高速公路路面基层层间水泥浆同步洒布技术分析

王灵君

摘要 为有效解决传统路面基层施工方式存在的局限，保证基层层间黏结效果，防止路基路面产生裂缝，文章提出了路面基层层间水泥浆同步洒布技术，介绍了施工工艺原理，总结了施工技术要点，通过实际工程应用，取得了显著的工艺效果及经济效益。具体表现如下：（1）科学避免了常规预洒水泥浆施工工艺材料运输车污染成型路面的状况，减少了对黏结层的扰动；（2）显著提升基层层间黏结效果，相较于常规预洒水泥浆施工工艺，其黏结完好率提升50%，有效避免局部位置黏结不到位问题，防止路基路面开裂；（3）减少人员投入，缩短施工周期，降低成本，经济效益显著。

关键词 公路工程；路面施工摊铺；水泥浆同步洒布；级配碎石基层；施工技术

中图分类号 U416.2文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）12-0072-03

0 引言

基层作为公路主要的承重结构，其施工质量直接决定公路运营安全性、稳定性和耐久性。高速公路建设中普遍采用水稳碎石基层，铺设厚度达36～40 cm。基层摊铺施工时由于施工机械吨位限制，导致其压实度难以控制，通常分为水泥浆黏结层、基层摊铺两部分进行施工。若基层层间黏结质量不达标，将严重降低基层稳定性和整体性，极易引发路基路面裂缝问题，影响道路使用安全与使用年限。为此，该文设计了一种新型摊铺机水泥浆同步洒布装置，通过路面基层层间水泥浆同步洒布技术，实现了水泥浆黏结层与基层摊铺的同步施工，有效提升了施工效率，具有显著的经济和社会效益[1]。

1 工艺原理

现阶段，路面基层层间结合层施工主要包括以下两种方式：①通过人工作业方式，将水泥均匀撒布于作业面之上，并采用洒水车进行洒水湿润，形成黏结层，然后利用大型设备完成基层混合料摊铺和压实作业；②利用专用洒布机械将制备完成的水泥浆液均匀洒布于作业面之上，形成黏结层，并利用大型设备实施基层材料摊铺、压实作业。上述两种施工方式均是将基层施工分为水泥浆黏结层施工与基层摊铺两部分，水泥浆黏结层施工完成后，基层混合料运输车行驶在黏结层之上，导致水泥浆黏结车轮，对成型路面造成污染，且会在一定程度上扰动黏结层，影响黏结效果。同时，当温度较高时，预洒水泥浆固结速度过快，无法充分发挥黏结性能，并且水泥浆固化后形成隔离层，降低路面基层整体性，影响使用安全[2]。

摊铺机水泥浆同步洒布装置主要通过斜三角形托臂将支撑底板设置于摊铺机右侧，从而实现支撑底板与摊铺机的同步运行。支撑底板上方设置储水罐、水泥堆放板、搅拌罐、输送泵等装置。储水罐储存拌和水，水泥堆放板存放水泥，利用搅拌罐完成水泥拌和，制备施工用水泥净浆，然后由水泥输送泵将水泥浆液输送至敷设于摊铺机外侧的输浆管内，并利用输浆管上方喷头完成水泥浆喷洒。同时，摊铺机将水稳碎石摊铺于水泥净浆之上[3]。因水稳碎石摊铺与水泥浆洒布同步进行，混合料运输车行驶于水泥浆洒布路面前方，有效避免了对水泥浆黏结层的干扰，保证黏结效果。摊铺机水泥浆同步洒布装置基本构造如图1所示。

2 施工工艺流程

摊铺机水泥浆同步洒布施工工艺流程及现场施工情况，如图2所示。

2.1 混合料拌和

混合料拌和前，对原材料质量实施全面检测，确保含水率、含泥量、纯度等各项指标满足要求，并准确计算施工配合比。混合料拌制时，指派专人负责监测水泥、水、集料等各成分配比，确保严格按照设计配合比进行拌和，一旦产生偏差，应及时处理，并根据标准要求实施抽样检测。混合料装车时，应反复前后移动车辆，严格按照前、后、中的顺序逐次装料，防止产生离析现象[4]。

2.2 混合料运输

混合料运输前，应对运输车实施全面检查，确保运行状况良好。结合现场实际摊铺情况及拌和站拌和能力，合理配置运输车数量，确保满足施工需求。混合料运输时，应进行覆盖，并及时运至施工现场。若水稳碎石混合料无法在水泥初凝前运至现场进行摊铺碾压施工时，应实施废弃处理[5]。

2.3 混合料摊铺

正式摊铺前，摊铺机应先进行试运转，包括“摊铺机水泥浆同步洒布装置”，确保运行状况良好。摊铺作业时，采用至少两台摊铺机呈梯队流水作业，前后作业距离保持20～30 m，并严格控制摊铺机运行速率，确保匀速、连续摊铺，摊铺速率保持在2～3 m/min范围内。

2.4 碾压

路基碾压施工应严格按照初压、复压、终压的顺序进行，并根据道路实际情况，合理确定压实机械类型和数量。双向四车道道路需配备吨位超过26 t的单钢轮压路机2台、双钢轮压路机1台、轮胎压路机1台。双向六车道公路应配备吨位不小于26 t单钢轮压路机3台、双钢轮压路机1台、轮胎压路机2台。压实作业时应严格控制压路机运行速率，保证密实度符合要求[6]。

