guī)定，且沒(méi)有軟弱點(diǎn)或松散的材料。

3.2 安裝模板

項(xiàng)目模板使用鋼模板，在內(nèi)側(cè)支設(shè)。模板支撐時(shí)，使用≥3根角鋼錯(cuò)開(kāi)連接，另一端和鋼釬固定;模板和模板之間連接時(shí)，采用榫卯連接工藝，能避免偏移、傾斜，為后續(xù)攤鋪、碾壓施工提供條件[2]。

3.3 測(cè)量放樣

在路基表面放樣出中線，直線段和平曲線段，分別間隔10 m、5 m設(shè)置一個(gè)樁，并放出中樁、邊樁。在基層鋪設(shè)邊線外50 cm，設(shè)置高程控制樁，相鄰樁之間距離20 cm，并且和中樁對(duì)應(yīng)起來(lái)。在高程控制樁上，纏繞基準(zhǔn)鋼絲，要求拉力≥800 N，且不會(huì)產(chǎn)生撓度，固定鋼絲并由專(zhuān)人檢查、調(diào)整。

3.4 混合料拌制

混合料拌制采用集中攪拌法，攪拌機(jī)型號(hào)為WBZ800，材料自動(dòng)稱(chēng)量、連續(xù)進(jìn)料，確保配合比符合設(shè)計(jì)要求。技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格控制含水率，要求略大于最佳含水率（超出0.5%～1.0%），因?yàn)樵诤罄m(xù)運(yùn)輸環(huán)節(jié)會(huì)損失一定水分，確保碾壓時(shí)的含水率≥最佳含水率[3]。

3.5 混合料運(yùn)輸

合理配置運(yùn)輸車(chē)輛，該項(xiàng)目使用自卸汽車(chē)，對(duì)運(yùn)輸線路進(jìn)行選擇，確保運(yùn)輸路程暢通，縮短混合料到達(dá)攤鋪現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間。運(yùn)輸車(chē)輛均配備苫布，對(duì)混合料進(jìn)行覆蓋，以減少水分損失量。

3.6 攤鋪整形

攤鋪混合料時(shí)，該項(xiàng)目現(xiàn)有的攤鋪機(jī)不滿(mǎn)足大厚度一體化攤鋪要求，計(jì)劃購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)中大DT1800攤鋪機(jī)，租賃一臺(tái)中大DT1800攤鋪機(jī)。攤鋪技術(shù)要點(diǎn)包括：

（1）使用雙側(cè)導(dǎo)線控制攤鋪機(jī)高程，即直線段和曲線段上的導(dǎo)線樁，拉緊導(dǎo)線繩進(jìn)行引導(dǎo)。

（2）靠近中分帶一側(cè)使用固定模板，一方面保證線形，另一方面確保邊緣碾壓密實(shí)。

（3）攤鋪機(jī)行進(jìn)速度控制在1～2 m/min，結(jié)合拌制量調(diào)整攤鋪速度，保證攤鋪連續(xù)進(jìn)行，避免停機(jī)等料，從而提高攤鋪面的平整度。

3.7 碾壓

混合料攤鋪完成，及時(shí)進(jìn)行碾壓，采用全寬碾壓工藝。技術(shù)要點(diǎn)包括：

（1）碾壓順序：按照由邊側(cè)到中間、由低到高的原則，輪寬重疊1/3～1/2。

（2）碾壓分為初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)階段：初壓時(shí)，使用13～17 t雙鋼輪壓路機(jī)，設(shè)置前靜后振模式，碾壓1遍。復(fù)壓時(shí)，使用32 t單鋼輪壓路機(jī)，先設(shè)置前靜后振模式，強(qiáng)振1遍;再設(shè)置前振后振模式，強(qiáng)振1遍。使用26 t單鋼輪壓路機(jī)，先設(shè)置前振后振模式，強(qiáng)振1遍;再設(shè)置前振后振模式，弱振收光1遍。終壓時(shí)，先使用37 t膠輪壓路機(jī)，碾壓1遍;再使用13～17 t雙鋼輪壓路機(jī)，靜壓1遍。

（3）碾壓后，檢測(cè)壓實(shí)度指標(biāo)，要求≥98%，并根據(jù)實(shí)測(cè)值調(diào)整碾壓遍數(shù)。

（4）控制好碾壓速度，遵循先慢后快的原則，其中雙/單鋼輪壓路機(jī)、膠輪壓路機(jī)，碾壓速度分別為1.5～1.7 km/h、1.8～2.2 km/h[4]。

