浅析沥青路面大厚度大宽度水稳基层首件工程施工

第37卷 第6期 2012年12月 公路工程 Highway Engineering Vol．37，No．6 Dec．，2012

［收稿日期］2012—08—10

［作者简介］许 明( 1977—) ，男，湖南湘潭人，工程师，主要从事工程管理研究公路路面工作。

浅析沥青路面大厚度大宽度水稳基层首件工程

施工

许 明

( 湖南省高速公路管理局，湖南 长沙 410016)

［摘 要］在保证公路工程质量的前提下加快工程进度是公路建设者最为关心的问题。在这种环境需求下，通过技术咨询和论证，通平高速将 15 标的部分基层变更为上基层和下基层两层，每层 28 cm 厚。采用了公路基层( 下基层) 大宽度、大厚度一次摊铺工艺。首件施工试验检测数据分析: 实测项目均满足设计和施工规范的技术要求，首件施工是成功的。

［关键词］水泥稳定碎石基层; 大厚度; 大宽度; 首件工程施工

［中图分类号］U 416．1 ［文献标识码］A ［文章编号］1674—0610( 2012) 06—0150—04

1 概况

通平高速公路是湖南省规划的“五纵七横”高速公路网中的第一纵平江至汝城高速公路的第一段，起于湘鄂两省交界处的通城界，经平江县东塔、南江、梅仙、城关、三阳、安定共 6 个乡镇，止于平江县黄泥界，与浏阳( 黄泥界) 至醴陵高速公路相接。主线长 73． 027 km，按双向四车道高速公路标准设计，设计时速 100 km，路基宽度 26 m。

在保证公路工程质量的前提下加快工程进度是公路建设者最为关心的问题。在这种环境需求下，通过技术咨询和论证，通平高速将 15 标的部分底基层 20 cm，下基层 18 cm，上基层 18 cm，变更为上基层和下基层两层，每层 28 cm。厚度超过了基层施工规范推荐的适宜厚度。为了保证工程质量，采用了公路基层( 下基层) 大宽度、大厚度一次摊铺工艺。

从技术角度上和首件施工试验检测数据分析:虽然厚度不符合《公路路面基层施工技术规范》( JTJ 034 －2000) 有关技术要求。在通平高速15 标基层( 下基层) 实行大宽度、大厚度摊铺和大型压路机碾压，这种工艺是切实可行的。技术规范代表着当前社会平均技术水平和机械设备，只有新的技术水平和机械设备积累大量成功的数据后，才能为规范的修订提供科学依据。

通平高速公路第 15 合同段在各项准备工作满足要求后，进行了路面水稳低基层首件工程的施工。该合同段于 2012年 4 月 27 日在 k66 +500 ～ k66 +700 段( 左幅) 28 cm 水稳碎石下基层的试铺。主要用于检查下基层施工的施工方案、人员组织、机械配套、施工方法、检验方法及检测结果能否符合设计及规范的各项要求。

2 水泥稳定碎石下基层施工准备情况

2． 1 设计配合比

碎石Ⅰ( 19 ～31． 5 mm) ; 碎石Ⅱ( 9． 5 ～19 mm)碎石Ⅲ( 4． 75 ～ 9． 5 mm) ∶ 石屑( 0 ～ 4． 75 mm) =22 ∶ 23 ∶ 23 ∶ 32，产地: 姚州碎石场。水泥: 湖南“印山台”牌 P． C32． 5 复合硅酸盐水泥。监理和技术咨询组同步进行配合比设计，经通平公司总监批准: 采用水泥剂量 3． 5%配合比，最佳含水量: 5． 2%，最大干密度: 2．340 g/cm3

。考虑拌合楼生产时存在计量偏差，实际生产按照增加 0． 3% 水泥剂量，按照 3．

8% 水泥剂量进行生产控制。

2． 2 原材料检测

试铺用集料进场后，承包人完成了自检，监理和技术咨询组完成了抽检。所有检测指标满足我国基层施工技术规范和《通平高速水泥稳定碎石基层设计施工技术指南》及相关管理文件的要求。

2． 3 拌合楼试运行

2012 年 4 月 26 日监理组对承包人拌合楼进行了验收。通过对集料称量系统和水泥称量系统进行校验，称量系统满足要求，可以进行试拌; 并与当天试生产，对混合料的含水率，水泥剂量，级配相关指标进行试验［1］，试验结果在规范允许的范围内，该拌合楼通过验收，可以进行试铺。

3 主要机械设备

WDB600 型拌合楼一座，最大生产能力 500 t / h。中大机械集团研制生产的大厚度、大宽度防离析摊铺机 DT1600。该机型功率大，输料槽高度和宽度都较传统摊铺机高。这些特点使它在施工作业中加大了摊铺机满埋螺旋输料量，降低了螺旋布料速度，极大地减少了布料螺旋高速旋转抛扬造成的横向离析。螺旋前导料板的间隙可随机适度调整，减少了粒料向基层表面滚落的数量，使摊铺层厚度方向粒料均匀; 螺旋的多级调整，对摊铺层表层的粒料起到再次连续搅拌作用，使摊铺层厚度方向上粒料均匀，极大地改善了摊铺过程中的竖向离析问题。