2.5 接缝处理

基层混合料摊铺保持均匀、连续，摊铺完成后在水稳碎石结构层留设横向接缝，确保与道路中心线垂直布设。通常情况下，基层攤铺时不宜设置纵向接缝，必须设置时，应采取跨缝碾压方式充分碾压。

2.6 养护及层间处理

基层压实成型后，应进行洒水养护，养护期限至少为7 d，待养护完成后及时进行结构层施工。若因特殊原因结构层无法及时施工时，应始终确保基层处于湿润状态，直至结构层施工完成。基层养护时，应封闭交通。养护完成后采取必要的交通管控措施，禁止大型车辆通行，并严格控制车辆行驶速度，严禁转向、掉头、急停急走等。根据工程具体特征，科学选择养护方式，具体包括洒水、毛毡覆盖、洒布乳化沥青层等[7]。

3 效益分析

3.1 工艺效果

该文根据某高速公路施工实际情况，委托专业生产厂家进行设备加工制作，施工期间专业技术人员结合设备实际运行状况，经反复调试完善，达到了最佳使用效果。

选取该工程600 m路段为试验段进行施工，对常规预洒水泥浆施工方式及摊铺机水泥浆同步洒布技术实施对比分析。试验段前300 m路段采用常规预洒水泥浆施工方式摊铺19 cm厚水稳碎石上基层，后300 m路段利用摊铺机水泥浆同步洒布19 cm厚水稳碎石上基层。养护完成后，在各路段分别钻取5组芯样，对工后14 d、21 d、28 d横向裂缝数量实施对比分析[8]。具体检测结果如表1所示。

由表1能够看出：①相较于常规预洒水泥浆施工工艺，摊铺机水泥浆同步洒布技术进行水稳碎石基层施工，其层间黏结完好率提升50%，层间黏结效果更加显著；②水稳碎石基层施工成型后，横向裂缝数量随时间的增加而增加；③采用摊铺机水泥浆同步洒布技术进行水稳碎石基层施工，在工后21 d裂缝数量不再增加，至28 d时，横向裂缝数量较常规预洒水泥浆施工方式下降50%，抗裂性能得到大幅度提升[9]。

3.2 经济效益

研究项目根据该公路SG-O5标段与TJ14标段实际情况，依次采用摊铺机水泥浆同步洒布技术、常规预洒水泥浆施工方式进行施工，并对经济效益实施对比分析。

以该公路SG-O5标段材料使用量、运费相同的条件下对所用机械、人工费用实施比较分析：常规预洒水泥浆施工方式需专用水泥浆洒布车1台（1 000元/台班）、施工人员4人（200元/工日·人）；摊铺机水泥浆同步洒布技术，各作业面配置2套，每套装置一次性制作费为50 000元/套、各作业面需施工人员2人（200元/工日·人）。该标段总工期为10个月，共计2个作业面，其工艺经济分析结果如表2所示。

该公路TJ14标段材料使用量、运费相同的条件下对所用机械、人工费用实施比较分析：常规预洒水泥浆施工方式需专用水泥浆洒布车1台（1 000元/台班）、施工人员4人（200元/工日·人）；摊铺机水泥浆同步洒布技术，各作业面配置2套，每套装置一次性制作费为50 000元/套、各作业面需施工人员2人（200元/工日·人）。该标段总工期为12个月，共计2个作业面，其工艺经济分析结果如表3所示。

通过表2、3能够看出：①该公路SG-O5标段采用摊铺机水泥浆同步洒布技术进行水稳碎石基层施工，可节省施工成本47.20万元；②该公路TJ14标段采用摊铺机水泥浆同步洒布技术进行水稳碎石基层施工，可节省施工成本61.59万元；③两标段采用摊铺机水泥浆同步洒布技术进行水稳碎石基层施工共历时22个月，共节省施工成本107.8万元，取得了较为明显的经济效益[10]。

4 结论

综上所述，传统路面基层预洒水泥浆施工方式存在扰动黏结层、污染成型路面等缺陷，该文基于摊铺机水泥浆同步洒布装置，提出了高速公路路面基层层间水泥浆同步洒布技术，并对两种施工方式工程实践效果及经济效益实施综合比较分析，得出如下结论：

（1）相较于常规预洒水泥浆施工工艺，摊铺机水泥浆同步洒布技术进行水稳碎石基层施工，其层间黏结完好率提升50%，层间黏结效果更加显著。

（2）采用摊铺机水泥浆同步洒布技术进行水稳碎石基层施工，在工后21 d裂缝数量不再增加，至28 d时，横向裂缝数量较常规预洒水泥浆施工方式下降50%，有效避免局部位置黏结不到位问题，抗裂性能得到大幅度提升。

（3）根据实际应用情况，与常规预洒水泥浆施工工艺相比，采用摊铺机水泥浆同步洒布技术进行水稳碎石基层施工共历时22个月，减少人员投入，缩短施工周期，共节省施工成本107.8万元，取得了较为明显的经济效益。

参考文献

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[10]谢立群. 公路路面施工中摊铺机施工技术分析[J]. 交通世界， 2018（11）： 67-68.