淺析半剛性基層大厚度攤鋪在施工中的應(yīng)用

梅向東，樊 輝

(1.湖南省通平高速公路建設(shè)開(kāi)發(fā)有限公司，湖南岳陽(yáng) 414500;2.中交第三公路工程局，北京 100107)

1 概述

水泥穩(wěn)定碎石材料用作高等級(jí)路面基層時(shí)，厚度一般都大于20 cm，在基層施工時(shí)一般需分層鋪筑，這樣就不可避免的出現(xiàn)了一些質(zhì)量問(wèn)題和弊端。其具體表現(xiàn)為:分層鋪筑使上下基層之間形成了分離，上基層底面的彎拉應(yīng)力增大，對(duì)路面的整體性能和結(jié)構(gòu)使用壽命產(chǎn)生不良影響;雙機(jī)聯(lián)鋪時(shí)拼縫離析嚴(yán)重，容易造成裂縫;層間污染嚴(yán)重，造成二層很難連接在一起;由于上下基層的密實(shí)度不同或攤鋪間隔時(shí)間較長(zhǎng)，膨脹系數(shù)不同容易造成裂紋，其裂紋又反射到了上基層上，形成了相互反射;而使用大厚度全幅攤鋪就很好地克服這些缺陷，同時(shí)節(jié)省了時(shí)間，降低了工程造價(jià)，目前大厚度全幅攤鋪在內(nèi)蒙古、河南、云南和東北部分省市取得了一定成功。

2 半剛性基層的特點(diǎn)

目前我國(guó)高等級(jí)公路路面基層90%以上都采用半剛性基層，在我國(guó)的公路建設(shè)中具有十分重要的歷史意義。如何控制好其質(zhì)量，是擺在我們面前的頭等大事，從其結(jié)構(gòu)具有的特點(diǎn)來(lái)看，主要存在以下幾大優(yōu)點(diǎn)。

1)強(qiáng)度高。一般來(lái)說(shuō)，半剛性基層都具有較高的強(qiáng)度，且具有強(qiáng)度隨齡期不斷增長(zhǎng)的特點(diǎn)，因此，半剛性基層通常具有較小的彎沉和較強(qiáng)的荷載分布能力，已有工程證明半剛性基層瀝青路面的承載能力完全可由半剛性基層分擔(dān)，瀝青面層僅起到功能層得作用。

2)穩(wěn)定性好。半剛性基層材料具有較高的水穩(wěn)定性和抗凍穩(wěn)定性，在水的作用下及多次凍融反復(fù)作用下不影響半剛性基層的承載能力。

3)剛性大。水泥穩(wěn)定碎石混合料抗壓回彈模量值高達(dá)1 800 MPa，因而其瀝青面層彎拉應(yīng)力相應(yīng)減少，從而提高了瀝青面層的耐久性。

4)成本低廉。由于其所用材料就地取材，水泥、碎石、石灰等筑路材料一般當(dāng)?shù)囟寄芄?yīng)，所用成本較低，可節(jié)約造價(jià)。

缺點(diǎn):

1)由于其收縮裂縫從而引起瀝青面層的反射裂縫不同程度的存在。

2)半剛性基層非常致密，水從各種途徑進(jìn)入路面并達(dá)到基層后，不能從基層迅速排出，只能沿著瀝青面層和基層的界面擴(kuò)散、積聚，造成路面破壞。

3)半剛性基層材料的強(qiáng)度、模量會(huì)由于干濕和凍融循環(huán)，在反復(fù)荷載的作用下因疲勞而逐漸衰減。

4)半剛性基層損壞后沒(méi)有自愈能力，且無(wú)法進(jìn)行修補(bǔ)。

5)半剛性基層瀝青路面對(duì)重載車(chē)來(lái)說(shuō)具有更大的軸載敏感性。

3 施工質(zhì)量控制

3.1 拌合

拌合質(zhì)量的好壞直接決定了基層施工的成敗，所以要求其拌合設(shè)備采用強(qiáng)制式拌和機(jī)，產(chǎn)量不低于500 t，電子計(jì)量系統(tǒng)并能打印數(shù)據(jù)。