17T 双钢轮压路机 1 台，YL37 型胶轮压路机碾压 1 台，YZ32 型振动压路机 2 台，20T 单钢轮振动压路机 1台。30 t 自卸汽车运输 17 台。其中 YZ32型振动压路机特点: ①超重吨位、超大激振力，最大作用力 81 t，双频、双振幅系统满足各种压实工艺。②行驶平稳，行走系统前后轮采用 3 个独立液压马达驱动，无机械冲击，往复作业换向平稳，驱动力大。

4 后场运转情况

2012 年 4 月 27 日，进行了水泥稳定碎石下基层首件工程施工，共生产混合料 1 800 t，所有运输车辆经现场监理验收合格后才允许投入使用，从拌和机向运料车上放料时，应分 5 次挪动汽车位置，以减少粗细集料的离析现象。运料车应用篷布覆盖，用以保湿和防止污染［2］，直至卸料时方可取下覆盖篷布。同时应保持装载高度均匀以防离析。通过总量校核，水泥剂量和厚度满足要求。

5 前场施工过程及控制内容

① 路基应无过干、过湿现象，表面平整、无积水、无松散现象［2］。经检测，弯沉、标高等符合验收标准。路面施工承包人在铺筑下基层前应对路基进行日常维护，使路基在路面施工过程中保持良好状态，无表面积水，无边坡明显冲刷或滑塌。

② 监理组测量监理工程师对各测量控制点高程及模板宽度进行复核，两侧采用钢模板控制宽度，试铺前按 1． 3 的松铺系数进行松铺厚度放样，摊铺时摊铺机按两侧的钢丝绳行走进行铺筑厚度控制。钢丝绳每 10 m 设立一个支撑，张拉力符合要求。

③ 水泥稳定碎石运到摊铺地点后应凭运料单接收，并检查拌和质量。不符合质量要求，或已经结成团块、已遭雨淋湿的混合料不得铺筑在道路上。

④ 摊铺时，采用大厚度、大宽度防离析摊铺机DT 1600。单幅全宽一次摊铺到位。正常摊铺时，摊铺机的行走速度 1～1． 5 m/min。

⑤ 水泥稳定碎石施工时每一段碾压完成并经压实度检查合格后应立即开始养生，不应延误。碾压完成后，立即采用雾化无压力水使表面湿润，然后覆压塑料薄膜进行养生，养生不少于 7 d，养生期内进行交通管制，除洒水车外，禁止一切车辆通行，不能封闭的，须经监理工程师批准，并将车速限制在30 km / h 以下，并禁止重型车辆通行。水泥稳定碎石上基层未铺封层或面层时，除施工车辆外，禁止一切机动车辆通行。

⑥ 施工过程中采用了其他道路成功碾压的机械组合，通过机械组合及压实遍数与压实度的关系确定碾压机械和压实遍数见表 1 。

根据上述数据对比可得出:

碾压时先用 17T 双钢轮压路机静压 1 遍→37T胶轮压路机碾压 2 遍→32T 单钢轮压路机振动碾压2 遍→20T 单钢轮压路机振动碾压 1 遍→压实度检测→20T 单钢轮压路机静压收光 1 遍，可以满足压实度技术要求。

6 施工中存在的问题

① 现场加固模板所用支撑数量不够，致使基层边沿碾压不够，出现边缘不完整现象。

② 拌和机与摊铺机的生产能力不协调，出现摊铺机停机待料的情况，影响平整度。

③ 水泥稳定碎石施工时多次出现一车料收斗一次的做法。仅当料斗内沾较多混合料时方需收斗。收斗应在运料车离去、料斗内尚存较多混合料时进行，收斗后应立即连接满载的运料车向摊铺机内喂料。多次收斗，出现局部离析。

7 首件工程施工检测

根据《公路路面基层施工技术规范》中质量管理要求，按照交通部颁 JTG E51 －2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》和交通部颁 JTG E60－ 2008《公路路基路面现场测试规程》标准方法对首件工程施工采用的水泥稳定碎石混合料进行筛分、含水率、水泥剂量、无侧限抗压强度试验和现场路面压实度、厚度试验［3］，按照交通部颁 JTG F80/1－2004《公路工程质量检验评定标准》和《通平高速基层施工技术指南》进行评定。

a．    通过试拌、试铺，集料配合比能满足设计和施工规范要求［4］，试验数据见表 2。

从水筛结果，按≥4． 75． 0 mm 偏差范围 ±5%控制，≤2． 36 mm 偏差范围 ±4%控制，0． 075 mm 偏差范围±2%控制，筛孔通过率基本正常。但与目标相比，混合料偏小，可适当微调，更接近目标配合比。

b．    施工过程中，按照交通部颁 JTG F80 /1 －2004《质量检验评定标准》［4］和《通平高速基层施工技术指南》的相关要求，进行了相关检测［5］。水泥稳定碎石混合料和现场检查结果具体数据见表 3。

