李青仙

（曲靖市馬龍區(qū)交通運(yùn)輸局，云南曲靖 655100）

0 引言

水泥穩(wěn)定碎石基層在我國公路路面基層結(jié)構(gòu)中十分常見，半剛性基層水穩(wěn)性能良好、整體強(qiáng)度高，但在分層攤鋪施工的情況下，下基層鋪筑結(jié)束后養(yǎng)護(hù)7d才能進(jìn)行上基層攤鋪，上下層無法有效連接，且施工周期長。水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連續(xù)鋪裝技術(shù)是一種新型基層施工工藝，可實(shí)現(xiàn)上下基層雙層連續(xù)鋪裝，分層碾壓，一次成型。與常規(guī)的分層鋪筑效果不同，雙層連續(xù)攤鋪后上下基層層間能較好地黏結(jié)，提高整體路用性能，提升基層結(jié)構(gòu)整體承載力，施工期間無需設(shè)置養(yǎng)生期，故施工周期短，施工成本低。

1 工程概況

某公路K171+200—K190+500 標(biāo)段長19.3km，路基寬33.5m，基層厚度36cm，按照骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所使用原材料主要為5%水穩(wěn)碎石料。按照常規(guī)的施工工藝，必須將36cm 厚的水穩(wěn)碎石層分成上下基層，先進(jìn)行下基層攤鋪碾壓，成型后養(yǎng)生7d，并待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求后再進(jìn)行上基層鋪筑施工；上基層鋪筑結(jié)束并按要求養(yǎng)生7d，且強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求后再鋪筑面層。雖然技術(shù)工藝簡單，但是工期長、施工效率低，且層間黏結(jié)性不良。為此，對該公路標(biāo)段采用雙層攤鋪、分層碾壓、一次成型的施工技術(shù)，既能縮短工期，提高施工效率，又能增強(qiáng)層間黏結(jié)性能，并為公路其余標(biāo)段提供施工經(jīng)驗(yàn)。

該標(biāo)段公路交通流量平均達(dá)到34 454pcu/d，且分流道路少，施工過程中車輛通行壓力和施工組織難度較大。此外，工程所在地區(qū)相對多雨，雨季歷時長、雨量大，為有效縮短工期，必須增大交通轉(zhuǎn)換次數(shù)，加大生產(chǎn)要素投入和進(jìn)度控制。

2 施工材料及設(shè)備

2.1 原材料

本標(biāo)段水穩(wěn)碎石基層雙層攤鋪施工主要原材料為水泥和粗細(xì)集料，在原材料質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)水泥初、終凝時間，粒徑0.075mm 以下機(jī)制砂通過率，集料壓碎值等參數(shù)指標(biāo)的控制。

（1）水泥。為保證水泥在混合料中發(fā)揮穩(wěn)定結(jié)合料的作用，應(yīng)選用穩(wěn)定性好、水化熱低、抗折強(qiáng)度大的水泥材料。施工期間，考慮到雙層連續(xù)攤鋪仍然存在一定時間跨度，必須在下層水泥達(dá)到初凝狀態(tài)前結(jié)束上層施工，也就是說水泥初凝時間長短對施工工藝影響較大，必須盡可能選用初、終凝時間較長的水泥材料[1]。綜合考慮本公路標(biāo)段攤鋪、碾壓施工工藝及運(yùn)輸距離，水泥初凝時間必須至少為6h，并通過添加緩凝劑的方式，盡可能延長其初終凝時間。所選用的P.O42.5 緩凝型散裝水泥，初、終凝時間分別在6h 和3h以上，水泥技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 P.O42.5緩凝型散裝水泥技術(shù)指標(biāo)

（2） 集料。本標(biāo)段水穩(wěn)碎石基層集料包括0～4.75mm、4.75～9.5mm、9.5～19mm、19～37.5mm 四種規(guī)格。粗集料表觀密度不小于2.6t/m3，壓碎值不大于25%，9.5mm 以上單粒徑碎石針片狀顆粒含量不大于15%，4.75～9.5mm 的單粒徑碎石針片狀顆粒含量不大于20%。細(xì)集料表觀密度不小于2.5t/m3，有機(jī)質(zhì)含量小于1%，砂當(dāng)量不小于50%。