1)配料務(wù)必準(zhǔn)確，以保證混合料滿(mǎn)足級(jí)配要求和強(qiáng)度要求，嚴(yán)格按目標(biāo)級(jí)配配置生產(chǎn)級(jí)配，對(duì)計(jì)量裝置進(jìn)行標(biāo)定，進(jìn)場(chǎng)材料選用指定廠家，不允許經(jīng)常更換。

2)取樣要具有代表性，從攤鋪機(jī)后取樣并進(jìn)行混合料的篩分和滴定，確保樣品具有代表性，與工程實(shí)體吻合。

3)按規(guī)定的上料流程上料，避免集料離析。

4)嚴(yán)格控制含水量，含水量太小，混合料拌合不均勻，不易壓實(shí)，容易造成頂面離析;含水量較大碾壓時(shí)水泥漿上浮，會(huì)造成上下基層粘結(jié)不牢或出現(xiàn)空隙，嚴(yán)重的會(huì)造成下部松散，取不出芯樣。因此要對(duì)拌合站的細(xì)料倉(cāng)進(jìn)行搭棚覆蓋，避免因雨水的滲入造成細(xì)料含水量的不均勻;每次拌和機(jī)拌料前，試驗(yàn)人員要對(duì)集料的含水量進(jìn)行檢測(cè)，然后確定拌和機(jī)的加水量。

3.2 攤鋪

對(duì)于半剛性水穩(wěn)基層施工，攤鋪機(jī)是主導(dǎo)機(jī)械，攤鋪機(jī)質(zhì)量的好壞決定了基層施工的質(zhì)量好壞，由于水穩(wěn)基層施工其混合料中粗骨料含量較大，攤鋪時(shí)易產(chǎn)生離析，我們選定了中大設(shè)備DT1600型攤鋪機(jī)。該攤鋪設(shè)備在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)有幾大明顯的優(yōu)點(diǎn):

1)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，物料能滿(mǎn)埋螺旋葉片輸送，這樣二次攪拌均勻改善了料車(chē)裝卸料、攤鋪機(jī)收斗等工序造成的離析。

2)螺旋前面的擋料板離地高度可以調(diào)整，這樣大粒徑料不易從擋料板下沿滾落，改善了豎向離析;同時(shí)其螺旋料槽較寬，輸送料的空間較大，從而減少了縱向離析。

3)其反向葉片的安裝對(duì)攤鋪層中縫處填料充足，改善了中縫處離析。

3.3 碾壓

半剛性基層的壓實(shí)是施工中的重要環(huán)節(jié)，能否滿(mǎn)足規(guī)范要求，達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度，規(guī)定的孔隙率、防止雨水滲入，造成路面的早期破壞，具有十分重要的意義。對(duì)于大厚度的碾壓宜采用由弱到強(qiáng)、高頻、高幅交叉組合的碾壓方式最佳;碾壓時(shí)重疊1/2輪，速度控制在4 km/h，由于厚度較大，振動(dòng)壓力機(jī)在大功率的振動(dòng)下極易把表面振動(dòng)松散，這時(shí)就要及時(shí)將膠輪壓力機(jī)跟上，采用交替碾壓的組合方式，這樣既保證了密實(shí)度又保證了壓實(shí)度。

3.4 養(yǎng)生

養(yǎng)生是水泥穩(wěn)定碎石非常重要的一環(huán)，如果養(yǎng)生不及時(shí)，強(qiáng)度上升就會(huì)不均勻，造成應(yīng)力集中，進(jìn)而裂縫增多。養(yǎng)生期7 d內(nèi)要加強(qiáng)交通管制，除灑水車(chē)外禁止一切車(chē)輛通行，鑒于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，我們采用了攤鋪完成后立即噴灑透層油，這樣既保證了透層油的滲入深度，又保證了水分的不流失。由于氣溫的緣故，在透層油噴灑完成1 d后，每隔幾小時(shí)再次補(bǔ)灑水養(yǎng)生，連續(xù)噴灑2～3 d，以保證其早期強(qiáng)度均勻性的增長(zhǎng)。

