半刚性水稳基层一次性摊铺施工技术在城市道路施工中的应用

半刚性水稳基层一次性摊铺施工技术在城市道路

施工中的应用

Application of Semi-rigid Water-stable Grass-roots One-time Paving Technology in Urban Road Construction

赵双喜 ZHAO Shuangxi

作者简介:赵双喜 （1968-），男，湖南岳阳人， 湖南顺天工程项目管理有限公司工程师，从事建筑工程项目监理工作。

摘 要：本文结合工程实例和相关技术规范，分析介绍了城市高速公路半刚性水稳基层混合料的配合比设计，并对半刚性水稳基层一次性摊铺施工技术进行了详细阐述， 对其施工质量控制及检测进行了简要探讨。

关键词：城市道路； 半刚性基层； 配合比； 摊铺施工；质量检测；水泥级配碎石基层

中图分类号：TU415.12

文献标识码： B

文章编号：1008-0422（2009） 08-0161-03

1 工程概况

我国 90%以上的高等级公路沥青路面基层和底基层采用半刚性材料，半刚性基层沥青路面已成为我国高等级公路沥青路面的主要结构类型。从实践中可以看出，采用具有一定厚度和严格级配要求的优质级配碎石作为  上基层而半刚性材料作为下卧层，则这种上柔下刚式 “组合基层” 一方面在很大程度上能够防止和减少半刚性基层的反射裂缝，同时级配碎石基层还能起到具排水功能基层的作用，这种结构既发挥了半刚性基层沥青路面高强度的优点，又在很大程度上克服了半刚性路面的缺点。

 湖南某城市绕城高速公路长,该公路主线路面总厚度 67.5cm 和 69.5cm，半刚性的水泥级配碎石基层设计厚度 35cm和36cm， 施工采用单幅、 大厚度、 一次性摊铺施工技术。

2 半刚性的水泥级配碎石基层混合料配合比设计

配合比设计以交通部《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）为基础，结合施工设备和现场原材料样品进行了混合料配合比设计。

2.1原材料的质量控制

1)水泥采用初凝时间 3h以上和终凝时间较长（宜大于 6h）的硅酸盐水泥，但不得使用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥。工程采用湖南某水泥公司生产的 P.0.32.5级复合硅酸盐水泥。

2)碎石采用某料场石料，生产不同粒径的碎石分别为：1#料粒径为 31.5mm～19.0mm，2#料 粒径为 19.0mm～9.5mm，3#料粒径为9.5mm～4.75mm，4#料粒径为 4.75mm 以下，各集料在监理工程师的旁站下进行了材料抽检试验，且各项指标均满足规范要求。最大粒径不应超过 31.5mm，颗粒组成见表 1。

a.水泥稳定碎石的压碎值应不大于 30%。

b.有机质含量超过 10%的粒料，不适宜作水泥稳定。

c.硫酸盐含量超过 0.8%的粒料，不适宜作水泥稳定。

d.水应洁净，饮用水均可应用。

3)原材料进场前必须经试验，合格的集料才准运输到沥青拌和站堆放，各种材料隔离存放，严禁混料现象发生。

4)原材料试验及配合比试验严格按试验规程和施工指南进行，用于试验检测的仪器必须经校核并具有合格证，试验过程中按规范步骤进行、精心操作、做好记录，试验结果符合试验精度要求，确保试验结果的真实性、准确性、可靠性。

2.2生产配合比调试及确定

将各种不同规格矿料连续不断地通过皮带秤送人搅拌仓，形成混合料。通过标准重量进行皮带秤的校核调整。通过室内控制数显读盘，对每一冷料斗逐一进行单调，直至调到符合目标配合比标准流量时的控制数显为止。

在目标配合比标准流量准确控制的条件下，将各种不同规格矿料连续不断地通过皮带秤送入搅拌仓，在皮带秤不同位置上取有代表性的试样，进行室内颗粒分析。依据筛分结果，通过微机程序计算法，重新求得矿料合成级配，使之与设计要求的圆顺矿料级配曲线相吻合。用该矿料配合比添加水泥和水，即为水泥稳定级配碎石混合料的生产配合比。

施工采用经审批的生产配合比，矿料掺配比例为 1#：2#：3#：4#=12%：22%：28%：38%；最佳水泥剂量为 4.0%，施工增加 0.5%为 4.5%；最大干密度 2.37g/cm3，最佳含水量为 4.6%，生产配合比符合设计及规范要求。

3 半刚性水稳基层摊铺施工工艺

3.1施工工艺流程

本工程采用单幅、一次性摊铺施工，其施工工艺流程见图 1。

3.2基层混合料一次性摊铺施工准备

3.2.1施工机械配置（见表 2）

表2 基层施工机械配置

     3.2.2施工技术准备

     3.2.2.1施工放样

首先恢复中线，每隔 10m设一桩，并在两侧插钎挂线。进行水平测量，根据摊铺系数在两侧钢钎上挂线确定基层边缘的设计标高，松铺系数为 1.25。确保施工放样桩位符合设计与规范要求精度，满足施工要求。

