抗裂型水泥稳定碎石基层双层连铺施工工艺研究

王洪涛

(河北交通投资集团公司 石家庄市 050000)

我国高速公路建设已进入高潮期，路面施工工艺不断创新，抗裂型水泥稳定碎石基层作为新工艺新材料应用日渐增多[1-3]。由于公路水泥稳定碎石基层厚度较大，施工不便，为解决此难题，常见做法采用分层摊铺与压实，这样造成施工周期长、层间黏结性不高、养生用时长等不足。以某高速公路建设中某标段为研究载体，研发出抗裂型水泥稳定碎石基层双层连铺施工工艺，最后缩短了施工时间，节约了施工成本，同时提升抗裂型水泥稳定碎石基层强度、抗裂性与层间黏结性，并且可保持其整体性。

1 试验设计

(1)原材料介绍

水泥选取A水泥公司提供的标号32.5级水泥。该水泥的相关技术指标与实测数据汇总成表1。

表1 试验所用水泥技术指标与实测数据表

碎石选取B石料厂提供的原材料。1号碎石粒径范围是19.0～31.5mm，2号碎石粒径范围是9.5～19.0mm，3号碎石粒径范围是4.75～9.5mm，4号石屑粒径范围是0～4.75mm。各类原材料实测指标均达到相关规范规定[4]，各指标实测数据如表2内数值。

表2 原材料指标与实测数据表

(2)依照各类原材料筛分情况，按照相关规定[4]内水泥稳定碎石建议级配并结合实际工作经验，配比是：19.0～31.5mm∶9.5～19.0mm∶4.75～9.5mm∶0～4.75mm=28∶34∶10∶28，水泥占比为4.2%，合成级配详见表3。水泥稳定碎石混合料击实试验与无侧抗压强度试验数据整理成表4。

表3 合成级配表

表4 击实试验与无侧限抗压强度试验数据

2 双层连铺施工关键点

2.1 混合料拌和

(1)混合料搅拌选择三台水稳拌和楼。现场出料要充分考虑拌和机流量试验实测出的产量和皮带传输速率的关系、各料斗的下料情况，最终给定混合料级配与产量。混合料中水分占比控制在4.7%～5.5%范围内，在实际工程中水分占比要结合时间、气温情况与天气状况实时调节。只有在水分占比保持稳定性与可控性的前提下，压实度、外观质量才能有保障。

(2)确保原材料质量的稳定性。如果原材料变化或稳定性差，应该再次修改配合比例。

(3)依据配合比施工落实到位，混合料级配控制不放松。在成品混合料的前4车抽测含水量、水泥比例与混合料级配。把控关键筛孔(19.0mm、9.5mm、4.75mm、0.075mm)的通过率，如果有异常情况应迅速调节。在实验室应分为上中下三个时间段进行抽测，严格把控混合料质量。

(4)重点关注装载机上料情况，防止料仓堆载过量而出现串料现象，同时要避免料仓缺料造成配合比变化。时刻关注混合料含水量，派人时时抽测原材料含水量与混合料含水量，根据实测比例及时调节外掺水量。

2.2 混合料运输

在实际工程中利用40辆30t自卸汽车运送混合料到施工现场，运送量应与出料量和摊铺速率相匹配。为降低混合料运输过程中发生的离析现象，混合料装车时车辆必须移动，实现多次分装。为了保证混合料含水量，在运送过程中应对混合料进行苫盖[5]。出厂单上应详细正确填写出厂时间，从出料到运送到施工现场进行摊铺，其总时长应控制在3.2h以内。若其时长大于3.2h，对该车混合料不安排摊铺工作。

2.3 混合料摊铺

(1)混合料摊铺借助2台同规格的福格勒2200摊铺机同时进行。2台摊铺机拼装宽度全部为6m。每两台摊铺机间距保持在6m左右，摊铺速率应保持在1.8m/min左右。