4 常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題分析

1)裂縫:水泥穩(wěn)定碎石裂縫產(chǎn)生的原因無(wú)外乎水泥劑量大小、細(xì)集料含量、含水量三大原因。如果集料級(jí)配靠近規(guī)范級(jí)配上限，明顯表現(xiàn)為集料偏細(xì)，其混合料收縮量將增大，不可避免的將會(huì)出現(xiàn)裂縫，施工中可以通過(guò)調(diào)整級(jí)配的方式調(diào)整，合成級(jí)配中0.075 mm以下顆粒含量一般不超過(guò)4%，以控制細(xì)集料的含量;含水量要根據(jù)天氣和季節(jié)的變化，控制在0% ～1%之間，試驗(yàn)人員要每隔1 h檢測(cè)1次，嚴(yán)格控制含水量，減少干縮裂縫的產(chǎn)生;水泥劑量過(guò)大是產(chǎn)生裂縫的主要原因，施工設(shè)計(jì)對(duì)水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)要求樹(shù)立不得以提高水泥用量的方式提高基層強(qiáng)度，而要強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)集料質(zhì)量管理，改善級(jí)配，減少混合料的收縮為指導(dǎo)思想。改善集料的級(jí)配可以明顯增加混合料的強(qiáng)度和耐久性，因此底基層混合料的水泥用量不超過(guò)4%，基層混合料水泥用量不超過(guò)4.5%，工地試驗(yàn)室底基層按3%、3.5%、4%，基層按3.5%、4%、4.5%三種含量做分組試驗(yàn)。

2)離析:離析分橫向、縱向、豎向、片狀、有規(guī)則離析和不規(guī)則離析，產(chǎn)生離析的原因很多，不規(guī)則離析往往是施工工藝造成的，而規(guī)則離析大多是有攤鋪機(jī)的性能決定的。

橫向離析主要是螺旋器在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的拋揚(yáng)產(chǎn)生的;豎向離析主要是螺旋槽上部的大料沿開(kāi)口向下滾落造成，其危害比橫向離析要嚴(yán)重，發(fā)生縱向離析時(shí)大料在下小料在上，使基層底部空隙過(guò)大，水裂縫中進(jìn)入造成基層破壞;施工中為了防止離析杜絕質(zhì)量隱患應(yīng)著手從以下幾個(gè)方面下手:①?gòu)脑搭^原材料抓起，生產(chǎn)廠家堆放料要合理，其中裝載機(jī)裝卸料尤為重要，在生產(chǎn)過(guò)程中要對(duì)機(jī)手進(jìn)行交底，規(guī)范裝卸料;②運(yùn)輸車(chē)在裝料過(guò)程中要分前后中的順序裝料，不允許直接在料槽的中部卸料，同時(shí)從成品料倉(cāng)卸料時(shí)，卸料門(mén)要迅速打開(kāi)，不允許讓混合料慢慢流出;③攤鋪工藝要合理，連續(xù)穩(wěn)定的攤鋪速度是保證平整度的關(guān)鍵，同時(shí)也是減少離析的有效措施，一般情況下1.5～2 m/min較為合理;④盡量減少攤鋪機(jī)料斗的收斗次數(shù);⑤攤鋪機(jī)要調(diào)整到最佳狀態(tài)，螺旋布料器里的料量要以若隱若現(xiàn)為好，一般達(dá)到布料器的2/3的高度，刮板和螺旋布料器的轉(zhuǎn)速要協(xié)調(diào)一致，保持連續(xù)、均衡的輸料，攤鋪機(jī)熨平板的振幅、振動(dòng)頻率要保持合理。

5 施工中存在的問(wèn)題及注意事項(xiàng)

