高速公路水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連鋪施工技術(shù)

王小勇

山西路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司公路工程總承包分公司 山西太原 030006

縱觀我國(guó)高速公路工程項(xiàng)目實(shí)際建設(shè)情況，水泥穩(wěn)定碎石基層具備良好的抗凍性能、水溫性能與力學(xué)性能，所以在高速公路工程項(xiàng)目底基層或者是路面基層施工中普遍應(yīng)用。而水泥穩(wěn)定碎石基層施工階段為了能夠保證基層的性能，就需要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，以及合理采用原材料，確保水泥砂漿集料具備較強(qiáng)的黏結(jié)性，增強(qiáng)混合料骨架密實(shí)型。同時(shí)應(yīng)加大混合料含水量控制力度，確保含水量達(dá)到最佳，從而提升高速公路工程項(xiàng)目的施工效果。水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連續(xù)攤鋪是一種全新的基層攤鋪施工技術(shù)，其特點(diǎn)是：①采用雙層連續(xù)攤鋪施工方式，有利于解決覆蓋層施工和下基層灑水等；②采用雙層連續(xù)攤鋪施工方式，實(shí)現(xiàn)施工流程的簡(jiǎn)化，無(wú)需實(shí)施模板搬運(yùn)；③采用雙層連續(xù)攤鋪施工方式，能夠在很大程度上控制施工污染問(wèn)題，而且實(shí)現(xiàn)了上層與下層之間的有效銜接，從而保證水泥穩(wěn)定碎石基層的攤鋪質(zhì)量；④采用雙層連續(xù)攤鋪施工方式，能夠在一定程度上縮短施工工期，從而為施工單位創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。本文結(jié)合高速公路工程項(xiàng)目實(shí)際情況，重點(diǎn)研究了水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連續(xù)攤鋪施工技。

1 項(xiàng)目背景

此高速公路工程項(xiàng)目的全線長(zhǎng)度是18.34km，起訖樁號(hào)是K108+227--K126+567，采用的是雙向四車(chē)道，限定的行車(chē)速度是100km/h。路面基層設(shè)計(jì)的是水泥穩(wěn)定碎石（其厚度為36cm），結(jié)構(gòu)類(lèi)型屬于半剛性基層，強(qiáng)度級(jí)別是5.0MPa，選擇的是整體式路基斷面，其中基層寬度是23.5m，同時(shí)路緣帶與行車(chē)道的橫坡率是2%。此項(xiàng)目于2015年7月開(kāi)始進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石基層施工，但是參考多年的氣象變化報(bào)告情況，預(yù)計(jì)11月初的最低氣溫小于5℃，此條件并不滿足路面施工要求，所以為了能夠追趕施工進(jìn)度，通過(guò)綜合分析、討論之后確定水泥穩(wěn)定碎石基層采用雙層連鋪施工技術(shù)。

2 施工技術(shù)

此高速公路項(xiàng)目中水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連鋪施工技術(shù)流程詳見(jiàn)圖1所示。

圖1 水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連鋪施工技術(shù)流程

2.1 施工準(zhǔn)備

（1）水泥準(zhǔn)備。此項(xiàng)目中準(zhǔn)備的水泥材料，需要保證初凝時(shí)間＞180min，終凝時(shí)間處于360min至600min，所以選擇P.0.42.5#硅酸鹽水泥[1]。在水泥材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)必須安排專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，確保水泥各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合要求。

（2）碎石準(zhǔn)備。此項(xiàng)目中半剛性基層選擇的碎石相關(guān)技術(shù)性能指標(biāo)要求詳見(jiàn)表1所示。

表1 碎石相關(guān)技術(shù)性能指標(biāo)要求

（3）下承層準(zhǔn)備。首先嚴(yán)格檢查下承層的寬度、平整度以及壓實(shí)度等，確保符合規(guī)定要求后，采用清掃機(jī)對(duì)下承層的表面進(jìn)行打掃處理，使下承層表面達(dá)到整潔、干凈狀態(tài)。針對(duì)下承層中的橫向裂縫，應(yīng)通過(guò)土工格柵或是橡膠乳化瀝青進(jìn)行填補(bǔ)處治。

2.2 拌和運(yùn)輸

（1）廠站準(zhǔn)備.此項(xiàng)目中拌和設(shè)備選擇的為水穩(wěn)拌和機(jī)（其型號(hào)為WCB--800，數(shù)量是2套），以裝載機(jī)的方式進(jìn)行裝料，各料斗必須與固定裝載機(jī)進(jìn)行對(duì)應(yīng)上料。為了能夠避免混合料的大粒徑料與雜質(zhì)偏多，需要從料斗的上方安裝隔離網(wǎng)，且配置備用料斗，以確保生產(chǎn)順利進(jìn)行。

