浅析半刚性基层大厚度摊铺在施工中的应用

梅向东，樊 辉

(1.湖南省通平高速公路建设开发有限公司，湖南岳阳 414500;2.中交第三公路工程局，北京 100107)

1 概述

水泥稳定碎石材料用作高等级路面基层时，厚度一般都大于20 cm，在基层施工时一般需分层铺筑，这样就不可避免的出现了一些质量问题和弊端。其具体表现为:分层铺筑使上下基层之间形成了分离，上基层底面的弯拉应力增大，对路面的整体性能和结构使用寿命产生不良影响;双机联铺时拼缝离析严重，容易造成裂缝;层间污染严重，造成二层很难连接在一起;由于上下基层的密实度不同或摊铺间隔时间较长，膨胀系数不同容易造成裂纹，其裂纹又反射到了上基层上，形成了相互反射;而使用大厚度全幅摊铺就很好地克服这些缺陷，同时节省了时间，降低了工程造价，目前大厚度全幅摊铺在内蒙古、河南、云南和东北部分省市取得了一定成功。

2 半刚性基层的特点

目前我国高等级公路路面基层90%以上都采用半刚性基层，在我国的公路建设中具有十分重要的历史意义。如何控制好其质量，是摆在我们面前的头等大事，从其结构具有的特点来看，主要存在以下几大优点。

1)强度高。一般来说，半刚性基层都具有较高的强度，且具有强度随龄期不断增长的特点，因此，半刚性基层通常具有较小的弯沉和较强的荷载分布能力，已有工程证明半刚性基层沥青路面的承载能力完全可由半刚性基层分担，沥青面层仅起到功能层得作用。

2)稳定性好。半刚性基层材料具有较高的水稳定性和抗冻稳定性，在水的作用下及多次冻融反复作用下不影响半刚性基层的承载能力。

3)刚性大。水泥稳定碎石混合料抗压回弹模量值高达1 800 MPa，因而其沥青面层弯拉应力相应减少，从而提高了沥青面层的耐久性。

4)成本低廉。由于其所用材料就地取材，水泥、碎石、石灰等筑路材料一般当地都能供应，所用成本较低，可节约造价。

缺点:

1)由于其收缩裂缝从而引起沥青面层的反射裂缝不同程度的存在。

2)半刚性基层非常致密，水从各种途径进入路面并达到基层后，不能从基层迅速排出，只能沿着沥青面层和基层的界面扩散、积聚，造成路面破坏。

3)半刚性基层材料的强度、模量会由于干湿和冻融循环，在反复荷载的作用下因疲劳而逐渐衰减。

4)半刚性基层损坏后没有自愈能力，且无法进行修补。

5)半刚性基层沥青路面对重载车来说具有更大的轴载敏感性。

3 施工质量控制

3.1 拌合

拌合质量的好坏直接决定了基层施工的成败，所以要求其拌合设备采用强制式拌和机，产量不低于500 t，电子计量系统并能打印数据。

1)配料务必准确，以保证混合料满足级配要求和强度要求，严格按目标级配配置生产级配，对计量装置进行标定，进场材料选用指定厂家，不允许经常更换。

2)取样要具有代表性，从摊铺机后取样并进行混合料的筛分和滴定，确保样品具有代表性，与工程实体吻合。

3)按规定的上料流程上料，避免集料离析。

4)严格控制含水量，含水量太小，混合料拌合不均匀，不易压实，容易造成顶面离析;含水量较大碾压时水泥浆上浮，会造成上下基层粘结不牢或出现空隙，严重的会造成下部松散，取不出芯样。因此要对拌合站的细料仓进行搭棚覆盖，避免因雨水的渗入造成细料含水量的不均匀;每次拌和机拌料前，试验人员要对集料的含水量进行检测，然后确定拌和机的加水量。

3.2 摊铺

对于半刚性水稳基层施工，摊铺机是主导机械，摊铺机质量的好坏决定了基层施工的质量好坏，由于水稳基层施工其混合料中粗骨料含量较大，摊铺时易产生离析，我们选定了中大设备DT1600型摊铺机。该摊铺设备在摊铺作业时有几大明显的优点:

1)摊铺作业时，物料能满埋螺旋叶片输送，这样二次搅拌均匀改善了料车装卸料、摊铺机收斗等工序造成的离析。

2)螺旋前面的挡料板离地高度可以调整，这样大粒径料不易从挡料板下沿滚落，改善了竖向离析;同时其螺旋料槽较宽，输送料的空间较大，从而减少了纵向离析。

3)其反向叶片的安装对摊铺层中缝处填料充足，改善了中缝处离析。

3.3 碾压

半刚性基层的压实是施工中的重要环节，能否满足规范要求，达到规定的压实度，规定的孔隙率、防止雨水渗入，造成路面的早期破坏，具有十分重要的意义。对于大厚度的碾压宜采用由弱到强、高频、高幅交叉组合的碾压方式最佳;碾压时重叠1/2轮，速度控制在4 km/h，由于厚度较大，振动压力机在大功率的振动下极易把表面振动松散，这时就要及时将胶轮压力机跟上，采用交替碾压的组合方式，这样既保证了密实度又保证了压实度。

3.4 养生

养生是水泥稳定碎石非常重要的一环，如果养生不及时，强度上升就会不均匀，造成应力集中，进而裂缝增多。养生期7 d内要加强交通管制，除洒水车外禁止一切车辆通行，鉴于现场实际情况，我们采用了摊铺完成后立即喷洒透层油，这样既保证了透层油的渗入深度，又保证了水分的不流失。由于气温的缘故，在透层油喷洒完成1 d后，每隔几小时再次补洒水养生，连续喷洒2～3 d，以保证其早期强度均匀性的增长。