1)由于采用大厚度一次性攤鋪，其混合料需求量較大，但拌合設(shè)備由于產(chǎn)量較小，造成停機(jī)待料的現(xiàn)象比較普遍，不同程度地影響了基層的平整度，建議在以后的生產(chǎn)過(guò)程中采用與之相匹配的拌合設(shè)備，既能滿(mǎn)足工程進(jìn)度的需要，又能滿(mǎn)足質(zhì)量的要求。

2)拌合設(shè)備上料倉(cāng)一般生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的隔離板較矮，在施工中極易造成串料，使級(jí)配發(fā)生變化，偏離生產(chǎn)配合比較大，造成不同程度的質(zhì)量隱患，所以在大面積生產(chǎn)之前務(wù)必要人為的將隔離板加高，同時(shí)在施工中要進(jìn)行檢修。

3)混合料中0.075 mm以下的細(xì)料含量要求不大于3%，所以對(duì)0～5 mm的石屑要求較高，石屑中0.075 mm以下的細(xì)料含量以不大于7%為宜，否則容易造成基層強(qiáng)度不夠后裂縫的出現(xiàn)等。

4)控制好含水量，由于含水量影響到壓實(shí)、強(qiáng)度、裂縫等諸多環(huán)節(jié)，施工中務(wù)必要注意含水量的控制。

5)模板固定較困難，由于大厚度攤鋪時(shí)采用的壓路機(jī)噸位較大，在碾壓時(shí)極易將模板擠壓變形，造成線行不順直。所以在施工中要采用具有調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的鋼支撐固定。

6)注意碾壓方式和碾壓機(jī)械的組合，由于混合料粗集料含量大，厚度較大，碾壓時(shí)相對(duì)困難一些，施工時(shí)要盡量采用大噸位的壓路機(jī)，同時(shí)要和膠輪壓力機(jī)交錯(cuò)碾壓，以便進(jìn)一步壓實(shí)。

7)壓實(shí)度檢測(cè)存在問(wèn)題。在大厚度施工中，會(huì)出現(xiàn)上部密實(shí)，下部松散的現(xiàn)象，但壓實(shí)度檢測(cè)又是合格的現(xiàn)象，究其原因是上部碾壓超百，下部壓實(shí)度不夠造成的，因?yàn)楣嗌胺ǖ慕Y(jié)果是平均結(jié)果。所以在施工過(guò)程中不能一味的以壓實(shí)度來(lái)評(píng)判，要以過(guò)程控制為主，控制好碾壓遍數(shù)。

8)封閉交通，在已鋪筑好的基層上設(shè)置警示牌，鋪筑好的7 d內(nèi)，嚴(yán)禁車(chē)輛通行。

6 結(jié)語(yǔ)

1)由于在施工中采用的中大設(shè)備較先進(jìn)，攤鋪中克服了施工中諸多弊端，尤其是改善了各種離析，效果顯著。

2)大厚度攤鋪無(wú)分層，整體性結(jié)構(gòu)良好。單機(jī)一次找平，無(wú)過(guò)渡搭接，密實(shí)度均勻，平整度較好。同時(shí)生產(chǎn)效率高費(fèi)用低廉，經(jīng)濟(jì)效益好。

3)大厚度攤鋪碾壓是關(guān)鍵，要遵循先壓薄再壓密的原則，否則會(huì)產(chǎn)生碾壓離析。在壓薄時(shí)要先靜壓，再弱振，后強(qiáng)振的順序;壓密時(shí)強(qiáng)振的激振力也要由小到大，同時(shí)與膠輪壓路機(jī)交錯(cuò)碾壓，不能一步到位。

4)大厚度攤鋪要加強(qiáng)施工過(guò)程控制，嚴(yán)格遵守?cái)M定的施工工藝，控制好碾壓遍數(shù)。

［1］JTG F80/1－2004，公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］JTJ 057－94，公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［3］談海斌，陳超平.淺談水泥穩(wěn)定碎石大厚基層施工技術(shù)［J］.湖南交通科技，2012，38(3):45 －47，148.