3.2.2.2准备下承层

1)按《技术规范》的要求，对下承层进行逐项检查。对检查结果不符合要求的路段，在监理工程师认可后，采取相应措施进行处理，直至达到规范要求。基层施工前应保证底基层的平整度和压实度，路拱没有任何松散的材料及软弱地点。底基层的平整度、压实度、弯沉值等技术参数符合设计及技术规范要求。

2)基层施工前，清除各种杂物，用 22t压路机碾压底基层 2 遍，碾压过程中发现过干、表层松散，应适当洒水；如过湿，测取弯沉值，符合设计及规范要求后方可施工。

3.3施工要点

3.3.1厂拌法拌和

1)混合料采用 WCB500 型和 WCB400 型水泥稳定粒料拌和站进行水泥级配碎石的拌和，采用厂拌法集中拌和时，应符合下列要求：a.集料必须保证最大粒径和级配符合要求；b .料仓和拌缸前应有剔除超粒径石料的筛子；c .配料应准确，拌 和应均匀；含水量宜略大于最佳值，使混合料运到现场摊铺后碾压时的含水量不小于最佳值；d.不同粒级的碎石以及细集料应隔防，分别堆放。

2)拌和现场须有一名试验人员监测拌和时的含水量和各种骨料的配比，发现异常及时调整或停止生产，含水量应按要求的频率检查并做好记录；各料斗应配备 1～2名工作人员，时刻监视下料情况，并人工帮助料斗下料，不准出现卡堵现象，否则应及时停止生产。

3.3.2运输和铺筑

1)运输能力：车辆数量必须满足拌和设备连续生产的要求，不因车辆少而临时停工。运输车辆数量视拌和和设备生产能力 Q（t/h）、车辆的载重能力 G（t）及运输时间等因素而定，按下式计算：

n =a(t1 + t2+ t3)/T

式中：t1——重(n) 载运输时间（min）

t2——空载运输时间（min）

t3——在工地卸料和等待的总时间（min）

T——拌制一车混合料所需的时间（T=60G/Q，min）

α——储备系数，视交通情况而定，一般取 =1.1～1.2

2)拌和机向车厢内卸料时，应从车向前部、后部、中部分三次装料，每卸一斗水泥水泥级配碎石混合料汽车移动一次为止，以减少水泥级配碎石混合料粗细集料离析现象的发生。

3)连续摊铺过程中，运料车在后轴轮胎与摊铺机接触前 10cm～30cm 处停住，严防撞击摊铺机。此时汽车应挂空档，等候摊铺机推动前进。卸料过程中必须有专人指挥。

4)水泥级配碎石基层摊铺采用中大 DT1600型多功能摊铺机单幅、大厚度一次性摊铺。摊铺速度 V 0根据搅拌站产量，按下式计算：

V 0=Q×n/(60×h×B×ρ)

式中：Q——拌合和站产量（t/h）

n——拌和机台数

h——铺层厚度（m）

B——摊铺带宽（m）

ρ——混合料密度（t/m3）

5)松铺系数的计算： 

6)连续稳定的摊铺是提高路面平整度最主要的措施。摊铺机的摊铺速度应做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。不得任意快速摊铺几分钟，然后再停下来等下一车料。午饭应分批轮换交替进行，切忌停铺用餐。争取做到每天收工停机一次。

7)摊铺过程中， 对摊铺机螺旋送料器两边达不到的地方， 由人工配合找平。

3.3.3碾压

1)水泥级配碎石基层采用两台 22t、一台32t单钢轮压路机和一台 26t胶轮压路机组合碾压。初压为 22t压路机静压一遍，复压采用32t压路机振动碾压四遍、后 26t胶轮压路碾压两遍， 终压采用 22t压路机弱振收光一遍。

2)碾压过程中如发现粗细集料离析现象， 特别应铲除局部粗集料 “窝” ，并用新拌混合料填补，然后再行碾压。发现翻浆现象应立即停止碾压， 待翻松晒干， 或换含水量合适的材料后再行碾压。对于碾压过程中出现的拥包，应由人工刮起平处理，再继续碾压。

3)直线段由两侧向中心碾压，超高段由内侧向外侧碾压，每道碾压与上道碾压相重叠 1/2轮宽，使每层整个断面完全均匀地压实到规定的密实度为止。压实后表面平整夫轮迹或隆起，且断面正确路拱符合要求。凡压路机不能作业的地方采用机夯进行压实，直到获得规定的密实度为止。压路机每次由两端折回的位置呈阶梯形随摊铺机向前推进，使折回处不在同一横断面上。

