厚层水泥稳定碎石基层分层连续施工技术

文

半刚性基层具有高强度、高模量的特点，表现出较高的承载力和抗疲劳破坏能力。目前，在我国高速公路建设中，厚层水泥稳定碎石基层的应用占比达90%。但由于其水稳碎石温缩、干缩等特性，极易产生裂缝，且容易在基层层间结合处产生薄弱面，大幅度降低水稳碎石基层的使用寿命，越来越多的公路从业者关注如何提高厚层水泥稳定碎石基层的使用寿命。本文探讨了厚层水泥稳定碎石基层的技术特性，并提出了一套成熟的施工工艺，验证该施工工艺下施工技术水平，为今后厚层水泥稳定碎石基层分层连续施工提供参考。

工程概况

该项目在某高速公路K14+750～K15+75处，铺设长为1000m的试验段，其底基层厚20cm，基层厚28cm，采取分层连续施工工艺，施工过程中严格控制原材料质量和施工关键技术。

工程实践

原材料与机械配置

试验段采用42.5号水泥为胶结料，剂量取4%，其相关技术指标如表1所示。

试验段选用骨架密实型水泥稳定碎石基层级配中值为设计级配，其级配如表2所示。

试验段施工工艺含水稳碎石混合料拌和、运输、摊铺、压实和养护，其施工过程中施工机械配置如表3所示。

施工工艺

拌和与运输。根据工程实际需要采用两个WB500型号拌和楼，拌和水泥稳定碎石，并每隔一段时间进行水泥剂量与含水率测定，使含水量和水泥剂量分别保持在6.5%和4%。根据工程的实际情况，现场采用20辆30t东风牌自卸汽车运输水稳碎石混合料，运输过程中为了减少水分的丧失，应在水稳碎石混合料上部覆盖一层防雨布。运输前应对水分丧失进行模拟计算，将丧失的水分考虑在内。运输过程中应根据现场摊铺进度确定每台车输送频率，以防止混合料在运输、摊铺等过程中发生离析现象。

性能指标 单位 数值初凝时间 min 165终凝时间 min 230密度 g/cm3 3.06抗压强度 3d MPa ≥16.0 28d ≥42.5抗折强度 3d MPa ≥3.5 28d ≥6.5

表1 水泥技术指标

表2 设计级配

下基层摊铺与压实，应在摊铺前应对下承层进行清扫，使其具有良好平整度，根据确定好的下基层松浦系数，确定运输车运料数量和堆料距离，采用铲运车摊铺下基层。

下基层摊铺完毕后应立即使用压路机碾压，碾压过程应遵循先两边后中间的原则。先采用凸块振动压路机进行1次～3次初压，之后采用强振方式进行6次～8次振动压实，使得压实度满足大于93%的技术要求。下基层压实完毕后，采用装载机对基层表面进行拉毛处理，确保上下基层之间具有良好的黏结，提高其基层使用寿命。

上基层摊铺前应对下基层表面洒水湿润，当下基层摊铺200m后，即可使用DT160摊铺 机一次性摊铺。在上基层摊铺过程中，为防止产生摊铺离析现象，采用以下几点方式进行控制：采用物料满载摊铺，减少物料高抛离心，控制横向离析；二次搅拌螺旋布料器中混合料，降低螺旋转速，防止产生离析窝现象；调节螺旋叶、导料板改善缝中和高度离析。在上基层摊铺过程中，为满足良好平整度，应降低摊铺机行走速度，增大容积效率。

上基层摊铺结束后立即进行压实工作，为了使基层压实度满足大于97%要求，根据压实度抽检结果，先采用钢轮压路机稳压1遍（稳压过程中为防止压路机损坏基层边缘，应将压实路线偏内30cm），再采用振动压路机振动压实4遍，最后采用胶轮压路机收面。

基层施工完毕后，即进行养护工作。具体流程如下：将整个基层进行土工布覆盖，养护期间应保持湿润，注意边部保护；洒水湿润过程应禁止采用高压式喷头，以避免冲击、破坏基层；养护期间应及时封闭交通，待基层达到养护期后方可通行施工机械；养护结束后应及时除去土工布，继续洒水或覆盖保护路基，防止暴晒产生裂缝。

质量控制

厚层水泥稳定碎石基层施工过程中，应严格控制含水量，研究发现含水量与干缩变形呈正相关关系，建议在满足施工性能状况下，取含水率最小值；水泥稳定碎石基层施工温度应高于5℃，高温季节施工应低于35℃，为了防止含水量丢失，建议在阴天施工；水稳碎石混合料运输过程中应减少运输距离，若运输距离较远时应覆盖水稳碎石混合料，保护减少水分丧失。

集料堆放、拌和、运输及摊铺过程中均会产生离析现象，混合料离析将导致基层强度降低，影响施工质量。厚层水泥稳定碎石摊铺作业时由于螺旋布料器工作离心力会将大粒径混合料输送至端部，宽度越大离析越严重。一般采取加大输料量、降低螺旋转数、混合料布满螺旋工作和增加摊铺机功率等措施来减少混合料离析程度。

应用效果

为了验证厚层水泥稳定碎石基层分层施工质量，施工结束后应对基层进行压实度与平整度检测。

压实度

试验段起止桩号为K14+750～K145+750，压实度检测采用灌砂法对上基层与下基层每隔100m进行抽检，检测结果显示，下基层压实度平均值为94.8%，满足93%的设计要求；上基层压实度平均值为97.8%，满足97%的设计要求；下基层压实度略小于上基层压实度，这可能是由于摊铺层较厚造成的。

下基层压实度标准差为0.73，上基层标准差为1.32，表明上下基层压实均匀，其中下基层压实度离散程度更小，压实更加均匀。这说明厚层水泥稳定碎石基层分层连续施工工艺保证了压实度质量，具有较好应用效果。

平整度

试验段起止桩号为K14+750～K145+750，平整度检测采用三米直尺对上基层每隔200m进行抽检，平整度测结果如表5所示。

表5 平整度检测结果

由表5可知，基层表面平整度均值为6.0mm，满足规范平整度小于8mm设计要求。这说明了厚层水泥稳定碎石基层分层连续施工中压实工艺保证了平整度质量。