高速公路水泥稳定碎石基层施工方法及体会

高速公路水泥稳定碎石基层施工方法及体会摘要：本文以国道206线黄山馆至新河段高速公路工程为例，介绍了高等级公路水泥稳定碎石基层采用摊铺机整型，振动压路机碾压的“先摊铺，后碾压，最后整形光面”施工工艺及关键环节，并就施工过程中存在的问题和改进措施提出了具体的想法、建议和体会。关键词：公路水泥稳定碎石施工方法体会水泥稳定碎石作为半刚性材料，以其整体性强、承载力高、刚度大、水稳性好等特点在高等级公路路面基层施工中被广泛应用。山东省黄山馆至新河段国道206线高速公路（下称黄新路），路面基层采用水泥稳定碎石结构，半副宽12.77m，厚0.36m，设计配合比为6：100，施工采用厂拌法拌和，摊铺机摊铺，振动压路机碾压并遵循“先摊铺，后碾压，最后整形光面”的工艺方法，较好的达到了规定的质量要求。1施工工艺1.1工艺流程工艺流程采用“三区段、八流程”。三区段即摊铺区、压实区和整型区。八流程即：施工准备、拌和、运输、摊铺整平、碾压、整型封面、洒水养生和交通管制。工艺特点是“先摊铺，后碾压，最后整形光面”，主导压实机械是50T振动压路机，辅助机械20T光轮、胶轮压路机。关键环节是配料准确、拌和均匀、碾压密实和适时养生。工艺流程见图1。1.2施工作业方式施工作业按流水作业进行，作业区段长度单幅150m，按10h/d计，日进度单幅300m。1.3关键环节1.3.1配料准确配料准确是保证水泥稳定碎石内在质量的关键环节。配料准确的基本前提是两种原材料（水泥和碎石）要合格。特别是水泥的质量必须确保是道路硅酸盐325以上。配料准确的主导设备是厂拌设备，具体要求是性能好、精度高。配料准确的施工控制是：①碎石的级配要严格控制，在粗集料中单个颗粒最大粒径不应超过37.5mm.黄新路碎石级配采用10～30mm碎石用量35%，5～10mm碎石用量21%，0～5mm石粉用量44%。三种料分别装入厂拌机组料斗,然后同水泥一起下拌和锅拌和均匀。②水泥稳定碎石混合料的比例要严格控制。即通过一定料斗门开启高度下的给料皮带机电机转速比（水泥：碎石=490：650）实现既定的混合料比例（水泥：碎石=6：100）。具体调试时，碎石比例宜控制在80%～85%之间。1.3.2拌和均匀在水泥稳定碎石混合料拌和过程中，均匀性是影响水泥稳定碎石结构强度的关键因素。能否拌和均匀？一则是调整好厂拌设备搅拌机叶浆的倾角、数量和混合料的含水量。二则是控制好成品混合料的跌落高度、运输和摊铺。其中含水量气温和运距可比最佳含水量大2%～3%。含水量小时，会在搅拌机内拌不匀，含水量大时，会在跌落高度和运输过程中出现离析。1.3.3碾压密实碾压是水泥稳定碎石获得强度的重要因素和关键环节。毫无疑问，压实功越大，强度越高，水泥稳定碎石基层质量越好。但并不是说，压实遍数越多，压实质量越好。因为一旦超压，则造成表面碎石压碎，形成软夹层，影响水泥稳定碎石整体强度。黄新路采用50吨振动压路机振压3遍,光轮压路机碾压1遍,胶轮压路机跑光1遍.即可解密实，既避免了对水泥稳定碎石的超压破坏，又保证了水泥稳定碎石高程和平整度的工艺控制。从含水量角度讲，碾压时混合料含水量宜大于最佳含水量0.5%～1.0%。从压实厚度讲，当采用50吨振动压路机碾压时，基层一般不应超过25cm，如黄新路设计厚度为36cm，分两层施工,每层18cm,松铺20.1cm，松铺系数为1.114。尤其对于碾压过程出现的“弹簧”松散、起皮现象，应及时翻开重新拌和（加适量水泥），或用其他方法处理，达到质量要求。