徐國棟 劉斌清 葉超強 李勇

摘要：文章對六威高速公路路面采用大厚度水穩(wěn)一次攤鋪成型施工工藝進行應(yīng)用研究，設(shè)計骨架密實型大厚度水穩(wěn)級配，通過7 d無側(cè)限抗壓強度確定合理的水泥劑量，采用振動成型確定的最大干密度對控制現(xiàn)場壓實度更加可靠，并配備了大功率抗離析攤鋪機和大噸位壓路機，對原材料進行質(zhì)量把控。研究結(jié)果表明，大厚度水穩(wěn)結(jié)構(gòu)層上部和下部壓實度和無側(cè)限抗壓強度均合格，上部壓實度和無側(cè)限抗壓強度均略大于下部。

關(guān)鍵詞：大厚度水穩(wěn);一次攤鋪成型;骨架密實;壓實;7 d無側(cè)限抗壓強度

This article conducts the application research on the construction process of largethickness waterstable onetime paving molding on Liuwei Expressway pavement，and designs the skeleton dense largethickness waterstable grading，determines the reasonable cement dosage by 7day unconfined compressive strength，and the maximum dry density determined by vibration molding is more reliable for controlling the onsite compaction，and it is then equipped with the highpower antisegregation paver and largetonnage road roller to control the quality of raw materials.The test results show that the upper and lower compaction and unconfined compressive strength of largethickness waterstable structural layer are all qualified，and the upper compaction degree and the unconfined compressive strength are slightly larger than the lower part.

Largethickness water stability;Onetime paving molding;Skeleton compaction;Compaction;7d unconfined compressive strength

0 引言

水穩(wěn)碎石基層綜合了強度高、剛度適宜、取材方便、耐久性好、抗沖刷性強等諸多優(yōu)點，成為我國高等級公路基層的主流結(jié)構(gòu)形式，并且已經(jīng)形成了一套完整的水穩(wěn)碎石基層理論體系[1]。目前，國內(nèi)水穩(wěn)定碎石基層施工普遍采用兩層施

工工藝，該工藝可以保證水穩(wěn)碎石基層壓實質(zhì)量，但易造成水穩(wěn)碎石基層整體性差、養(yǎng)護周期長的不良影響。大厚度水穩(wěn)基層符合基層整體受力的設(shè)計理念，一方面可以解決基層發(fā)生早期破壞的現(xiàn)象，有利于保證基層的整體性;另一方面可以節(jié)約施工企業(yè)的人工、機械費用及養(yǎng)護成本，提高路面的使用壽命。由此，大厚度水穩(wěn)基層技術(shù)具有優(yōu)質(zhì)耐久、經(jīng)濟環(huán)保、社會認可等特點，符合國家綠色交通理念，具備打造交通行業(yè)品質(zhì)工程的先天條件[2][3]。

易離析和難壓實的問題長期以來制約著大厚度水穩(wěn)碎石基層技術(shù)的應(yīng)用和推廣。隨著大功率抗離析攤鋪設(shè)備的核心技術(shù)在國內(nèi)被攻克，使大厚度水穩(wěn)碎石基層一次攤鋪成型施工易離析的問題迎刃而解。而大噸位碾壓設(shè)備的配備，合理的碾壓工藝設(shè)計，為保證大厚度水穩(wěn)碎石基層壓實度提供了解決辦法[4][5]。易離析和難壓實的問題有了解決辦法，大厚度水穩(wěn)碎石基層的實施成為了可能。為保證高速公路水泥穩(wěn)定碎石基層的施工質(zhì)量，縮短施工工期，提高基層整體強度和路面承載力，路面咨詢團隊在貴州六威高速實施了大厚度水穩(wěn)碎石基層一次攤鋪成型施工工藝。

1 原材料

六威高速基層為32 cm大厚度水穩(wěn)碎石基層，采用一次攤鋪成型施工工藝，設(shè)計文件中7 d無側(cè)限抗壓強度為3.5～4.5 MPa。本項目水穩(wěn)碎石基層采用42.5普通硅酸鹽水泥，水泥原材主要指標為：初凝時間>3 h，終凝時間6～10 h。路面5標集料為自建料場生產(chǎn)的石灰?guī)r，分為0～5 mm、5～10 mm、10～20 mm、20-30mm四檔。四檔集料表觀密度、吸水率以及細集料砂當(dāng)量、粗集料針片狀、壓碎值等指標檢測合格，各檔集料篩分結(jié)果見表1。篩分結(jié)果滿足《公路路面基層施工技術(shù)細則》（JTG/T F20-2015）（以下稱基層細則）表3.6.2中G2、G8、G11以及表3.7.3中XG3相關(guān)要求。

2 級配

骨架密實型大厚度水穩(wěn)碎石基層混合料級配在抵抗干縮和溫縮應(yīng)力以及防離析等方面具有優(yōu)勢[6][7]?？紤]到水穩(wěn)混合料級配對大厚度水穩(wěn)碎石基層可壓實性及抗裂性能的影響，根據(jù)基層細則水穩(wěn)基層推薦級配C-B-3，并結(jié)合原材料各檔料產(chǎn)能匹配關(guān)系設(shè)計骨架密實型大厚度水穩(wěn)碎石基層混合料級配[8][9]。級配設(shè)計具體控制方法為盡量減少最大公稱粒徑附近集料使用比例，4.75 mm通過率控制在30%左右，0.075 mm通過率控制在3%左右，適當(dāng)增大中間料用量，保證骨架有效形成。同時保證有足夠的填充料，有利于混合料碾壓密實。水穩(wěn)碎石基層混合料級配曲線見圖1，設(shè)計級配見表2。

