水泥稳定碎石基层全厚度摊铺技术的研究

刘建雄

摘要：为了研究全厚度摊铺基层技术上的优势，将全厚度摊铺技术的摊铺工艺、所用的施工设备、质量检测结果、施工费用与分层摊铺技术进行对比，研究发现，采用全厚度摊铺技术进行基层施工，不仅在平整度、压实度、抗压强度等技术指标方面都符合要求，而且能大幅度加快施工进度，节省施工费用。

Abstract： In order to study the technical advantages of full-thickness paving， the paving technology， construction equipment used， quality inspection results， construction cost and layered paving technology of the full-thickness paving technology were compared. Thickness paving technology for base construction not only meets the requirements in terms of flatness， compactness， compressive strength and other technical indicators， but also greatly accelerates the construction progress and saves construction costs.

关键词：水泥稳定碎石;基層;全厚度摊铺;分层摊铺

Key words： cement stabilized macadam;base layer;full-thickness paving;layered paving

中图分类号：U416.214                                     文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）23-0140-04

0  引言

水泥稳定碎石作为一种常见的半刚性基层材料，由于其强度随龄期增长、刚度大、板体性好、造价低等特点，适应了我国社会经济发展的要求，一直是新建公路项目使用最普遍的基层形式。实际施工中，水泥稳定碎石基层适宜施工厚度为15～20cm，超过这个厚度就会受制于摊铺和压实机械性能，使得压实度和摊铺质量下降，造成基层路用性能达不到要求[1]。我国高等级公路的水泥稳定碎石基层厚度一般为30～40cm，为了保证施工质量就必须分层摊铺和压实。然而公路项目施工期间，各结构层的养护龄期很短，分层摊铺和碾压上基层产生的荷载垂直力、水平剪切力以及冲击力会对强度还不高的底基层造成破坏，使得底基层再次变得松散[2]。基层分层施工还使得上基层和下基层连续性降低，板体彼此分离，承载能力下降，在路面经受大荷载时基层位移和形变增大，这与弹性层状体系理论不符，加速路面病害的生成[3]。为了保证底基层强度达到要求，一般会在施工完成后留足7天的养护时间，而分层施工所需要的养护时间则更长，这就延长了工期[4]。

如何实现对水泥稳定碎石基层全厚度摊铺，以达到缩短工期、提高基层的整体性的目的，本文以某高速公路为研究对象，对该高速公路超厚水泥稳定碎石基层全厚度摊铺施工技术进行研究，希冀对水泥稳定碎石基层施工有所指导。

1  工程概况

某双向四车道高速公路，全长103km，设计速度为100km/h，路基宽24.5m，在该公路上截取K98+200～K99+200的路段作为试验段，进行48cm厚水泥稳定碎石基层全厚度摊铺施工技术研究。

2  摊铺工艺

国内路面摊铺施工中，一般为上、下基层分开摊铺，这主要是受制于摊铺和压实机械性能，如果全厚度摊铺成型就会使得压实度和摊铺质量下降。但是随着技术的发展，大激振力压路机和大厚度摊铺机的应用，使得基层全厚度摊铺成为可能。

2.1 全厚度摊铺能消除纵向接缝

由于板角、板边承载力小、强度低，是路面极易被破坏的位置，而板角和板边就在路面接缝处，这与接缝设计和施工质量存在很大关系，并且路面大多数破坏都与路面接缝有关，如：接缝破碎、板底脱空、边角断裂。

从图1中可以看出，分层摊铺基层施工后会留下一条明显的纵向接缝，这是由于分层摊铺施工时，摊铺机摊铺幅面小，左、右幅路面铺筑后会在路中心线附近留下与之平行的纵向接缝。而且摊铺机沿纵缝边缘摊铺时极容易形成粒料离析带，后面的摊铺机作业时只能通过搭接掩盖，并不能消除前机摊铺离析的影响，并且由于搭接处重复的塞料，造成该处标高增大，而碾压机械压实功有限，这就使得该处压实度偏低，从而就为路面留下了接缝病害的隐患。

