彭小蕩，李海雁

(1.都勻公路管理局，貴州 都勻 558000；2.貴州省安順高速公路管理處，貴州 安順 561000)

0 引言

水泥穩(wěn)定碎石基層作為一種半剛性結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)度高、耐久性好、抗沖刷性強(qiáng)、造價(jià)低等諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為我國(guó)公路基層的主流結(jié)構(gòu)形式[1]。目前高等級(jí)公路的基層設(shè)計(jì)厚度一般為30～40 cm，為了保證壓實(shí)質(zhì)量，普遍采用2層施工工藝，但是該工藝成型的水穩(wěn)碎石基層上下層連接難以保證，整體性差，并且養(yǎng)護(hù)周期長(zhǎng)，施工組織困難[2]。

大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝厚度的增加，對(duì)施工過(guò)程的拌合、攤鋪、碾壓等工藝提出了新的要求[3-4]。在施工方便、減少工序的同時(shí)，其質(zhì)量狀況波動(dòng)將顯著高于常規(guī)施工的基層[5-6]。在設(shè)備及工藝配套的基礎(chǔ)上，其質(zhì)量狀況與施工過(guò)程的精細(xì)化管理水平相關(guān)較大[7]。

大厚度基層在施工方便、減少工序的同時(shí)，其質(zhì)量狀況波動(dòng)將顯著高于常規(guī)施工的基層。因此，大厚度水穩(wěn)大規(guī)模施工質(zhì)量是否良好，取決于現(xiàn)場(chǎng)每一位參與人員的質(zhì)量意識(shí)及精細(xì)化水平[8]。

貴州省某高速項(xiàng)目水泥穩(wěn)定碎石基層分別采用大厚度和分層2種不同的攤鋪工藝進(jìn)行了試驗(yàn)段鋪筑，基層設(shè)計(jì)厚度為32 cm，分層攤鋪每層厚度16 cm。本文以此為例，對(duì)比研究了水穩(wěn)基層大厚度一次攤鋪成型工藝與傳統(tǒng)的分層攤鋪工藝。

1 原材料與配合比

為了對(duì)比基層大厚度攤鋪和分層攤鋪的實(shí)際施工效果，采用相同的原材料和配合比生產(chǎn)水泥穩(wěn)定碎石混合料。

1.1 水泥

基層大厚度攤鋪和分層攤鋪均采用貴州惠水西南水泥有限公司生產(chǎn)的P.O42.5水泥，經(jīng)檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

1.2 水

基層大厚度攤鋪和基層分層攤鋪采用潔凈地下水，該水質(zhì)良好，且水量較大。

1.3 集料

基層大厚度攤鋪和基層分層攤鋪均采用集料:19～31.5 mm碎石、9.5～19 mm碎石、4.75～9.5 mm碎石、0～4.75 mm機(jī)制砂，由自建石料場(chǎng)加工生產(chǎn)。根據(jù)要求對(duì)原材料各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)，經(jīng)檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

1.4 配合比

水泥穩(wěn)定碎石混合料宜采用骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)。大基層大厚度攤鋪和基層分層攤鋪采用同一生產(chǎn)配合比，生產(chǎn)配合比試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果及集料合成級(jí)配見表1和表2。

表1 生產(chǎn)配合比試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

表2 生產(chǎn)配合比集料合成級(jí)配

2 機(jī)械設(shè)備和碾壓方案對(duì)比

2.1 機(jī)械設(shè)備配置

基層水泥穩(wěn)定碎石采用中心站集中廠拌法拌和，攤鋪機(jī)攤鋪，且配備足夠的拌和、運(yùn)輸、攤鋪、壓實(shí)機(jī)械(見表3)。

表3 機(jī)械設(shè)備配置匯總表

為保證水泥穩(wěn)定碎石基層混合料的拌和均勻性，水穩(wěn)拌和站須采用雙拌缸或振動(dòng)攪拌技術(shù)。

應(yīng)根據(jù)路面攤鋪層的寬度、厚度，選用合適的攤鋪機(jī)械。為了避免攤鋪離析現(xiàn)象的發(fā)生，保證基層及底基層的初始?jí)簩?shí)度，為基層平整度提供良好的基礎(chǔ)，應(yīng)采用大功率抗離析攤鋪機(jī)。

壓路機(jī)的數(shù)量須與拌和機(jī)及攤鋪機(jī)生產(chǎn)能力相匹配，且至少配備1臺(tái)大噸位壓路機(jī)(32 t以上)，保證整體壓實(shí)。