（2）機(jī)械準(zhǔn)備。此項(xiàng)目中下基層施工選擇的設(shè)備為液壓式攤鋪機(jī)（其型號(hào)為WTD9500，數(shù)量是2臺(tái)）；單鋼輪振動(dòng)式壓路機(jī)（重量為22t，數(shù)量是2臺(tái)），單鋼輪振動(dòng)式壓路機(jī)（重量為26t，數(shù)量是1臺(tái)），膠輪式壓路機(jī)（重量為26t，數(shù)量是1臺(tái)）[2]。上基層施工選擇的設(shè)備為液壓式攤鋪機(jī)（數(shù)量是1臺(tái)）進(jìn)行全斷面攤鋪；單鋼輪振動(dòng)式壓路機(jī)（重量為22t，數(shù)量為2臺(tái)），膠輪式壓路機(jī)（重量為26t，數(shù)量為1臺(tái)），雙鋼輪壓路機(jī)（數(shù)量為1臺(tái)）。此外，混合料運(yùn)輸選擇的是后八輪自卸車(chē)。

（3）運(yùn)輸與卸料。裝料階段必須按照需要進(jìn)行排隊(duì)等候，當(dāng)備滿一儲(chǔ)倉(cāng)之后就要卸料。同時(shí)裝車(chē)過(guò)程中車(chē)輛需要前后進(jìn)行移動(dòng)，劃分成多次進(jìn)行裝料，以防止混合料出現(xiàn)離析。當(dāng)運(yùn)料車(chē)抵達(dá)項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)之后，通過(guò)專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行指揮掉頭。以200m為間隔單位標(biāo)劃調(diào)頭區(qū)。卸料過(guò)程中自卸車(chē)的車(chē)斗應(yīng)緩慢升旗，保證卸料速度和攤鋪施工相契合。待卸料完成后，將車(chē)斗緩慢放下。

2.3 下承層表面水泥漿灑布

從下承層和下基層間鋪設(shè)水泥凈漿粘結(jié)層，通過(guò)粘結(jié)層良好的滲透性能與粘結(jié)性能，進(jìn)一步提升上、下層的整體性能，從而強(qiáng)化高速公路路面結(jié)構(gòu)承載力。水泥漿中的水灰比控制是1:1，結(jié)合水泥漿配合比合理控制灑布車(chē)的行駛速度與水泥漿灑布量，通常灑布量≥1.0kg/m2至1.5kg/m2。在水泥漿粘結(jié)層施工階段需要選擇噴灑車(chē)進(jìn)行霧狀噴灑，以免噴灑時(shí)水泥漿發(fā)生沉淀與結(jié)塊等現(xiàn)象，從而造成噴頭堵塞。同時(shí)噴灑車(chē)必須配置相應(yīng)的強(qiáng)制攪拌設(shè)備，然后通過(guò)人工方式進(jìn)行修整。

2.4 下基層攤鋪

水穩(wěn)碎石下基層選擇2臺(tái)攤鋪機(jī)（保證型號(hào)一致）進(jìn)行梯隊(duì)式聯(lián)合攤鋪（詳見(jiàn)圖2所示）。其中下基層的厚度是18cm，結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)以及項(xiàng)目要求合理確定松鋪系數(shù)。2臺(tái)攤鋪機(jī)通過(guò)靠路肩一側(cè)的鋼絲與攤鋪機(jī)中間導(dǎo)梁進(jìn)行路面高程的有效控制。待起步之后檢查2臺(tái)攤鋪機(jī)的虛鋪厚度與絞籠轉(zhuǎn)速是否相同。同時(shí)攤鋪機(jī)起步后應(yīng)有序?qū)诲N頻率進(jìn)行調(diào)整，2臺(tái)攤鋪機(jī)的夯錘頻率必須確保相同，以使攤鋪面的初始密度一致[3]。若是已攤鋪完成的部分混合料含水量比較大，則應(yīng)采用換填方式進(jìn)行處治，而含水量比較小的部分則應(yīng)以噴壺等方式進(jìn)行補(bǔ)水處理。攤鋪施工完成后，組織專(zhuān)業(yè)人員對(duì)攤鋪面中的大粒徑集料、集料離析問(wèn)題進(jìn)行處理，針對(duì)局部粗集料“窩”問(wèn)題，需要鏟除并填補(bǔ)新混合料。

圖2 雙機(jī)梯隊(duì)攤鋪

2.5 下基層碾壓

待2臺(tái)攤鋪機(jī)前進(jìn)接為近40m后，需要根據(jù)碾壓工序?qū)嵤┠雺?。其中下基層碾壓施工參?shù)情況詳見(jiàn)表2。

表2 下基層碾壓施工參數(shù)

2.6 上基層攤鋪機(jī)與碾壓

此項(xiàng)目中上基層攤鋪施工選擇的是液壓式攤鋪機(jī)（其型號(hào)為SP1850），攤鋪方式是全斷面攤鋪。而上基層碾壓施工和下基層碾壓基本一致，待膠輪壓路機(jī)碾壓施工完成之后，需要選擇雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行1遍靜壓，實(shí)現(xiàn)收面處理，此階段雙鋼輪壓路機(jī)的行駛速度保證在1.5km/h至1.7km/h。以水泥穩(wěn)定碎石基層碾壓施工為例，必須在表面達(dá)到干燥狀態(tài)前完成碾壓施工，若是表面蒸發(fā)速度比較快，則需要選擇噴霧型噴壺實(shí)施補(bǔ)水處理，且合理縮短碾壓施工距離，控制在20m至30m[4]。下基層和上基層的攤鋪機(jī)間需要合理預(yù)留一段長(zhǎng)度，同時(shí)嚴(yán)格管控?cái)備仚C(jī)的行駛速度，不可間隔過(guò)長(zhǎng)，以防止水穩(wěn)料初凝后碾壓施工未結(jié)束。