而由图2中可以看出，采用全厚度摊铺施工工艺，其摊铺范围涵盖整个路面，从而在技术上消除了纵向接缝，提高了水泥稳定碎石基层板的整体性，减少了路面接缝病害的产生。

2.2 全厚度摊铺能保持路面高程一致性

采用分层摊铺时，在路缘两侧设置并排导线桩，然后把高程基准钢丝挂在导线桩上，摊铺机上的传感器与钢丝相接触，并沿着钢丝向前摊铺，以达到对高程、横坡等的控制，这种施工方法也叫“走钢丝”摊铺法。然而这种摊铺方法有以下几个弊端：

①高程基准钢丝挂在导线桩上，只是用丝线简单的捆绑，在施工中极容易因扰动而滑脱，一旦基准线滑脱就使得摊铺机失去了基准，这样就会影响摊铺时对路面高程的控制。

②摊铺机沿高程基准钢丝向前摊铺时，传感器会渐渐的靠近导线桩，如果现场施工人员不及时调整，导线桩就会卡住传感器，此时摊铺机若继续向前摊铺，摊铺厚度就会失去控制，施工质量大打折扣。

③分层摊铺时需要并机共铺，这种施工工艺常因为前后摊铺机的松铺系数不相同，而使左、右幅路面高低不等，造成路面横坡不一致，平整度差。

而采用全厚度摊铺技术时不需要并机联铺，这就避免了施工纵缝左右路面高程不一致的问题，其采用自动调平仪调节松铺厚度，摊铺厚度可以及时显示及时调节，同时摊铺传感器与高程基准钢丝采用垂直接触的方式，不会因钢丝上下滑动而造成摊铺厚度不一致，并且摊铺过程中及时采用“挂线法”监测，这一系列措施使得摊铺质量大大提高，路面高程误差小，平整度好。

3  施工设备组合

3.1 分层摊铺施工设备组合

分层摊铺施工所用的设备包括1座WCB-800稳定土振动拌合机，该机具有每小时700t的产料能力，2台摊铺机，1台14t重双钢轮压路机，2台26t重单钢轮压路机，1台30t重轮式压路机及一些必要的装载、卸载汽车和洒水车等，分层摊铺施工所用的设备组合如表1所示。

3.2 全厚度摊铺施工设备组合

和分层摊铺施工所用的设备相比，全厚度摊铺施工所用的摊铺机为中大DT1600，该机功率为269kW，最大摊铺厚度可达50cm，满足路面一次摊铺成型的要求，其他设备相同，全厚度摊铺施工所用的设备组合如表2所示。

由表1和表2可知，分层摊铺施工与全厚度摊铺施工所用机械相似，仅仅在摊铺机上有区别，施工队不必花大量时间重新适应机械操作，降低了施工技术转换的难度。

4  质量检测

测量K98+200～K99+200试验路段全厚度摊铺施工基层的平整度、压实度和抗压强度，将两种施工技术下的工程数据进行对比。

4.1 平整度检测

从表3可知，全厚度摊铺施工的左、右幅路面基层平整度数据相近，且都符合规范要求。

选取K95+200～K96+200路段测量分层摊铺施工基层的平整度，该段左、右幅路面基层平整度数据如表4所示。

从表3和表4中数据可知，两种摊铺施工技术下的基层平整度数据都符合要求，这说明在平整度指标上两种摊铺技术都能保持较好的施工水准。

4.2 压实度检测

基层摊铺完成后，现场检测人员应及时对压实度进行检测，压实度要求底基层不低于96%，基层压不低于98%，全厚度摊铺施工基层压实度检测数据如表5所示，分层摊铺施工基层压实度检测数据如表6所示。

由表5可知，全厚度摊铺施工基层压实度满足规范要求，面层以下10cm厚检测的压实度数据与面层压实度数据偏差较小，说明全厚度摊铺基层施工质量能够得到很好的控制，离散性小。

