抗裂型水穩(wěn)基層雙層連鋪施工技術應用研究

尹茂旭

摘 要： 為解決半剛性基層帶來的路面裂縫問題，以某高速公路工程為例，對抗裂型水穩(wěn)基層雙層連鋪施工技術進行了深入研究。首先，針對抗裂型水穩(wěn)碎石混合料進行了配合比設計，然后在此基礎上，對雙層連鋪施工工藝進行了研究，系統(tǒng)總結了各施工環(huán)節(jié)的關鍵技術要點和質量控制措施，最后對其工程應用效果進行了分析與評價。研究結果表明：采用雙層連鋪技術進行施工的抗裂型水穩(wěn)基層，經檢測其平整度、壓實度、強度均滿足規(guī)范要求，且道路運營半年后，路面未產生明顯裂縫，具有良好的工程應用效果。

關鍵詞： 抗裂型水穩(wěn)碎石混合料 雙層連鋪 技術要點 高速公路

中圖分類號： TU753文獻標識碼： A文章編號： 1679-3567（2024）03-0029-04

Research on the Application of Double-Layer Continuous Paving Construction Technology for Crack-Resistant CementStabilized Bases

YIN Maoxu

Nanjing Public Engineering Construction Center， Nanjing， Jiangsu Province， 210019 China

Abstract： In order to solve the problem of pavement cracks caused by semi-rigid bases， this article takes a certain highway project as an example and conducts in-depth research on double-layer continuous paving construction technology for anti-crack cement-stabilized bases. Firstly， it designs the mix ratio of the crack-resistant cementstabilized crushed-stone mixture. Then， based on this， it studies the double-layer continuous paving construction process， and systematically summarizes the key technical points and quality control measures of each construction links. Finally， it analyzes and evaluates its engineering application effect. The research results show that the crackresistant cement-stabilized bases constructed by using double-layer continuous paving technology meet standard requirements in terms of flatness， compaction and strength after testing， and that after six months of road operation， there are no obvious cracks on the road surface， indicating good engineering application effects.

Key Words： Anti-cracking cement-stabilized crushed-stone mixture； Double-layer continuous paving； Technical point； Expressway

水泥穩(wěn)定碎石基層由于其承載力高、板體性強、造價低等優(yōu)點，已廣泛應用于我國高等級公路的道路結構層中。然而，裂縫問題成為了當前半剛性基層路面的一大質量通病，嚴重影響了道路的使用性能和壽命。針對這一問題，已有相關學者做了大量研究，提出了抗裂型水泥穩(wěn)定碎石的制備方法與施工工藝。同時，水穩(wěn)基層雙層連鋪施工技術作為一種新型施工工藝，因其施工速度快、基層整體強度高、后期路面裂縫少等優(yōu)勢，也已開始大規(guī)模應用。因此，本文旨在深入研究抗裂型水穩(wěn)基層雙層連鋪施工技術的應用，揭示該技術在減少路面裂縫方面的實際應用效果，并為其進一步推廣和應用提供科學依據。

1 工程概況

某高速公路工程為雙向6車道，其路面結構組成形式見表1。本工程選取樁號K3+000～K3+500施工段落作為試驗段，采用雙層連鋪技術進行水穩(wěn)基層的施工。

2 抗裂型水穩(wěn)碎石的特點

抗裂型水穩(wěn)碎石與傳統(tǒng)水穩(wěn)碎石相比，主要有以下特點。

（1）成型試件方式不同。抗裂型水穩(wěn)碎石通過采用振動壓實法成型試件，在此基礎上確定最佳含水率和最大干密度等指標[1]。（2）粗骨料含量更多，級配相對更粗，能形成十分密實的結構。（3）水泥用量較少，因此可以減少基層后期干縮、溫縮裂縫的產生。（4）振動擊實作用下使混合料形成骨架密實結構，后期強度主要依靠骨架強度。因此，抗裂型水穩(wěn)碎石雖水泥劑量較低，但強度更高。（5）4.75～19 mm范圍內粗集料占比較大，且級配更加合理，能有效減少控制混合料離析現象。（6）振動壓實作用下的抗裂型水穩(wěn)碎石基層強度增長更快。

3 水穩(wěn)基層雙層連鋪技術概述

3.1 技術原理

不同于傳統(tǒng)單層攤鋪施工需要待下基層施工結束后養(yǎng)生7 d并經質量檢測合格后，方可開始上基層的施工，雙層連鋪施工工藝流程為：在下基層攤鋪碾壓施工一定長度后，緊接著開始上基層的攤鋪工作。在完成兩層攤鋪碾壓施工后，進行灑水養(yǎng)生7 d，然后上、下基層一同鉆芯取樣，并進行質量檢測[2]。