2.7 養(yǎng)生

待碾壓施工完成且檢測(cè)達(dá)標(biāo)之后，應(yīng)通過(guò)透水土工布實(shí)施保濕養(yǎng)生。從土工布的周?chē)c接縫位置以砂袋方式進(jìn)行壓緊，以防止被大風(fēng)吹起，從而影響?zhàn)B生效果?；鶎痈采w土工布后的4h至5h進(jìn)行灑水養(yǎng)生，保證基層達(dá)到潮濕狀態(tài)，且養(yǎng)生時(shí)間≥7d[5]。而養(yǎng)生結(jié)束之后，則要將土工布清除干凈。此項(xiàng)目中養(yǎng)生階段選擇噴霧式灑水車(chē)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，每天的噴灑次數(shù)控制在4次至5次，若是遇到大風(fēng)或者是高溫天氣，則需要合理增加灑水次數(shù)。

2.8 芯樣檢測(cè)

此項(xiàng)目中水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連鋪施工后，且7d養(yǎng)護(hù)階段結(jié)束，需要實(shí)施上基層與下基層的取芯檢測(cè)。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果可知，采用的雙層連鋪施工技術(shù)明顯優(yōu)于分層單次攤鋪技術(shù)，且上基層與下基層緊密連接。養(yǎng)護(hù)期完成后實(shí)施芯樣強(qiáng)度檢測(cè)，其中強(qiáng)度代表數(shù)值＞設(shè)計(jì)規(guī)定要求。

3 質(zhì)量控制

以高速公路工程中水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連續(xù)攤鋪施工為例，為了能夠確?；鶎拥氖┕べ|(zhì)量，就必須在施工階段采取合理、可行的質(zhì)量控制措施。

3.1 篷布自動(dòng)升降裝置

此項(xiàng)目中混合料運(yùn)輸車(chē)篷布應(yīng)以自動(dòng)升降裝置進(jìn)行覆蓋處理，以防止人工覆蓋篷布出現(xiàn)不密實(shí)現(xiàn)象，突遇大風(fēng)天氣將篷布掀開(kāi)，從而保證運(yùn)輸階段不會(huì)影響到混合料的性能及質(zhì)量。此外，使用自動(dòng)升降裝置能夠顯著提升混合料運(yùn)輸效率，從而為縮短施工工期創(chuàng)造有利條件。

3.2 路面清掃

此高速公路工程項(xiàng)目中下承層清掃處理，主要使用的設(shè)備是路面清掃機(jī)（其型號(hào)為WS60），將下承層表面上的松散顆粒等打掃干凈，同時(shí)配合使用鼓風(fēng)機(jī)把下承層表面灰塵清理干凈。針對(duì)泥土污染比較嚴(yán)重的路段，則選擇高壓水槍進(jìn)行清理，詳見(jiàn)圖3所示。

圖3 高壓水槍清理方式

3.3 水泥漿灑布車(chē)

此高速公路工程項(xiàng)目中混合料的水泥漿水灰比控制是1:1。首先通過(guò)混凝土拌和站進(jìn)行水泥漿的攪拌處理，然后以水泥罐車(chē)方式實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)灑布作業(yè)?？紤]到混凝土拌和站的攪拌時(shí)間比較長(zhǎng)，運(yùn)輸距離相對(duì)偏遠(yuǎn)，且成本高，所以通過(guò)綜合分析后確定選擇水泥漿灑布車(chē)，詳見(jiàn)圖4所示。水泥漿灑布車(chē)配置了自動(dòng)攪拌桶，同時(shí)車(chē)尾的兩側(cè)具備噴霧型噴口，安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)對(duì)噴口清理處理，以免發(fā)生堵塞現(xiàn)象，結(jié)合水泥漿配合比情況合理調(diào)整灑布車(chē)的車(chē)速與水泥漿灑布量。

圖4 水泥漿灑布車(chē)

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合高速公路工程項(xiàng)目實(shí)際情況，重點(diǎn)分析了水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連鋪施工技術(shù)，主要包含了施工準(zhǔn)備、拌和運(yùn)輸、底基層灑布水泥漿、下基層攤鋪與碾壓、養(yǎng)生、芯樣檢測(cè)等。實(shí)踐表明，此項(xiàng)目中采用的水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連鋪技術(shù)合理、可行，既保證了高速公路工程施工質(zhì)量，又提升了經(jīng)濟(jì)效益，為后續(xù)類(lèi)似項(xiàng)目施工提供了借鑒。