(2)摊铺机的基本参数调整应由专业人员依据施工现场情况及施工需求进行设定调整。在摊铺工作开展前应再次检查参数是否设定合理，摊铺机设备是否运行良好。除此之外，还应该调节螺旋布料器两侧的自动料位器，确保料门开度、链板送料器的速率和螺旋布料器的转速相互匹配[6]。螺旋布料器内混合料应达到螺旋布料器高度的2/3为宜，确保熨平板挡板前的混合料控制在全宽范围内且高度相同，防止摊铺层发生离析。

(3)安排4名技术过硬人员顺着侧模位置把水泥浆灌入基层边缘，保证底基层边缘强度合格后进行碾压，在水泥浆搅拌均匀后方可进行灌注[7]。侧边模6cm范围内利用尖嘴壶人工灌注水泥浆，灌注时壶嘴应与混合料面高度保持小于6cm以内。为了保证水泥浆均匀，应利用搅拌棒定期搅拌水泥浆，浇注时必须沿边部混合料竖直方向渗透彻底。

(4)双层连铺时对下基层表面完成水泥浆喷洒工作，洒布量必须控制在0.75～1.00kg/m2范围内，同时保证水泥浆喷洒均匀全面无遗漏。双层连铺时间从上下基层混合料拌和到碾压总时长必须小于4h。根据试验段所测数据，双层连铺循环段落长度应维持在75～99m范围内。

2.4 混合料碾压

碾压工作务必遵循从轻到重、从低到高、从边到中的规则完成。碾压时衔接部分重合1/2轮宽，并按原来路径返回。每次碾压结束位置应超过前次结束位置约一个车位的距离，碾压开始应按照起步、起振的先后次序，碾压结束应按照停振、停机的先后次序。碾压区段应有层次，呈现梯形形状。压路机停止碾压位置距离超过3.2m，应放置在路床或已碾压完成的区段。压路机碾压方式详情如表5所述。

表5 压路机碾压方法

2.5 接缝

(1)纵缝处理：两台摊铺机相距保持在6m左右，避免纵缝接缝的时间差，降低边部水分比例下降程度，保证纵缝一次性完成。两台摊铺机行驶速率一样，避免接缝处的集料离析与存在阻碍现象。

(2)压路机工作完成后，应顺着端头斜面行驶至下承层方可停置。

(3)利用4m直尺竖直放置接缝处位置，将与基面层距离4m直尺的位置设为接缝点，选取灰线画出与路基竖直线，利用装载机顺着横向断面铲挖下面的混合料，最后均处理整洁即可。

3 双层连铺施工效果检测

以某高速公路K35+420～K35+630区段为例，选择室内外试验检测抗裂型水泥稳定碎石双层连铺效果。经过14d后，获取芯样[8]，芯样以整体形式存在且黏结性优良。其实物图见图1与图2。详细实测数据汇总成表6、表7、表8、表9。

图1 芯样剖面效果实景图

图2 芯样全貌效果实景图

试验组与规范值关键筛孔(mm)的通过百分率%31.519.09.54.752.361.180.075A10072.440.528.622.215.94.0B10072.140.928.921.516.14.3规范值10065～8536～6021～3415～3012～200～5

表7 含水量实测数据

表8 水泥剂量实测数据表

表9 无侧限抗压强度实测数据

表10 弯沉实测数据

分析表6～表10内实测数据可知，双层连铺所有实测指标全部合格。尤其是芯样强度、水稳定性、黏结性等关键指标均符合规定，该施工方法能够节约施工时间，提升基层施工质量，节约后期维护投资，从经济效益与社会效益角度均值得推广应用。

4 结论

为了解决传统水泥稳定碎石基层施工分层摊铺与压实造成的施工周期长、层间黏结性差、养生用时长等缺陷，以某高速公路某标段路面建设为例，研究抗裂型水泥稳定碎石基层双层连铺施工工艺。介绍各试验所用原材料并实测各技术指标均合格后，从混合料拌和、运输、摊铺、碾压、接缝施工等五个方面展开分析探讨。施工完成后对施工效果检测，各指标均满足要求，并且抗裂型水泥稳定碎石基层强度、抗裂性与层间黏结性均得到提高，同时芯样整体性好，说明抗裂型水泥稳定碎石基层双层连铺施工工艺值得推广。