论水泥稳定风化砂掺碎石底基层施工技术

张开兴

摘要 为解决传统水稳碎石底基层材料成本高、备料时间长的难题，通常采用风化砂代替传统底基层料中的石屑、部分碎石的方案。文章针对水泥稳定风化砂掺碎石底基层施工技术进行研究，结合实例项目通过工艺原理及流程對施工技术要点进行分析，提出相关施工质量控制要点及经济效益分析。实践证明：水泥稳定风化砂掺碎石底基层施工技术显著节约了材料成本，减少了当地碎石场的开采，对周边环境进行了有效的保护，符合节能环保理念。

关键词 水泥稳定风化砂;底基层;级配;成本;养生;环境保护

中图分类号 U416.214 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）13-0068-03

0 引言

随着我国工程建设的飞速发展，公路路面工程越来越多，提升基层承载力、稳定性成为公路工程安全使用的重要前提。水泥稳定粒料的使用，成功改善了传统路基透水性差、变形控制难等技术难题。此外，水泥稳定粒料基层具有取材便捷、能耗低、成本低廉等特点，在大量工程实践中得到了运用[1-2]。该文结合实际工程案例，对风化砂掺碎石底基层工艺原理、工艺流程、施工技术要点等进行了探讨，并总结了其质量控制要点。

1 工程概况

某高速公路，全长133.9 km，全线底基层设计结构均为水泥稳定风化砂掺碎石底基层。其中一段起讫桩号为K0-293.929～K26+800，全27.09 km，底基层宽度为11～12.3 m，厚度为18 cm，共计651 975 m2，底基层工期6个月。

2 工艺原理

使用取材广泛、成本低廉的风化砂掺配水泥碎石作为原材料施工底基层，将风化砂掺入适当比例水泥碎石，优化了风化砂级配，提高其物理力学性能。水泥稳定风化砂强度形成是一个复杂的物理化学过程，而其中最主要的是水泥的水化胶结作用[2]。在水泥稳定风化砂掺碎石中，水泥材料起到胶凝、粘结碎石骨料的作用，通过压路机压实，能够保证粒料紧密胶凝在一起。水泥胶结混合粒料除具有良好的透水性之外，其在繁重的交通荷载和外界温度等作用下，还能够保持良好的承载性能。

3 施工工艺流程

稳定粒料基层施工主要采用机械化施工，其主要工序包括：稳定粒料拌和、运输、摊铺和碾压等步骤，完成摊铺和碾压之后应及时进行养护，并做好交通限制工作，避免龄期内上部车辆行驶造成不良影响。工艺流程图如图1所示。

4 施工技术要点

4.1 施工材料及施工设备

主要材料及主要设备要求见表1及表2。

4.2 混合料拌和

（1）混合料拌和选用WCB600振动式拌和机作业，拌和前试验室应及时对原材料含水率、碎石级配等进行检测，并核对配合比的准确性[4]。

（2）混合料使用电子计量器进行称重，并做好最优含水率的控制。

（3）拌和完成后通过料斗进行筛分，同时对料仓进行了创新性改进：在传送带进入料仓的位置前设置挡板，避免混合料出现离析等质量问题。

4.3 混合料运输

（1）混合料运输配置了自卸车辆，提升了运输效率;车辆运输前应做好车况、相关手续的检查，保证混合料运输顺利完成。

（2）装混合料时，不能装满成尖堆;车辆装料应有序进行，保持装料过程前后移动分层装车，减少由于混合料离析造成的质量问题。

（3）车辆应及时将混合料运输到现场摊铺，严禁出现车辆在已成型的路基上面调头，必须倒车至摊铺机前。

（4）车辆运输过程应做好覆盖措施，防止水分散失、雨水浸泡;运输时间应控制在2 h内，避免中途时间过长造成混合料初凝。

4.4 摊铺机摊铺

（1）摊铺车辆通过挂线措施，保持其行车线路与设计线路一致;摊铺厚度、标高的控制：该工程采用挂Φ4钢丝作为玄线，对摊铺混合料的标高进行控制，保证摊铺均匀。

（2）摊铺施工采用2辆摊铺机梯队作业，摊铺连续有序进行：1）两台摊铺机前后相距10 m;2）前行摊铺车辆内外侧分别采用钢绞线、导梁装置进行抄平，摊铺厚度严格按照设计横坡进行控制;3）后行摊铺车辆，通过滑靴法控制已完成面标高和平整度;4）前后摊铺机应保证其摊铺搭接长度不少于10 cm，并通过人工辅助修整。

（3）摊铺车行车速度、摊铺厚度、松铺系数等施工参数，须保持前后一致。摊铺速度宜保持在1.5 m/min左右，摊铺时要尽量保持匀速进行，不停顿、不间断。

（4）摊铺作业过程中，应保证其布料杆的3/2以上置于混合料控制面以内;该工程摊铺机采取改进装置，在挡板下部增设锁链，有效降低了碎石混合料的离析率;摊铺作业过程中，应配置专门人员进行离析部位处理，减少细集料集中造成的质量问题。