（5）除了壓實(shí)度，還要檢測(cè)路拱、厚度、高程、縱向平整度、超高等指標(biāo)，確保滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3.8 調(diào)頭處和接縫處理

第一，調(diào)頭處處理。機(jī)械設(shè)備調(diào)頭時(shí)，如果位于完成碾壓的部位，就要采取保護(hù)措施。一般在調(diào)頭部位的穩(wěn)定土層上，先覆蓋塑料布或油氈紙，再覆蓋一層土、砂或砂礫（厚度為10 cm），避免造成表面損害。

第二，工作縫處理。水泥穩(wěn)定土混合料拌和結(jié)束后，在預(yù)定長(zhǎng)度的末端，挖一條橫貫全寬的槽（挖至下承層頂面），槽內(nèi)放2根與壓實(shí)厚度等厚的方木。方木另一側(cè)用素土回填穩(wěn)定，回填長(zhǎng)度約3～5 m，然后整型、碾壓。第2天，鄰接作業(yè)段拌合結(jié)束后，除去頂木，用混合料回填，靠近頂木未能拌和的一小段，酌情加水泥用人工進(jìn)行補(bǔ)充拌和。

第三，縱縫處理。前一幅施工時(shí)，靠中央與另一幅相接的一側(cè)，用方木或鋼模支撐?？拷侥净蜾撃５乃喾€(wěn)定混合料，應(yīng)人工進(jìn)行補(bǔ)充拌和，然后整型、碾壓。拆除支撐鋪筑另一幅時(shí)，靠近第一幅的部分，同樣人工進(jìn)行補(bǔ)充拌和，然后整型、壓實(shí)。

3.9 養(yǎng)生

分段施工時(shí)，碾壓完成及時(shí)報(bào)檢，合格后安排專(zhuān)人養(yǎng)生。該項(xiàng)目使用養(yǎng)生膜，覆蓋厚度≥1 mm，要求膜與膜之間完整搭接，沒(méi)有縫隙;在膜上使用塊石、砂袋壓住，防止大風(fēng)吹亂;養(yǎng)生時(shí)間≥7天，期間禁止行人車(chē)輛通行，并設(shè)置必要的警示牌和交通管制標(biāo)識(shí)。

4 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 常見(jiàn)病害和防治方法

高速公路項(xiàng)目中，大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層的常見(jiàn)病害有：

（1）路面結(jié)構(gòu)裂縫。水泥穩(wěn)定碎石具有干縮、溫縮的特點(diǎn)，其一在溫度變化下，體積收縮就會(huì)造成裂縫;其二在車(chē)輛荷載作用下，基層裂縫會(huì)進(jìn)一步延伸，最終導(dǎo)致路面開(kāi)裂。如不及時(shí)處理，雨水進(jìn)入縫隙，沖刷基層會(huì)產(chǎn)生空層，降低路面結(jié)構(gòu)的承載力。

（2）基層粘結(jié)不牢。一方面，水泥穩(wěn)定碎石基層厚度加大，根據(jù)規(guī)定需要分層施工、分層養(yǎng)生，上下層交界處是粘結(jié)薄弱面。另一方面，路基路面出現(xiàn)裂縫后，水進(jìn)入基層也會(huì)造成粘結(jié)不牢。針對(duì)此類(lèi)病害，防治方法如下：

第一，基層質(zhì)量控制。通過(guò)配合比設(shè)計(jì)的優(yōu)化，得出最佳的砂石料摻配比例，以及滿(mǎn)足強(qiáng)度要求的最佳水泥摻量，保證混合料易于壓實(shí)，同時(shí)減少因水泥摻量過(guò)多造成的裂縫，減少對(duì)路面面層的反射。該項(xiàng)目基層采用的是大厚度一體化施工工藝，由于碾壓厚度過(guò)厚，必定會(huì)造成路面平整度質(zhì)量下降。因此采用DT1800攤鋪機(jī)攤鋪，此攤鋪機(jī)具有自重大、初始夯實(shí)效果好的特點(diǎn)。同時(shí)在試驗(yàn)段內(nèi)，采用三種碾壓設(shè)備組合方式，試驗(yàn)得出最佳組合方式，保證路面基層的平整度，減少對(duì)路面面層平整度的影響。