2.2 配合比設(shè)計(jì)

本標(biāo)段采用骨架密實(shí)型級配，為避免離析現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)按照S形調(diào)整級配曲線，基層所用集料配比為0～5mm 石屑∶5～10mm 碎石∶10～20mm 碎石∶16～31.5mm 碎石=29∶19∶26∶26。確定混合料配合比時，集料均按照比例拌和，并按照3.5%、4.0%、4.5%的水泥劑量制備試塊，對試塊進(jìn)行無側(cè)限抗壓試驗(yàn)和重型擊實(shí)試驗(yàn)，以確定混合料最佳含水量、最大干密度及無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。最終確定的水泥劑量為4.0%，最佳含水量和最大干密度分別為4.9%和2.335%。

2.3 施工設(shè)備

考慮到水穩(wěn)碎石基層雙層連續(xù)攤鋪施工工藝較為復(fù)雜，必須組合應(yīng)用多種施工設(shè)備，并確保機(jī)械設(shè)備配套選型。結(jié)合公路標(biāo)段工程進(jìn)度設(shè)計(jì)要求及施工工藝所配備的施工機(jī)械主要有2臺XC-600型廠拌設(shè)備、2臺RP-925型攤鋪機(jī)、1臺13t雙鋼輪壓路機(jī)、3臺22t單鋼輪壓路機(jī)、1臺XP-301型膠輪壓路機(jī)、1臺2t小型壓路機(jī)、15輛30t運(yùn)輸汽車、2輛10m3灑水車、4輛ZL-50型裝載機(jī)。

結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，基層雙層連鋪施工時間應(yīng)控制在4h左右，為保證混合料持續(xù)不斷供應(yīng)，2 臺廠拌設(shè)備必須連續(xù)不間斷生產(chǎn)；攤鋪段長100m、寬11.5m，混合料用量為800t；按照1.5m/min的設(shè)計(jì)攤鋪速度，完成該段攤鋪施工耗時60min。2臺廠拌設(shè)備實(shí)際產(chǎn)量按照設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的90%計(jì)算，則攤鋪長度100m 區(qū)段所需的時間內(nèi)可實(shí)際生產(chǎn)840t混合料，故混合料生產(chǎn)能力完全滿足攤鋪施工需要。依據(jù)廠拌設(shè)備位置調(diào)整運(yùn)輸車輛數(shù)量及運(yùn)輸速度，保證在施工現(xiàn)場不缺料、不斷料的情況下使投入使用的裝料車數(shù)量最少。本標(biāo)段配備的是載重量40t的自卸車，按生產(chǎn)要求出料，且行車速度控制在15km/h以上時，可滿足攤鋪施工連續(xù)不斷的供料要求。

3 施工技術(shù)要點(diǎn)

進(jìn)行標(biāo)段水泥穩(wěn)定碎石基層雙層攤鋪施工的過程中，使用2套攤鋪碾壓設(shè)備，分別用于水穩(wěn)層上下兩層施工，并應(yīng)一次掛線進(jìn)行兩層攤鋪，保證兩層攤鋪碾壓同步進(jìn)行；下層攤鋪開始后同步碾壓，并待攤鋪段

長度達(dá)到100m 后啟動另一套攤鋪設(shè)備進(jìn)行上層攤鋪，同時開始上層碾壓，以保證流水作業(yè)。

3.1 施工準(zhǔn)備

全面檢查底基層平整度、密實(shí)度及松散程度、橫坡度、縱斷面高程寬、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，保證其符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。徹底打掃和清理底基層，將松動顆粒清除或加固，并通過灑水車將底基層灑水潤濕，經(jīng)檢查合格后方可進(jìn)行基層施工。攤鋪施工前，進(jìn)行長度300m 路段施工放樣和模板安裝，放樣時按照10m間隔設(shè)中樁，并在兩側(cè)設(shè)邊樁，打設(shè)可調(diào)節(jié)鋼樁。將Φ2mm鋼絲繩布設(shè)在鋼樁上，并通過拉力至少800N的緊線器將其拉緊，按照松鋪層表面高度+10cm確定鋼絲高度，按攤鋪寬度40～60cm確定鋼絲寬度[2]。標(biāo)段施工放樣簡圖見圖1。