4)严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头和急刹车，保证基层表面不受损坏。压路机的碾压速度，头两遍控制在 1.5km/h～1.7km/h， 以后控制在 2.0km/h～2.5km/h。

5)碾压过程中，基层的表面应始终保持潮湿。若水分蒸发过快，应及时补洒少量的水， 但严禁洒大水碾压。

3.4养生

1)由于水泥级配碎石基层是水硬性材料， 碾压完成后应立即进行养生，基层表面采用防水土工布覆盖，两侧坡面采用农用塑料薄膜覆盖，用编织袋装少许碎石均匀地压在防水土工布上。

2)养生期间设专人和洒水车进行养生， 养生时间不少于 7d， 且必须经常保持结构层表面湿润，每天洒水不少于 3次。

3)养生期间除洒水车外，封闭交通。在覆盖措施的水泥级配碎石基层上，不能封闭交通时，限制重车通行，其他车辆的车速不得超过30km/h。

3.5接缝处理

1)用摊铺机摊铺混合料时， 不宜中断， 如因故中断时间超过 3h， 应设置横向接缝， 摊铺机应驶离混合料末端；

2)人工将末端含水量合适的混合料整齐，紧靠混合料放两根方木，方木的高度应与混合料的压实厚度相同；整平紧靠方木的混合料；

3)方木的另一侧插打钢钎， 设置斜撑；

4)将混合料碾压密实，去除堵头方木， 用3m 直尺在混合料末端丈量平整度，经现场监理确定，用末端垂直切割法施工横向接缝。

5)若摊铺中断后，未按上述方法处理横向接缝，而中断时间已超过 2h， 则应将摊铺机附近及其下面未经压实的混合料铲除，并将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成一横向（与路中心线垂直）垂直向下的断面， 然后再摊铺新的混合料。

6)避免纵向接缝。出现纵向接缝时，纵缝必须垂直相接，不能斜接，并符合下列规定：a.在前一幅摊铺前，在靠后一幅的一侧应用方木做支撑，方木的高度与水泥级配碎石基层的压实厚度相同；b.养生结束后，在摊铺后一幅前， 将方木除去。

4 施工质量控制及检测

4.1对每个进入本项目施工的人员，均要求达到一定的技术等级，具有相应的操作技能，特殊工种必须持证上岗。加强对每个施工人员的重量意识教育， 提高他们的质量意识，自学按操作规程进行操作， 在质量控制上加强其自学性。

4.2 施工管理人员，特别是质检人员， 随时对操作人员所施工的内容、过程进行检查，在现场为他们解决施工难点， 进行质量标准的测试，随时指出达不到质量要求及标准的部位，要求操作者整改。

4.3在施工中各工序要坚持 “自检、互检、专业检” 三检制度， 在整个施工过程中做到工前有交底， 过程有检查，工后有验收的 “一条龙” 操作管理方式， 以确保工程质量。

4.4水泥级配碎石基层施工允许偏差见表 3。

表3  水泥级配碎石基层实测项目

5 结论及建议

5.1提高路面的施工质量， 仅靠在沥青层采取工艺、工序措施是不能确保的， 必须从基层抓起，层层路面结构的施工都得从严把关， 从根本上保证和提高路面的施工质量。

5.2矿料的取样必须从加工厂自己去取样，同时选择的料厂必须是大型化、专业化的加工厂，一项工程用料必须自如至终都由某一台或几台碎石机供料，不得随意更改料源和碎石机供料，否则将使工程质量受到影响。

5.3严格控制摊铺速度和速度均匀性，保证施工中碾压遍数。摊铺过程中以厚度为主要指标来控制标高，不得随意调整传感器。

5.4压实机具尽可能选用大吨位机械，以确保工程压实质量。“紧跟碾压” 不是亦步亦趋，在摊铺机后预留适当长度， 才能实现波浪式碟压，逐段推进。这样， 可做到压实遍数可控、压实段落清晰， 确保压实度和平整度符合要求。

5.5 基层单幅、大厚度一次性摊铺碾压成形， 相对于两次分层摊铺来说，其抗拉伸、 抗冲击强度可以提高 80%以上，可以有效地避免和推迟早期路面的下沉、 车辙形凹陷、 分裂脱落、坑洞等常见病害的产生。对于提高公路路面质量，延长公路寿命有很大的帮助。

参考文献：

[1] 孙立军.沥青路面早期损坏的新类型和机理研究[J].中国公路,2005（3） .

[2] TJT034-2000.公路路面基层施工技术规范[S].北京：人民交通出版社， 2000.

[3] 公路沥青及沥青混合料试验规程.JTJ052-2000[S].

[4] 沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京： 人民交通出版社，2001.