3.2 技術優(yōu)勢

（1）相較于傳統(tǒng)單層攤鋪施工方式，雙層連鋪可以縮短約一半工期，提升水穩(wěn)基層攤鋪施工效率，適用于施工工期較緊的情況。（2）雙層連鋪施工可以節(jié)約養(yǎng)護、清理、施工機械設備費用以及相應的人力成本，產生了良好的經濟效益。（3）雙層連鋪由于節(jié)省了下基層養(yǎng)生時間，可以及時覆蓋下基層，及時控制了水分散失，因此有效控制了干縮裂縫的產生，可以減少瀝青路面運營后期反射裂縫的出現。（4）雙層連鋪可以增強上下基層之間的粘結性能，使得上下基層成為一個整體，提高了基層的整體強度。

4 抗裂型水穩(wěn)碎石混合料配合比設計

4.1 原材料選擇

4.1.1 水泥

結合雙層連鋪施工要求以及抗裂型水穩(wěn)基層相關技術標準，本項目選擇緩凝型普通硅酸鹽水泥（P.O 42.5），其初凝時間為340 min，終凝時間為424 min，經檢測其各項指標均能滿足規(guī)范要求。

4.1.2 集料

本項目選擇19～31.5 mm、9.5～19 mm、4.75～9.5 mm、2.36～4.75 mm、0～2.36 mm五檔集料，其各項指標均滿足水穩(wěn)基層集料使用要求。

4.1.3 水

選用純凈、無雜質、無毒無害的普通飲用水。

4.2 配合比設計

4.2.1 級配設計

抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層配合比設計的關鍵在于滿足強度的前提下，盡量控制水泥用量，從而避免基層后期干縮、溫縮裂縫的產生。與此同時，還應控制細集料用量。本項目通過振動擊實試驗和無側限抗壓強度試驗，最終確定各檔集料的摻配比例為19～31.5 mm∶9.5～19 mm∶4.75～9.5 mm∶2.36～4.75 mm∶0～2.36 m=25∶30∶20∶8∶17。

4.2.2 水泥劑量與最佳含水率確定

為模擬抗裂型水穩(wěn)基層施工現場真實碾壓工況，本項目采用振動擊實法成型試件。選取3.5%、4%、4.5%、5%4種水泥劑量制備抗裂型水穩(wěn)碎石混合料試件，然后檢測其最佳含水率、最大干密度以及無側限抗壓強度，最終根據試驗結果確定抗裂型水泥穩(wěn)定碎石的最優(yōu)水泥劑量為4.0%，最佳含水率為4.1%。

5 抗裂型水穩(wěn)基層雙層連鋪施工技術要點分析

5.1 施工準備

（1）應嚴格控制原材料質量。選擇有資質的水泥生產廠家，在進場前對水泥質量進行檢查，保證水泥質量合格，初凝時間應≥4 h、終凝時間宜為6～10 h。集料生產應采用反擊破碎工藝，確保集料粒徑及各項性能符合規(guī)范以及施工要求。同時應嚴格控制篩孔0.075 mm通過率，盡量減少集料中的黏土含量。對所有檢測不達標的產品予以清退，不得投入使用。

（2）在下基層攤鋪前，應對底基層質量進行驗收。完成驗收后，對底基層進行徹底的清理和處理，確保其平整、潔凈。如果存在其他雜物，應予以清除。清掃完畢后，對其表面進行灑水濕潤。

（3）為保證抗裂型水穩(wěn)基層雙層連鋪施工連續(xù)性，應根據工程實際情況以及周邊交通運輸狀況，配備好攤鋪機、壓路機等施工機械設備，并做好調度工作。本工程具體施工機械配置如表2所示。

5.2 混合料拌合

（1）正式拌合前，需要提前調試拌合設備，以確保施工過程中材料的質量和穩(wěn)定性。此外，在正式拌合前還需檢測原材料含水率。（2）在高溫季節(jié)，為保證抗裂型水穩(wěn)碎石混合料碾壓時處于最佳含水率，考慮到運輸過程中的水分蒸發(fā)等因素，因此在拌合時，混合料的實際含水率應比最佳含水率略高 0.5%～1.0%。（3）在拌合過程中應安排專人時刻檢查混合料拌合均勻性，不得出現粗、細集料離析的情況[3-4]。