圖1 標(biāo)段施工放樣簡圖

按照1.0kg/m2的量將一層水泥均勻撒布在壓實(shí)后的水穩(wěn)砂礫層表面并制成泥漿，以保證層間黏結(jié)效果，下基層則根據(jù)設(shè)計(jì)松浦系數(shù)測量掛線，并設(shè)置鋼模板。

3.2 混合料拌和運(yùn)輸

本標(biāo)段采用2臺同型號拌和機(jī)同時制備混合料，每臺拌和機(jī)均配置4個料斗自動配料，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比確定集料級配?？紤]到運(yùn)輸途中蒸發(fā)損失以及攤鋪后碾壓時的含水量不低于最佳含水量，上基層和下基層混合料實(shí)際含水量應(yīng)比最佳含水量增加0.5%和1.0%，主要采用液化氣爐灶和炒鍋配合的快速測定方式進(jìn)行混合料實(shí)際含水量的快速測定；還應(yīng)嚴(yán)格控制加水時間和喂料速度，確?；旌狭习韬途鶆?、色澤一致。

本標(biāo)段上下層混合料因含水量不同，必須分別裝入不同運(yùn)輸車輛。裝料過程應(yīng)按品字形及前、后、中的次序進(jìn)行，通過控制裝料高度以避免產(chǎn)生離析。為避免混合料溫度喪失及因蒸發(fā)而含水量不足，必須覆蓋雙層篷布以保濕、保溫，對于超出初凝時間而運(yùn)至攤鋪施工現(xiàn)場的混合料以及干濕不均、離析、連續(xù)拌和的料頭和料尾等質(zhì)量不良的混合料必須棄置。運(yùn)料車到達(dá)施工現(xiàn)場后，在指揮人員的指揮下按序停放，并停置于攤鋪機(jī)前10～20cm 處。在倒料過程中，應(yīng)緩慢升起料斗，升至一半后暫停，待卸下的料基本攤鋪完后再恢復(fù)上升；卸料過程中，運(yùn)料車必須保持空檔狀態(tài)，在攤鋪機(jī)的推動下緩慢前行。

3.3 攤鋪

本公路標(biāo)段安排2 臺攤鋪機(jī)以梯隊(duì)形式整幅攤鋪，前后相鄰攤鋪機(jī)的距離應(yīng)控制在10m 左右，并按照1.0～1.5m/min 的速度攤鋪，每個作業(yè)面長度控制在100m。上下基層攤鋪施工必須安排在水泥初凝前進(jìn)行。作業(yè)段長度的設(shè)置受到水泥凝結(jié)時間的限制，因作業(yè)段增多而導(dǎo)致橫向施工縫增加。

該標(biāo)段水泥穩(wěn)定碎石基層總厚度36cm，分兩層后，每層18cm 的厚度攤鋪施工，下基層由前攤鋪機(jī)攤鋪至100m 且碾壓完畢、壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后隨即展開上基層攤鋪，兩層施工轉(zhuǎn)換時間必須嚴(yán)格控制在水泥初凝時間以內(nèi)。

在攤鋪施工全過程中，必須派專人進(jìn)行攤鋪標(biāo)高的實(shí)時檢查，如有異常必須立即采取補(bǔ)救措施。刮除高出設(shè)計(jì)標(biāo)高的部分，填補(bǔ)低于設(shè)計(jì)標(biāo)高之處，對于部分無法實(shí)施填補(bǔ)的區(qū)域，應(yīng)挖除重鋪。