另外路面基层两边、结构物台背及接缝处均要比正常路段多压1～2遍，以此确保薄弱环节施工质量。1.3.4适时养生养生是水泥稳定碎石强度形成的关键因素。黄新路采用洒水及覆盖风化砂养生，覆盖风化砂7～10cm并洒水。勤洒、少洒，以保持水泥稳定碎石表面始终潮湿或湿润。洒水及盖砂养生时间与施工温度相关。气温在20℃以上时，一般养生7天；当气温在35℃以上时，一般只需3天即可。洒水要采用专用水车。避免使用自行改装的自行罐车淌水车养生。否则，会在刚成型的水泥稳定碎石表面形成“麻子脸”。另外，洒水一定要均匀及时，否则，会直接影响强度形成，并可能出现表面收缩裂纹。2几点想法和体会2.1水泥稳定碎石配合比设计2.1.1根据部颁《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）要求，水泥稳定碎石配合比设计中，碎石应占80%～85﹪（混合料为密实式稳定粒料），且最大粒径为30mm。而黄新路采用82%，最大粒径为30mm。本人对已完成的K12+200～K12+600段左半幅水泥稳定碎石试件强度作为统计。R=4.6MPa，Cv=0.0652，符合R≥Rd/（1-ZαCv）条件（Rd=4.0MPa，Zα=1.645）,完全可以满足高速公路路面基层强度要求。2.1.2根据七·五攻关研究成果，当碎石含量超50%时，采用现行部颁规范要求的重型击实法不能得出真正的最大干密度，而应用填充理论进行二灰碎石混合料的组成设计。2.2培土路肩在高等级公路路面基层设计中，一种有土路肩，另一种无土路肩。对于前者，毫无疑问，要培土路肩。但对于后者，本人认为：最好也培20～30cm宽土路肩，其目的有二，一则作土平台，台顶撒白灰作松铺高程标记，引导司机视线。二则起挡料作用，避免因边缘压实问题而导致摊铺过大的施工余宽，即使施工完后回收余宽料，也宜越少越好。2.3摊铺机械目前，高等级公路水泥稳定碎石基层较多的采用摊铺机摊铺，如黄新路采用ABG423摊铺机摊铺水泥稳定碎石基层，不仅会减少工艺性消耗，而且还会为解决路面面层平整度通病奠定基础。2.4压实机械和工艺流程传统的基层压实机械为光轮压路机，工艺流程为“先摊铺，后碾压，最后整形光面”，并导致基层高程和平整度控制难度较大。而黄新路水泥稳定碎石基层采用压实机械为50吨振动压路机、光轮及胶轮，与之匹配的工艺流程为“先摊铺，后碾压，最后整形光面”。在一定程序上解决了基层高程，尤其是平整度问题。收到了明显的效果。2.5接缝处理接缝处理是施工容易出现问题的地方，当采用摊铺机摊铺时，同日施工的工作段的衔接处，应采用搭接。前一段拌和整形后，留5～8米不进行碾压，后一段施工时，前段留下未压部分，应加水泥重新拌和，待后段施工时一起压实整型。在现场具体作业时，尽可能将水泥稳定碎石施工至结构物处，减少横向接缝，以期获得较好的平整度。2.6压实度检测方法水泥稳定碎石基层压实度检测最常用的方法是灌砂法，同时，也是较准确的检测方法。核子密度仪法目前在我国褒贬不一。尽管如此，本人认为，随着高等级公路基层施工技术的不断提高，质量高、速度快将是承包人经济效益的源泉。因此，核子密度仪的应用和推广将具有广阔的前景。为此，本人建议，通过与灌砂法不少于40组的对比试验，回归出两种方法检测结果的偏移值。进而实现以核子仪为主进行检测，以灌砂法为准进行验证的质量控制模式，以期提高工作效率。总之，水泥稳定碎石基层采用厂拌法拌和，振动压路机碾压，摊铺机整平并按“先摊铺，后碾压，最后整形光面”的工艺流程作业；同时，抓住关键环节，就可以创造优质、高效高等级公路。