（5）为保证底基层的连续摊铺，现场等候运输车辆不少于5辆。

（6）摊铺完后应检测标高，保证摊铺质量。通过稳定碎石粒料基层的上、下层的高程检测，实现对其标高的控制，确保其合格率控制在90%以上。

（7）根据以往施工经验暂定水泥风化砂的松铺系数为1.31，即松铺厚度为18*1.31=23.58 cm。施工时严禁人为对钢绞线干扰，造成表面平整度差。

4.5 混合料碾压

摊铺施工段划分间距为50 m，碾压前应保证混合料的含水率控制在最优含水率±1%。

（1）碾压施工应按照静压、微振、强振、静压的顺序开展作业;该工程首先使用YZ25C振动压路机进行静压施工，完成第一遍静压之后再进行梯队振动碾压施工。

（2）碾压过程中，纵向保持交错进行，并保证接头部位呈45°角搭接;混合料碾压应由低到高进行碾压，保证先弱振1遍后强振。

（3）高温条件下，基层稳定粒料碾压施工容易出现水分散失问题。采用振动碾压、钢轮碾压设备的可以正常作业，采用胶轮碾压机械时，应先对碾压面喷雾补水，随后再进行碾压作业[5]。

（4）碾压过程中，压路设备应保持匀速作业，严禁急速启动或刹车;对于完成碾压的路段，应做好交通管制，避免施工车辆调头、转弯等造成破坏;对于碾压过程中混合料基层出现的鼓起、松散等质量问题，应及時返工处理。

（5）胶轮压路机碾压完成之后，应使用平板夯对边缘部位进行夯实处理;该工程路基边缘部分混合料夯实使用ZH-4平板夯进行压实，夯实完成后及时检测其压实度，保证压实度满足设计规定。

（6）完成压实作业之后，路基两侧采用42.5号水泥浆进行补强浇筑，减少由于后续施工作业造成的破坏。

4.6 养生及交通管制

完成混合料的碾压作业之后，应做好养生和交通控制工作，避免成品的破坏。

（1）完成碾压后，采用人工铺设土工布的方案进行防护，土工布0.5 m×0.5 m网格内使用4 kg砂袋压边固定。

（2）覆盖2 h之后，应及时洒水养护，保持基层完成施工后7天内处于湿润状态。

（3）养生过程中，严格控制交通状态，避免车辆行驶造成破坏[6]。

5 质量控制要点

（1）摊铺过程中，非人为因素中断超过2 h，应留设横缝，横缝要求与中线垂直;基层留置横向接缝部位，其碾压施工应先进行横向碾压作业，随后纵向碾压施工，避免压路机直接碾压先铺层，导致横缝周围出现开裂破坏。

（2）碾压施工过程，要求振动碾压不超过现铺区域，避免造成先铺层结构破坏;对于平整度差的部位，应优先使用细料填补，并采用振动碾压、胶轮碾压等措施，保证压实度[7]。

（3）半幅道路施工过程中，其中部应设置方木进行分隔，严禁通过填土的方式进行支护。

（4）施工参数指标严格依据表3要求控制，具体包括施工段的压实系数、平整度、横坡、含水量、级配、材料强度等内容。

6 效益分析

6.1 经济效益

该高速公路一施工段底基层共651 975 m2，目前采用水泥稳定风化砂掺碎石施工工艺施工底基层，该工艺对比传统水稳碎石施工节约了大量的材料成本，经济效益对比见表4。

经过对比分析，采用水泥稳定风化砂掺碎石施工工艺可节约材料费用共991万元。

6.2 社会效益

和传统工艺相比，使用该施工技术大幅度降低了工程成本，缩短了工期，确保了施工质量并降低了安全风险，为底基层施工提供了有价值的借鉴，取得了良好的社会效益[8]。应用该施工技术实施的文莱高速路面十四标，在工期紧、任务重的施工条件下，应用该施工技术施工，受到业主、监理、同行的一致好评，为文莱高速的建设奠定了坚实的基础。

6.3 节能环保效益

和传统工艺相比，该施工技术使用材料来源广泛，减少了碎石的开采及施工扬尘，降低了声、光、气、尘、油对环境的污染和能源的消耗，施工几乎无废液、废料，减少了对环境的污染[9]。

该施工技术满足国家关于建筑节能工程的有关要求，有利于推进（可再生）能源与建筑结合配套技术研发、集成和规模化应用[10]。

7 结论

（1）水泥稳定风化砂掺碎石底基层施工技术，解决了用传统水稳碎石底基层材料成本高、能耗高、存在环境污染的问题，并达到了提升项目整体效益的目标。

（2）通过采用风化砂代替传统底基层料中的石屑及部分碎石，减少了当地碎石场的开采与现场扬尘，对周边环境进行了有效的保护，符合节能环保理念。

（3）现场施工通过对摊铺机布料器的创新性改进，提高了水泥稳定风化砂混合料的质量，解决了混合料摊铺过程中出现离析等质量通病的难题。

（4）采用该技术施工的底基层具有足够高的强度，能够适应重交通量路面底基层的需要，并且具有很好的水稳定性和冻稳性。该方案适用于各级公路底基层施工，特别适用于当地风化砂丰富的地区。

参考文献

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