3.4 碾壓

本公路標(biāo)段按照50m的長度設(shè)置碾壓段，下層攤鋪機(jī)行進(jìn)至50m 時通過振動壓路機(jī)全幅碾壓4～6 遍，改用膠輪壓路機(jī)再碾壓數(shù)遍，以使壓實(shí)度達(dá)到97%以上；采用同樣方式進(jìn)行下基層碾壓，壓實(shí)度必須達(dá)到98%以上。碾壓過程必須按照先慢后快、先輕后重、從下至上的原則分初壓、復(fù)壓和終壓三個階段進(jìn)行，碾壓段落必須呈階梯狀，層次分明，設(shè)置明顯的分界標(biāo)志。

開始攤鋪上基層水泥穩(wěn)定碎石層前，應(yīng)將一層稀水泥漿均勻?yàn)⒉加谙禄鶎颖砻妫鰪?qiáng)層間黏結(jié)性。碾壓全過程中必須確保水泥穩(wěn)定碎石基層表面濕潤，結(jié)束碾壓后，必須及時采用灌砂法檢測壓實(shí)度[3]。

3.5 養(yǎng)生

水泥穩(wěn)定碎石基層雙層攤鋪接縫設(shè)置要求與分層攤鋪相同，待完成水泥穩(wěn)定碎石混合料碾壓施工且壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后必須覆蓋滲水土工布灑水養(yǎng)生至少7d，土工布應(yīng)沿線路縱向鋪設(shè)，橫向搭接寬度50cm，基層兩側(cè)土工布伸出長度至少50cm，通過沙袋固定搭接區(qū)域。待養(yǎng)生期結(jié)束后再次檢測路面壓實(shí)度和平整度，并保證7d后所取芯樣密實(shí)完整。

4 應(yīng)用效果

標(biāo)段水泥穩(wěn)定碎石基層雙層攤鋪施工結(jié)束后進(jìn)行包括平整度、壓實(shí)度、縱斷面高程、橫坡坡度、強(qiáng)度、標(biāo)高等項(xiàng)目的檢測，檢測要求具體見表2。根據(jù)檢測結(jié)果，該標(biāo)段公路應(yīng)用雙層連鋪、分層碾壓、一次成型的施工技術(shù)后，工程效果良好。雙層攤鋪過程中，下基層無需養(yǎng)生，在完成下基層攤鋪碾壓后隨即攤鋪上基層，上基層鋪筑結(jié)束后覆蓋土工布并灑水養(yǎng)生。既能省去一個養(yǎng)生期，又能節(jié)省土工布用料和灑水量。在鋪筑上基層時也無需清理下基層，使人工、材料耗用量大幅減少。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，該標(biāo)段覆蓋用土工布節(jié)省率和覆蓋土工布用工率均節(jié)省50%左右，水泥漿灑布用工節(jié)省2 個/d，水泥用量節(jié)省1.5kg/m2。上基層鋪筑施工在下基層混合料壓實(shí)及水泥達(dá)初凝狀態(tài)前完成，待其達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后便能與下基層良好地黏結(jié)，提升路面基層施工質(zhì)量及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

表2 水泥穩(wěn)定碎石基層雙層攤鋪實(shí)測項(xiàng)目

5 結(jié)語

根據(jù)本工程應(yīng)用結(jié)果，雙層攤鋪施工技術(shù)應(yīng)用于大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層施工，因上下基層施工過程連續(xù)進(jìn)行，上層結(jié)構(gòu)及時覆蓋下層，使下基層自然形成一個封閉的養(yǎng)護(hù)環(huán)境，避免常規(guī)養(yǎng)生方式下的養(yǎng)生工藝不當(dāng)、灑水不均勻等弊端，保證基層混合料強(qiáng)度快速提高。既能縮短施工周期，加快施工進(jìn)度，又能增強(qiáng)上下基層層間黏結(jié)性，提升基層施工質(zhì)量。但由于該雙層攤鋪施工技術(shù)在我國公路工程領(lǐng)域應(yīng)用不久，施工工藝尚不成熟，施工經(jīng)驗(yàn)也較為欠缺，為此必須結(jié)合既有規(guī)范及已有工程經(jīng)驗(yàn)不斷探索和改進(jìn)，從而推進(jìn)水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連鋪施工技術(shù)在公路建設(shè)中的高效應(yīng)用。