半刚性基层沥青路面连续施工技术研究

辛万超

（河南智达建筑工程有限公司，河南 开封 475000）

1 工程概况

某公路全长13.4 km，为改建工程，其中选取试验段k60+000～k60+300 段，共300 m，为右幅。试验段路面结构为4cmAC-16C 细粒式沥青混凝土上面层+6cmAC-20C 中粒式沥青混凝土下面层+10cmAC-25C 粗粒式沥青混凝土下面层+10cmATB-25 沥青稳定碎石柔性上基层+35cm 厚水泥稳定碎石下基层+20cm 厚级配碎石底基层。由于该试验段设有ATB 柔性基层，基本等同于沥青混合料材料性质，因此，可做连续摊铺施工。根据室内试验数据，试验段抗裂缝剂掺量为水泥量的6%。

2 半刚性基层沥青路面连续施工施工技术要点

2.1 拌和水泥稳定碎石基层混合料

在拌和施工中，连续施工拌和与常规施工拌和标准一致，但是需要控制好水泥含量及含水率，保证能够均匀拌和混合料，不得出现花白料、离析等现象。按照室内试验确定的水泥质量6%掺加抗裂缝剂用量，抗裂缝剂的流量可通过调整旋料齿轮转速进行调节。

2.2 摊铺及碾压基层混合料

连续施工时，从基层来讲，面层压路机施工，必然会对其起到一个二次碾压的作用，在这种情况下，混合料极易被过度压实，为此，需要适当调整碾压方式，即基层碾压采用16 t 压路机进行“1 稳+4 振+1 静”，最终保证压实度在96%以上。此外，水泥初凝时间同样会影响连续施工基、面层施工连接时间，这就要求必须在水泥初凝时间内完成拌和到碾压的整个施工，同时，要预留充足的时间确保面层沥青混合料摊铺、碾压施工质量，一般需将拌和～碾压结束的时间控制在3 h～4 h[1]。

2.3 摊铺及碾压沥青混合料

连续施工要求沥青混合料摊铺作业在水泥稳定碎石基层还没有完全硬化板结前即开始施工，所需碾压设备为2台双驱双振钢轮压路机、1 台重型轮胎压路机。面层碾压采用10 t 压路机进行“1 稳+2 振+1 静”，保证压实度满足设计要求。为了避免在摊铺、碾压过程中推移面层沥青混合料，必须做好施工防护工作。此外，必须在较高温度下进行沥青混合料碾压，保证面层和基层之间的嵌挤效果良好，且具有较高的温度，在初压施工中，需将施工速度控制在每小时1.5 km～2 km，而复压时，施工速度则需每小时控制在2.0 km～3.0 km，终压时，施工速度则需控制在每小时2.5 km～3.5 km，保证匀速、缓慢行驶，保证碾压效果[2]。

3 半刚性基层沥青路面连续施工质量检测分析

3.1 基层含水量、压实度检测

在铺筑试验段的过程中，如果已经完成基层铺筑施工，则可对其初始含水率、压实度进行检测，此外，在铺筑完下面层时，可对其最终压实度进行测定，一般可采用无核密度仪，使用前，需先标定无核密度仪，随后在铺筑完试验段第3 天、第5 天、第7 天进行钻芯取样，并对其含水量进行测定。在钻芯过程中，为了减少或消除水的不利影响，可取中间芯样测含水量，结果见表1。

根据设计要求，需要在96%以上控制基层压实度，经试验检测可知，最终压实度均在98%以上，可满足设计要求。伴随养护龄期的不断增加，连续施工7 d 前基层含水量基本无变化，幅度在0.2%～1.0%。待完成基层摊铺施工7 d内，含水量基本与摊铺最佳含水量一致。由此可见，连续铺筑施工中，在没有补充其他水分的情况下，7 d 天内基层含水量基本无变化，此类范围极小的变化，所产生的干缩也极小，且不会过分导致基层水分蒸发，能够为基层水泥水化提供充足水分，提高基层强度。