4 常见的质量问题分析

1)裂缝:水泥稳定碎石裂缝产生的原因无外乎水泥剂量大小、细集料含量、含水量三大原因。如果集料级配靠近规范级配上限，明显表现为集料偏细，其混合料收缩量将增大，不可避免的将会出现裂缝，施工中可以通过调整级配的方式调整，合成级配中0.075 mm以下颗粒含量一般不超过4%，以控制细集料的含量;含水量要根据天气和季节的变化，控制在0% ～1%之间，试验人员要每隔1 h检测1次，严格控制含水量，减少干缩裂缝的产生;水泥剂量过大是产生裂缝的主要原因，施工设计对水泥稳定碎石结构要求树立不得以提高水泥用量的方式提高基层强度，而要强调加强集料质量管理，改善级配，减少混合料的收缩为指导思想。改善集料的级配可以明显增加混合料的强度和耐久性，因此底基层混合料的水泥用量不超过4%，基层混合料水泥用量不超过4.5%，工地试验室底基层按3%、3.5%、4%，基层按3.5%、4%、4.5%三种含量做分组试验。

2)离析:离析分横向、纵向、竖向、片状、有规则离析和不规则离析，产生离析的原因很多，不规则离析往往是施工工艺造成的，而规则离析大多是有摊铺机的性能决定的。

横向离析主要是螺旋器在高速旋转时产生的抛扬产生的;竖向离析主要是螺旋槽上部的大料沿开口向下滚落造成，其危害比横向离析要严重，发生纵向离析时大料在下小料在上，使基层底部空隙过大，水裂缝中进入造成基层破坏;施工中为了防止离析杜绝质量隐患应着手从以下几个方面下手:①从源头原材料抓起，生产厂家堆放料要合理，其中装载机装卸料尤为重要，在生产过程中要对机手进行交底，规范装卸料;②运输车在装料过程中要分前后中的顺序装料，不允许直接在料槽的中部卸料，同时从成品料仓卸料时，卸料门要迅速打开，不允许让混合料慢慢流出;③摊铺工艺要合理，连续稳定的摊铺速度是保证平整度的关键，同时也是减少离析的有效措施，一般情况下1.5～2 m/min较为合理;④尽量减少摊铺机料斗的收斗次数;⑤摊铺机要调整到最佳状态，螺旋布料器里的料量要以若隐若现为好，一般达到布料器的2/3的高度，刮板和螺旋布料器的转速要协调一致，保持连续、均衡的输料，摊铺机熨平板的振幅、振动频率要保持合理。

5 施工中存在的问题及注意事项

1)由于采用大厚度一次性摊铺，其混合料需求量较大，但拌合设备由于产量较小，造成停机待料的现象比较普遍，不同程度地影响了基层的平整度，建议在以后的生产过程中采用与之相匹配的拌合设备，既能满足工程进度的需要，又能满足质量的要求。

2)拌合设备上料仓一般生产厂家生产的隔离板较矮，在施工中极易造成串料，使级配发生变化，偏离生产配合比较大，造成不同程度的质量隐患，所以在大面积生产之前务必要人为的将隔离板加高，同时在施工中要进行检修。

3)混合料中0.075 mm以下的细料含量要求不大于3%，所以对0～5 mm的石屑要求较高，石屑中0.075 mm以下的细料含量以不大于7%为宜，否则容易造成基层强度不够后裂缝的出现等。

4)控制好含水量，由于含水量影响到压实、强度、裂缝等诸多环节，施工中务必要注意含水量的控制。

5)模板固定较困难，由于大厚度摊铺时采用的压路机吨位较大，在碾压时极易将模板挤压变形，造成线行不顺直。所以在施工中要采用具有调节长度的钢支撑固定。

6)注意碾压方式和碾压机械的组合，由于混合料粗集料含量大，厚度较大，碾压时相对困难一些，施工时要尽量采用大吨位的压路机，同时要和胶轮压力机交错碾压，以便进一步压实。

7)压实度检测存在问题。在大厚度施工中，会出现上部密实，下部松散的现象，但压实度检测又是合格的现象，究其原因是上部碾压超百，下部压实度不够造成的，因为灌砂法的结果是平均结果。所以在施工过程中不能一味的以压实度来评判，要以过程控制为主，控制好碾压遍数。

8)封闭交通，在已铺筑好的基层上设置警示牌，铺筑好的7 d内，严禁车辆通行。

6 结语

1)由于在施工中采用的中大设备较先进，摊铺中克服了施工中诸多弊端，尤其是改善了各种离析，效果显著。

2)大厚度摊铺无分层，整体性结构良好。单机一次找平，无过渡搭接，密实度均匀，平整度较好。同时生产效率高费用低廉，经济效益好。

3)大厚度摊铺碾压是关键，要遵循先压薄再压密的原则，否则会产生碾压离析。在压薄时要先静压，再弱振，后强振的顺序;压密时强振的激振力也要由小到大，同时与胶轮压路机交错碾压，不能一步到位。

4)大厚度摊铺要加强施工过程控制，严格遵守拟定的施工工艺，控制好碾压遍数。

［1］JTG F80/1－2004，公路工程质量检验评定标准［S］.

［2］JTJ 057－94，公路工程无机结合料稳定材料试验规程［S］.

［3］谈海斌，陈超平.浅谈水泥稳定碎石大厚基层施工技术［J］.湖南交通科技，2012，38(3):45 －47，148.