4.3 抗压强度

分别在7d、28d的养护龄期时对基层进行钻芯取样，每一作业段取样9个，取9个试样抗压强度平均值作为测定结果，全厚度摊铺基层检测结果如表7所示。

由表7中可知，全厚度摊铺上基层的抗压强度普遍比底基层大，这是由于全厚度摊铺时，为了保证底层压实度达到要求，压路机在上层重复碾压，使得上层集料彼此嵌挤，形成紧密的结构，因此抗压强度较高，而由于厚度较大，压路机施加的压力自上而下逐级递减，下层压实度较上层略有不足，因此抗压强度较小。

分层摊铺基层抗压强度检测结果如表8所示。

而由表8可知，分层摊铺上基层和下基层抗压强度值相近，这是由于分层摊铺时基层和底基层分开施工，压路机碾压均匀，因而压实度都有保证，结构密实度相近，并且底基层施工后留有养护时间，强度增长较快，因此上基层和底基层抗压强度相近。

5  施工费用

道路施工环节涉及的费用主要包括支付人力劳动生产的费用、建设过程中消耗的材料费用和其他费用。施工费用主要与施工环境、工程质量、施工方案、成本预算执行等因素有关。

①施工环境的影响。道路施工期间，对影响施工进度和质量而造成施工费用增加的因素统称为施工环境因素，比如：雨雪天气、行人及交通车辆、夜间不能施工等，这些都是影响施工进度和质量的环境因素。②工程质量因素影响主要表现为施工质量问题不达标而需返工造成施工费用增加。③施工方案的好坏直接影响工程施工效率和施工进度，好的施工方案会对劳动力和施工机械进行合理的安排，既可以满足工程质量的要求，又可以加快施工进度，以降低施工费用。④严格把控费用支出，确保施工成本预算有效执行。

下面着重以试验路铺砌时所消耗的机械材料费用、施工进度来分析分层摊铺和全厚度摊铺的施工费用，摊铺设备租赁费用如表9所示。

从表9中可知，DT1600型摊铺机租赁费用比RP951型摊铺机租赁费用高出很多，但是采用DT1600型摊铺机进行全厚度摊铺可以加快施工进度。排除其他干扰因素，采用分层摊铺法施工，1000m试验路48cm厚的基层需要2天时间才能铺完下基层，然后按最短养生时间7天进行养生，接着用2天时间铺完上基层，总共需要11天的工期，而采用全厚度摊铺只需3.5天的工期，相比分层摊铺足足缩短了7.5天的工期。按月计算，相同的施工段，全厚度摊铺相比分层摊铺可加快19天的工期，这就节省了将近25万元的机械设备租赁费用，按施工队30人算，每人 150元/天计算，每月人工费用节省8.3万。每月只计机械设备租赁费和人工费就节省了33.3万元，由此可见采用全厚度摊铺可大幅度加快施工进度，节省施工费用，获得更高的社会效益。

6  结语

①全厚度摊铺基层施工能从技术上消除纵向接缝，从而提高了水泥稳定碎石基层板的整体性，减少了路面接缝病害，同时其摊铺厚度控制和摊铺质量也更好。②全厚度摊铺基层施工和分层摊铺基层施工所用机械设备除摊铺机外其他都相同，这为转换施工技术创造了有利的条件。③全厚度摊铺施工基层，面层以下10cm后检测的压实度数据与面层压实度数据偏差较小，施工质量能够得到很好的控制。④全厚度摊铺基层施工能大幅度加快施工进度，节省施工费用。

參考文献：

[1]李晋鹏，王伟.大厚度一次整幅摊铺水稳基层施工技术应用研究[J].公路，2016（61）：61.

[2]于庆革，田新宇，舒跃.浅谈超薄磨耗层沥青混凝土在公路养护中的应用[J].公路，2010（10）：139.

[3]龚起超，钟凯.大厚度水泥稳定碎石基层压实特性研究[J]. 公路工程，2012，37（6）：222-223.

[4]张平.浅析双层连铺技术在路面基层中的应用[J].价值工程，2019（34）：1006-4311.