路面采用常规施工工艺时，在基层铺筑施工后，所需养护周期为7 d，只有基层强度满足相关规定后，才能摊铺面层混合料。在整个养护阶段，随着洒水时间的增加，水泥稳定碎石基层含水量也将呈现出2 种不同的状态，即干、湿状态，且不断转换。如果在气温较高的时间施工，在摊铺基层之后，极易出现表层水分蒸发速度加快的现象，从而增大基层内部收缩应力，导致裂缝产生[3]。

3.2 试验段温度检测

在热拌沥青混合料施工过程中，由于其具有较高的温度，将其摊铺到刚进入水化阶段的水泥稳定碎石基层上，则沥青混合料的热量将向基层传递，从而增加基层温度。此外，通过吸收太阳能辐射，沥青面层将具有良好的保温性，在水化的过程中，水泥将释放出大量热量，且难以散失，将提高基层温度，并达到保温效果。由上可知，当基层处于水化初级阶段，其附近极易产生一个较高的温度场，因此，必须在高温条件下完成水泥稳定碎石基层自然养护施工。

表1 含水量和压实度检测结果

为了检验摊铺沥青混合料后是否会影响水泥稳定碎石基层，可将温度传感器分别埋设于连续施工路面的基层表面、底面位置，通过48 h 连续观测其温度变化。经检测可知，待摊铺完沥青混合料支护，水泥稳定碎石基层的温度变化为“升高—稳定—下降”，然而相比大气温度13℃，仍在该值以上。但基层温度较为稳定，基本无变化[4]。此外，早期阶段路面基层平均温度为33℃，这个温度对形成基层强度极为有利。与此同时，由于基层温度环境较为稳定，可以防止因温差较大而出现温缩开裂的现象。

4 试验路强度检测

4.1 基层强度

为了检验基层强度，需在铺筑完试验段7 d、28 d、90 d、180 d 分别进行钻芯取样。对比常规施工与连续施工，可得结果见表2。相比常规施工早期、后期无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度，连续施工均较高，尤其在180 d 时，劈裂强度增长更多。表明连续施工与抗裂缝剂的合理使用，可提高基层强度，增强基层耐久性[5]。

表2 基层强度检测结果

4.2 基面层间粘结强度

由于该路段面层厚度较大，在铺筑完面层后，钻芯机很难钻到基层底部。为此，需要在铺筑完ATB 层后，即进行钻芯取样，并持续养护芯样。所得结果见表3。由此可见，相对于常规施工，连续施工层间抗剪强度较高，基本多出了39.6%。

表3 试验段层间抗剪强度检测结果

4.3 路面裂缝及路用性能观测

完成铺筑1 年后，对路面裂缝数量、弯沉、平均度等进行观测，对比常规施工、连续施工可得如下结果。1）常规施工段，宽度9 m，平整度4 mm，弯沉56（0.01 mm），抗滑系数42，裂缝数量16 条/km。2）连续施工段，宽度9 m，平整度3 mm，弯沉36（0.01 mm），抗滑系数47，裂缝数量1 条/km。由此表明，相比常规施工工艺，连续施工段的路用性能更佳，且裂缝数量极少，可起到良好的抗裂施工效果[6]。

5 结语

综上所述，随着社会经济的迅速发展，我国公路建设规模不断扩大。在我国的高等级公路建设过程中，水泥稳定碎石沥青路面由于其自身优良的路用性能得到了广泛的应用。经过长期实践，在施工过程中极易产生反射裂缝及剪切滑移病害情况，为了解决此类问题，该文提出了基层、面层连续施工工艺，避免了因7 d 基层养护期产生了各类病害，此项技术的应用，可以从根本上降低或控制基层反射裂缝，并能增加层间粘结性能，从而有效地控制路面裂缝及消除剪切滑移病害威胁，延长路面使用寿命。