3 確定最大干密度和最佳含水量

初步選用2.1%、2.6%、3.1%、3.6%、4.1%這5種水泥劑量，采用振動壓實試驗方法成型水穩(wěn)碎石基層混合料試件。選定5種含水量，采用重型擊實和振動成型得到干密度和含水量關(guān)系曲線見圖2，試驗結(jié)果見表3。

對比重型擊實成型和振動成型這兩種方法，不難看出在相同的水泥劑量、含水量以及級配條件下，振動成型的試件的最大干密度較大，而擊實成型的試件的最佳含水量較大。其意義在于采用振動成型方法得到的最大干密度測算壓實度，對于大厚度水穩(wěn)碎石基層壓實指標的要求更為嚴格。

4 無側(cè)限抗壓強度

按照各級配和各水泥劑量確定的最佳含水量采用靜壓法成型試件，檢測7 d無側(cè)限抗壓強度，試驗結(jié)果見表4。

按照設(shè)計文件要求，水穩(wěn)混合料的強度為3.5～4.5 MPa。由表4可知，當(dāng)水泥劑量為3.1%時，滿足水穩(wěn)碎石基層混合料的強度要求。

5 施工質(zhì)量控制

5.1 拌合

采用1臺WDB-800型穩(wěn)定土拌合機集中廠拌，并配備雙拌缸，確保有效拌合時間在15 s以上。拌合站自動計量裝置經(jīng)過標定，確保水泥劑量和用水量符合配合比設(shè)計要求。各檔碎石從冷料倉上料口上料速度與配合比設(shè)計各檔碎石用量比例相匹配，以達到配合比設(shè)計目的。在出料口位置設(shè)置橡膠擋板以防止混合料拋揚造成的離析。每天生產(chǎn)前應(yīng)測定集料含水率，調(diào)整施工配合比，拌合時嚴格控制含水量。

5.2 運輸

自卸汽車裝料時分三次裝載，呈“品”字狀裝料。運輸車輛在出場前要覆蓋好篷布，確保篷布覆蓋到箱板以下50 cm，減少混合料的水分蒸發(fā)。運輸車輛到達現(xiàn)場后，不能提前揭開篷布，應(yīng)在卸料前揭開篷布。

5.3 攤鋪

采用天順長城SP1850大功率抗離析攤鋪機進行攤鋪。攤鋪前根據(jù)路面寬度組裝攤鋪機寬度，調(diào)整好螺旋布料器狀態(tài)。自卸車向受料斗卸料時，應(yīng)加大傾角、快速卸料，以減少混合料中粗料向一側(cè)堆積發(fā)生離析。在攤鋪機前方安裝橡膠皮擋板，防止混合料從螺旋布料器底部漏出造成離析。攤鋪機加裝反向螺旋，減少粗料在攤鋪機中部集中造成的離析。受料斗閘門盡量開大，確保分料器充足供料，且保持受料斗始終有一定的料。

5.4 碾壓

大厚度水穩(wěn)碎石基層碾壓設(shè)備包括13 t雙鋼輪壓路機、26 t單鋼輪壓路機、32 t單鋼輪壓路機和膠輪壓路機。初壓采用13 t雙鋼輪壓路機前靜后振1遍穩(wěn)壓混合料[10]，有利于大厚度水穩(wěn)碎石基層平整度的控制，緊接著采用大噸位壓路機提供充足的壓實功，保證水穩(wěn)碎石基層壓實。具體碾壓組合見表5。

6 現(xiàn)場檢測

6.1 水泥劑量滴定

按基層細則推薦水穩(wěn)碎石基層混合料廠拌施工水泥劑量宜增加0.5個百分點的要求，實際施工時按3.6%水泥劑量添加水泥，攤鋪水穩(wěn)碎石基層混合料后取代表性混合料檢測水泥劑量。

從表6檢測結(jié)果可以看出，水泥劑量滿足細則中質(zhì)量檢測標準關(guān)于水泥劑量極限低值-1.0%的要求。

6.2 壓實度檢測

采用振動成型得到的最大干密度2.432 g/cm3控制現(xiàn)場壓實度。在大厚度水穩(wěn)碎石基層碾壓結(jié)束后，先檢測上部16 cm范圍的壓實度，再檢測下部16 cm的壓實度，檢測結(jié)果見表7。不難看出上下部壓實度均檢測合格，上部壓實度更大，但差值均沒有超過1%。

6.3 7 d無側(cè)限抗壓強度檢測

大厚度水穩(wěn)碎石基層碾壓結(jié)束養(yǎng)護7 d以后，鉆取芯樣。將芯樣從中間切開分別測試上下部的無側(cè)限抗壓強度。檢測結(jié)果見表8。從表8數(shù)據(jù)可以看出，上部檢測結(jié)果要比下部大，這與壓實度檢測結(jié)果得到的結(jié)論是一致的。

7 結(jié)語

在機械設(shè)備配備、原材料質(zhì)量把控等條件落實到位的前提下，通過合理的配合比設(shè)計和前后場各施工工序環(huán)節(jié)的有效控制，六威高速采用大厚度水穩(wěn)碎石基層一次攤鋪施工工藝取得了較好的應(yīng)用效果。路面5標已施工段落鉆取芯樣完整、骨架密實，芯樣頂部無壓碎、底部成型良好，壓實度、無側(cè)限抗壓強度等指標檢測合格?？朔艘酝蠛穸人€(wěn)碎石基層易離析、底部易爛根、頂部易壓碎的缺點，為大厚度水穩(wěn)碎石基層技術(shù)的進一步推廣奠定了基礎(chǔ)。

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