2.2 碾壓方案

基層大厚度攤鋪碾壓應(yīng)遵循的原則為：先輕后重，先靜后振，由低向高。表4和表5分別列出了大厚度攤鋪和分層攤鋪的碾壓方案。

表4 大厚度攤鋪碾壓工藝

表5 分層攤鋪碾壓工藝

對(duì)比基層大厚度攤鋪和分層攤鋪的碾壓方案，可以發(fā)現(xiàn)主要區(qū)別在于大厚度攤鋪采用了大噸位的單鋼輪壓路機(jī)以及復(fù)壓遍數(shù)更多。其主要目的是盡量提高壓實(shí)功，增大底部密實(shí)程度。

3 關(guān)鍵檢測(cè)指標(biāo)對(duì)比

按要求進(jìn)行了質(zhì)量檢測(cè)，采用分層攤鋪和大厚度攤鋪的檢測(cè)指標(biāo)結(jié)果如表6所示。

表6 檢測(cè)指標(biāo)結(jié)果

表6中的檢測(cè)結(jié)果表明：水泥穩(wěn)定碎石基層采用大厚度或分層攤鋪工藝，各檢測(cè)指標(biāo)均能滿足規(guī)范要求。其中，在平整度和壓實(shí)效果方面，分層攤鋪較大厚度攤鋪有一定優(yōu)勢(shì)。

4 優(yōu)缺點(diǎn)分析

根據(jù)不同施工工藝基層試驗(yàn)段的施工過(guò)程和結(jié)果，分別對(duì)大厚度一次攤鋪和分層攤鋪進(jìn)行了總結(jié)，采用不同施工工藝的優(yōu)缺點(diǎn)如下。

4.1 分層攤鋪

優(yōu)點(diǎn)：①設(shè)備配置要求一般。②平整度易于控制。③壓實(shí)度和成型效果有保證。④施工工藝成熟，施工組織難度較小。

缺點(diǎn)：①須在第一層養(yǎng)護(hù)到之后才能進(jìn)行第二層攤鋪，施工工期較長(zhǎng)。②層間粘結(jié)效果不佳，路面結(jié)構(gòu)整體性差。

4.2 大厚度攤鋪

優(yōu)點(diǎn)：①層易形成一個(gè)整體板塊結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度、剛度，延長(zhǎng)路面的使用壽命。②一次攤鋪成型可提高施工效率，縮短工期。③減少人員的配備，降低成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。④相對(duì)于2次分層攤鋪來(lái)說(shuō)，其抗沖擊強(qiáng)度可以顯著提高，并可有效地避免和推遲早期路面的下沉、凹陷、龜裂脫落、坑洞等病害的產(chǎn)生。

缺點(diǎn)：①對(duì)設(shè)備要求較高。須采用大產(chǎn)能拌和站，大功率抗離析攤鋪機(jī)，配置大功率(如32 t)壓路機(jī)。②大厚度碾壓易因碾壓不到位，造成結(jié)構(gòu)層下部壓實(shí)度不能得到保證，容易造成底部松散不成型。③采用大功率振動(dòng)碾壓，結(jié)構(gòu)層表面易形成松散，部分石子易壓碎。④平整度控制較為困難，大功率碾壓后會(huì)形成部分擁包。

5 結(jié)語(yǔ)

貴州省某高速項(xiàng)目水泥穩(wěn)定碎石基層分別采用大厚度和分層2種不同的攤鋪工藝進(jìn)行了試驗(yàn)段鋪筑，試驗(yàn)段結(jié)果表明：采用大厚度攤鋪工藝能有效縮短施工工期，降低成本，且質(zhì)量檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，但是其平整度和壓實(shí)度控制較傳統(tǒng)的分層攤鋪工藝更為困難，檢測(cè)指標(biāo)稍差。因此，在設(shè)備及工藝配套滿足要求的基礎(chǔ)上，其質(zhì)量狀況與施工過(guò)程的精細(xì)化管理水平關(guān)系較大，大厚度水穩(wěn)大規(guī)模施工質(zhì)量是否良好，取決于現(xiàn)場(chǎng)每一位參與人員的質(zhì)量意識(shí)。如離析控制，應(yīng)在攤鋪機(jī)前增設(shè)前橡膠擋板，避免粗集料滾落聚集于底部，造成層厚范圍內(nèi)離析；壓實(shí)度控制，配備至少1臺(tái)32 t及以上重型單鋼輪壓實(shí)設(shè)備；平整度控制，重點(diǎn)控制壓實(shí)設(shè)備，特別是重型壓實(shí)設(shè)備的碾壓速率和振動(dòng)幅度，避免推擠擁包的產(chǎn)生，減少對(duì)平整度產(chǎn)生的不利影響。