5.3 混合料攤鋪

上基層攤鋪前，應在下基層表面均勻噴灑水泥凈漿，噴灑量宜為1.0～1.5 kg/m3，以保證兩層之間的黏結力，提高水穩(wěn)基層整體結構強度。攤鋪機應安裝反向螺旋葉片，以控制攤鋪過程中離析現象的產生。下基層碾壓40 m后，立即進行檢測。檢測合格后進行上基層的攤鋪，上基層攤鋪應在下基層混合料初凝前進行。

5.4 混合料碾壓

（1）碾壓施工應遵循“先輕后重、先靜后振、先慢后快、由低到高”的原則。

（2）下基層碾壓施工應采用22 t單鋼輪振動壓路機，碾壓遍數≥6遍。同時，取消雙鋼輪壓路機靜壓收光，保證下基層表面仍保留一定的構造深度。

（3）根據試鋪段施工效果，得到上基層的最佳碾壓組合方式如表3所示。

（4）如因天氣問題導致水分散失快，應采用霧狀噴灑的方式及時進行補充灑水，保持基層表面濕潤，但不可采用澆水的方式。

（5）在上基層完成終壓工作后，應立即對其平整度進行檢測，平整度較差位置處需進行補壓。

5.5 施工縫處理

水穩(wěn)基層雙層連鋪施工不可避免地會存在橫向接縫，因此需重視接縫處理工作。在開始下一個路段的下基層攤鋪工作前，需對接縫處平整度進行檢測，將不合格部位沿垂直道路中心線方向切除，然后涂抹黏層油，再呈八字形騎縫碾壓。

5.6 養(yǎng)生與交通管制

在完成抗裂型水穩(wěn)基層施工后，需要立即進行覆蓋養(yǎng)護，可使用濕麻布、塑料薄膜等，同時，還應通過經常性地灑水保持水穩(wěn)基層的濕潤狀態(tài)，目的是防止水穩(wěn)基層過早干燥，以促進水泥的充分水化和硬化。養(yǎng)生時間通常為7 d。養(yǎng)生期間需避免人員和車輛的重壓，以免對水穩(wěn)基層造成損傷。在養(yǎng)生過程中，需根據氣溫、濕度和施工現場的實際情況對灑水量進行調整，以確保養(yǎng)護效果良好[5]。

6 工程應用效果分析

6.1 平整度檢測

本工程采用3 m直尺法對試驗段上基層平整度進行檢測，檢測結果顯示基層平整度均滿足規(guī)范要求。

6.2 壓實度檢測

采用灌砂法對上、下基層壓實度進行檢測，檢測結果顯示：其中，上基層的壓實度均超過99%，下基層壓實度介于98%～99%，均能滿足規(guī)范要求。

6.3 鉆芯檢測

6.3.1 完整性檢測

對養(yǎng)生7 d后的抗裂型水穩(wěn)基層進行鉆芯取樣，取樣數量為4個，均能取出完整芯樣。從芯樣外觀可看出，基層芯樣完好，上、下基層之間緊密連接，由此可見雙層連鋪施工效果良好。

6.3.2 無側限抗壓強度檢測

將芯樣制作成標準試件分別測定上、下基層無側限抗壓強度。檢測結果顯示，上、下基層無側限抗壓強度均滿足設計要求，且上下基層強度相差較小。

6.4 裂縫觀測

在抗裂型水穩(wěn)基層雙層連鋪施工完成半年后，對其路面使用性能進行跟蹤觀測，重點觀測有無裂縫問題。從觀測結果來看，試驗段運行狀況良好，無裂縫產生。

7 結論

本文依托某高速公路工程，對抗裂型水穩(wěn)基層雙層連鋪施工技術進行了深入研究與應用探索，得到了如下主要研究結論。

（1）通過振動擊實法和無側限抗壓強度試驗結果，最終確定了抗裂型水泥穩(wěn)定碎石混合料的最優(yōu)水泥劑量為4.0%，最佳含水率為4.1%。

（2）在抗裂型水穩(wěn)基層雙層連鋪施工完成半年后，對該試驗段進行了跟蹤觀測，觀測結果顯示路面無裂縫產生，運行狀況良好。

參考文獻

[1]石帥.某高速公路抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層技術研究及應用[J].工程技術研究，2021，6（3）：66-68.

[2]陳會平.水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連鋪施工質量控制[J].中國公路，2020（12）：112-113.

[3]王銀州.分析抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層的雙層連鋪施工工藝[J].科技創(chuàng)新導報，2019，16（22）：33-34.

[4]李青仙.水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連鋪施工技術應用[J].交通世界（上旬刊），2022（6）：113-115.

[5]戴冬良.水泥穩(wěn)定碎石基層雙層連續(xù)攤鋪施工技術[J].交通世界（上旬刊），2021（25）：85-86.