第二，采取防離析措施。該合同段基層、底基層要求采用大厚度一體化施工方式，較以往項(xiàng)目的攤鋪寬度明顯增加，必定會(huì)造成離析現(xiàn)象。對(duì)此，采用DT1800抗離析大功率攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪，減少混合料攤鋪過(guò)程中的離析;同時(shí)在前擋板配備柔性擋料裝置，避免大料滾落造成骨料離析?？刂坡菪剂掀骱蛿備佭吘壍木嚯x，要求≥50 cm，布料器的2/3要埋入混合料中[5]。在攤鋪機(jī)變速箱處，安裝反向葉片，后方安排專(zhuān)人消除離析現(xiàn)象，例如：鏟除局部粗集料產(chǎn)生的“窩”，使用新拌的混合料填補(bǔ)，保證攤鋪平整度。

4.2 質(zhì)量問(wèn)題和保障措施

該項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工期間，主要質(zhì)量問(wèn)題是路面不平整，分析原因在于：

（1）基層不平整導(dǎo)致路面不平整?；鶎影纪固帞?shù)量多，攤鋪機(jī)行進(jìn)時(shí)兩條履帶不在同一平面內(nèi)，熨平板兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)波浪。因基層平整度差，面層攤鋪即使很平整，碾壓后也會(huì)出現(xiàn)不平整問(wèn)題。

（2）攤鋪工藝影響平整度。使用攤鋪機(jī)時(shí)，機(jī)械本身的性能和操作方法，均會(huì)影響攤鋪平整度。例如：攤鋪機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)不穩(wěn)定，行走時(shí)打滑，攤鋪速度不勻，突然起步或緊急制動(dòng)，供料速度忽快忽慢等，都會(huì)造成面層不平整。

（3）路面施工工藝影響平整度。在路面接縫部位，處理不好會(huì)引起接縫處下陷或凸起;接縫處壓實(shí)度不夠，因局部強(qiáng)度低也會(huì)產(chǎn)生裂紋，最終導(dǎo)致路面不平整。針對(duì)以上問(wèn)題，采取的質(zhì)量保障措施如下：

第一，構(gòu)建質(zhì)量保證體系。以項(xiàng)目經(jīng)理為核心，總工、質(zhì)檢工程師、部門(mén)負(fù)責(zé)人、施工隊(duì)、工班專(zhuān)職質(zhì)檢員為成員，組成質(zhì)量管理領(lǐng)導(dǎo)小組。明確各層級(jí)管理人員的職責(zé)，制定質(zhì)量檢查程序，開(kāi)展全過(guò)程質(zhì)量控制。

第二，基層平整度控制。底基層和基層施工，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，尤其標(biāo)高、橫坡、強(qiáng)度、平整度要達(dá)到設(shè)計(jì)要求[6]?；鶎邮┕ね瓿珊螅龊灭B(yǎng)護(hù)工作，包括土工布覆蓋、噴灑瀝青乳液、灑水養(yǎng)護(hù)等，期間禁止車(chē)輛通行。

第三，攤鋪和路面施工工藝控制。攤鋪工藝控制，主要從機(jī)械設(shè)備自身的性能、攤鋪機(jī)行進(jìn)速度、冷接縫處理等方面入手。路面施工工藝控制，項(xiàng)目部與陜西長(zhǎng)大控制數(shù)據(jù)有限公司簽訂了路面施工技術(shù)咨詢(xún)服務(wù)協(xié)議，由長(zhǎng)安大學(xué)老師對(duì)項(xiàng)目部的原材料質(zhì)量控制、底基層及基層施工質(zhì)量控制、瀝青面層施工質(zhì)量控制進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，提升路面施工水平。

4.3 施工控制成果

該項(xiàng)目大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工期間，沒(méi)有出現(xiàn)人員傷害事故，在規(guī)定工期內(nèi)完工，實(shí)際造價(jià)在預(yù)算造價(jià)以?xún)?nèi)，且順利通過(guò)了各項(xiàng)驗(yàn)收，取得了良好的綜合效益。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層在高速公路項(xiàng)目中較為常見(jiàn)，具有諸多技術(shù)優(yōu)勢(shì)。文章結(jié)合工程實(shí)例，從準(zhǔn)備下承層、安裝模板、測(cè)量放樣、混合料拌制、混合料運(yùn)輸、攤鋪整形、碾壓、調(diào)頭處和接縫處理、養(yǎng)生各環(huán)節(jié)闡述了施工技術(shù)方法，配合科學(xué)完善的質(zhì)量控制措施，取得了良好的綜合效益。通過(guò)該文為類(lèi)似工程提供參考，實(shí)現(xiàn)預(yù)期管控目標(biāo)。

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