试验路 7 d 期典型现场钻芯照片见图 1。

c． 经施工和监理工程师现场测量，其松铺系数为 1． 280，与初定松铺系数接近。

d． 施工方法确定。

① 混合料配合比控制方法准确，可行。

② 混合料采用 DT1600、一次性摊铺，正常速度约为 1 ～ 1． 5 m/s，因为试验路段，摊铺时有 5 车以上的待料车，基本满足要求; 在大面积摊铺时，拌合楼的生产能力与摊铺机将不匹配，需要增加拌合楼的生产能力。

③ 采用的施工碾压设备，按照规定的工艺和遍数，压实度能满足要求。

④ 含水率和水泥剂量的控制能满足摊铺碾压的要求。

⑤ 平整度指标合格率稍低，可以通过减少水泥稳定碎石施工时车料收斗次数，摊铺机和拌合楼供应量匹配，减少等料而造成摊铺机停顿等方法提高平整度［6，7］。

8 结论和建议

通过首件工程施工，证明下基层摊铺施工的人员组织合理，设备状况良好，压实机械配套，施工方法，检验仪器及检验结果能够符合设计及规范的各项要求，并取得了各项施工的控制数据。

① 采用 DT1600 型大厚度、大功率摊铺机和大吨位的 YZ32 压路机碾压设备将原来分为三次摊铺碾压成型的水泥稳定碎石基层进行两次性摊铺碾压成型，其优异性在于碾压后，一是水泥稳定碎石基层的压实度、厚度等技术指标均能满足《公路工程质量检验评定标准》JTG F80—2004 相关规定，二是减少了一道施工工序，大大缩短了施工时间，三是由于工序的减少导致工期、人工、能源等都得到了大幅节约［8］。

② 大厚度大宽幅水稳摊铺工艺的不足之处是下基层表面平整度不足。现场实际检测，大厚度水稳摊铺的松铺系数为1．28，这意味着压实机具的碾压沉降厚度非常大，碾压机具的单位碾压长度和碾压机具的行驶都将对基层的表面平整度产生很大的影响，从而加大了基层平整度的控制难度。要想有效地保证水稳基层表面平整度，就必须配备足够的检测人员、处理人员和机械，对碾压完成后的基层表面平整度进行检测，对有问题的地方及时进行处理［9］。另外，施工时车料收斗次数多，摊铺机和拌合楼供应量不匹配，因为等料而造成摊铺机停顿也是影响平整度的因素［10］。

③ 水泥稳定碎石下基层配合比碎石( 37．5 ～19 mm) ∶ 碎 石 ( 19 ～ 9．5 mm ) ∶ 碎 石 ( 4．75 ～9. 5 mm)∶ 石屑( 0 ～ 4．75 mm) = 22∶23∶23∶32，水泥用量 3．8%; 最大干密度: 2．340 g/cm3，最佳含水量: 5．2%，此混合料及摊铺的水稳碎石下基层技术指标满足施工规范技术要求。

④ 混合料配合比控制方法可行。级配波动在允许偏差范围内，现场混合料 7 d 无侧限抗压强度满足技术要求，下基层表面无明显离析现象。混合料的松铺系数为 1． 28;

⑤ 确定施工压实顺序及碾压遍数。采用 17T双钢轮压路机静压 1 遍→37T 胶轮压路机碾压 2 遍→32T 单钢轮压路机振动碾压 2 遍→20T 单钢轮压路机振动碾压 1 遍→压实度检测( 合格)→20T 单钢轮压路机静压收光 1 遍。碾压工艺能够使 28 cm 厚度基层压实度达到 97%的技术要求。

⑥ 集料级配可以进一步优化，使生产集料级配接近目标级配。摊铺高潮时，建议增加一台拌合机，两台拌和机同时拌料，保证连续摊铺［11］。

［参考文献］

［1］ JTG E51 －2009，公路工程无机结合料稳定材料试验规程［S］．

［2］ JTJ 034 －2000，公路路面基层施工技术规范［S］．

［3］ JTG E60 －2008，公路路基路面现场测试规程［S］．

［4］ JTG F80/1 －2004，公路工程质量检验评定标准［S］．

［5］ 李福普，李闯民． 公路工程师试验检测人员考试用书［M］． 北京: 人民交通出版社，2012．

［6］ 黄煜镔，吕伟民． 水泥稳定碎石基层施工质量控制及其措施［J］． 中南公路工程，2005，( 2) ．

［7］ 范海军，莫林辉，杨 忠． 邵怀高速公路水泥稳定级配碎石半刚性基层非荷载作用裂缝控制［J］． 公路工程，2007，( 5) ．

［8］ 李少华． 半刚性基层大厚度宽幅摊铺施工技术研究［D］． 西安: 长安大学，2009．

［9］ 吴宗初． 高速公路半刚性基层摊铺施工技术分析探讨［J］． 四川建材，2008，( 4) ．

［10］ 曹贤卿，詹旺生． 水稳半刚性基层施工经验探讨［J］． 今日科苑，2010，( 24) ．

［11］ 杨继禹． 高速公路半刚性基层施工技术研究［J］． 黑龙江科技信息，2010，( 8) ．156