水泥稳定碎石基层分层摊铺一次成型施工工艺

水泥稳定碎石基层分层摊铺一次成型施工工艺

瞿守良,张琰浩,杨书奎,费立豪

中国二冶集团有限公司014030

摘要：在较厚水泥稳定碎石基层的施工中，很容易产生各种质量问题，技术和施工人员需要充分考虑具体施工中存在的问题，并有针对性的进行分析，通过对结果的分析，采取相关技术措施，积极应对水稳基层可能出现的各种问题。如采用水稳基层分层摊铺一次成型工艺，使多层水稳基层摊铺施工工序间合理衔接，避免多种施工质量隐患，本工艺应用在同类型水稳基层结构的道路建设工程中，能够提质增效，加快施工进度。

关键词：水泥稳定碎石基层；分层摊铺；一次成型；施工工艺

0前言

本文分析了在道路工程建设中，较厚水泥稳定碎石基层分层摊铺一次成型工艺，本工艺可有效保证施工质量，加快施工进度，降低施工成本，同时可有效缩短道路的封闭时间，充分缓解交通运输压力。

1水泥稳定碎石基层分层摊铺一次成型工艺的特点

1.1目前，高等级道路的水泥稳定碎石基层厚度一般都大于20cm，根据施工规范要求一般都要采取分层摊铺碾压施工工艺。水泥稳定碎石基层不连续分层摊铺施工工艺要求下基层摊铺碾压且养护至少7天后方可再进行上基层的摊铺碾压施工，这样造成了上下水稳基层龄期不同，上基层施工过程中会对下基层造成一些污染和损伤，上下水稳基层间连接不紧密而界面明显分离，因此上下水稳基层整体性较差而导致其承受弯拉应力能力降低，且会增加工期、造价。水泥稳定碎石基层分层摊铺工艺对比以往的道路路面分层摊铺施工的性质存有很大不同，其特征就在分成两层连续摊铺施工，但若想一次成型，在具体的施工中势必要涉及两个机械施工班组，根据梯队的方式，针对水稳基层进行摊铺、碾压等操作，完成一次成型的施工任务。该施工工艺可以保障施工质量，确保碎石基层一次成型施工操作的完整程度，加快施工的进度，保证在施工期限内完成施工工作，还能够提高路面施工的抗压性能，不会出现后期变形的问题。

1.2在水稳基层进行分层摊铺一次成型施工时，因为层间摊铺操作时间无过长间隔，所以下面的基层表面不会长期同外界环境接触，可以有效的减少失水程度，在下层水稳基层中的水泥终凝前完成其上层的水稳层施工；在摊铺底层上的第二层后，能够有效的消除环境湿度、温度等因素的干扰。分层摊铺一次成型工艺的优势主要表现为：实用价值较高，可以提高施工效益，保证施工质量，具有可靠、安全和稳定的特征，能够使路面在长时间内保持有效的运行，还可以有效的缩短施工时间，增强水泥稳定碎石基层的完整性，便于后期开展相应的维护和保养工作。

1.3水稳基层一次成型除了本文介绍的分层摊铺一次成型工艺外（分层摊铺一次碾压成型），还有一种整层摊铺一次碾压成型工艺，这种工艺也有不足之处：①必须选用大吨位振动压路机进行碾压，且容易形成基层上部压实度过百而下部压实度不足，不易精确控制整层的松浦系数；②压实度检测、侧模板固定及顶高程精确控制有难度。根据我国水稳基层施工现状而言，本文的分层摊铺碾压一次成型比整层摊铺碾压一次成型工艺更可行，本文工艺所使用的都是常规施工机械设备，施工工序控制更简单可行，可通过精细管理手段确保水稳基层的施工质量等优点。

2水泥稳定碎石基层分层摊铺一次成型施工工艺

2.1原材料要求

1）水泥：应采用缓凝标号32.5级或42.5级水泥，初凝的时间需超过三个小时，因此，分层摊铺一次成型主要是运用缓解水泥初凝时间较长这一特点来进行施工的；终凝时间应大于6h且小于10h。

2）集料：通常下基层粒料的最大粒径需要小于31.5毫米，上基层粒料中的最大粒径需严格控制在低于19毫米。《城镇道路工程施工与质量验收规范》（CJJ1-2008）中规定,集料之中的有机质含量需低于2%，针片状在其中的含量需小于百分之十五，硫酸盐的含量应低于0.25%，对于城市快速路与主干路基层和底基层的角度来讲，碎石压碎值需小于百分之二十六和百分之三十。

    详细施工工艺详见图1：水泥稳定碎石基层分层摊铺一次成型施工工艺流程图。

2.2下承层（底基层）

1）在首层水稳基层摊铺以前应该对下承层开展全面的检测，若是不符合标准应采用适宜的措施急性处理。应对下承层表面进行清扫，下承层表面应平整、坚实，无杂物、无松散颗粒和粗、细骨料集中现象。

2）下承层上的中线偏位、纵断高程、横坡、平整度、宽度等验收合格，符合施工验收规范的要求。

3）水稳基层摊铺前，采用洒水车洒水湿润下承层表面，但不能在表面形成积水。

2.3混合料的配合比设计与拌合

1）混合料配合比设计

水稳混合料拌合站试验室试验人员筛分碎石，取碎石、水泥、水等原材料进行混合料配合比设计，取符合试验强度要求的最佳配合比作为水泥稳定碎石的生产配合比（工地实际采用的水泥剂量比室内实验确定的剂量多0.6％），一般设计为低剂量水泥稳定碎石。若想避免水稳基层形成裂缝，应该在符合设计强度的条件下严格控制水泥的用量，降低集料之中的含泥量，并对含水量、粉料、细集料的用量进行严格控制。而需要水泥剂量低于5.5%，低于0.075毫米的颗粒在集料级配之中的含量应小于4%，其中的含水量应低于最佳含水量的百分之一。施工过程中要勤测量水稳混合料的含水量，若是含水量太大，将会发生弹簧与翻浆等问题，对于混合料的密度与强度存有直接影响，将会导致混合料的干缩性增多，致使结构层发生很多不可控的干缩裂缝；若是含水量太小，就会使混合料非常松散，无法被碾压成型，为混合料的密度与强度造成严重影响。

2）混合料拌合前应对拌合生产设备进行检修，保证拌合生产时，各设备运行正常。配料机需供料均匀，不宜过满，避免串料现象发生。

3）拌合生产前，需对未掺加水泥的拌合料进行筛分，检查碎石级配是否达标，如有偏差，应及时纠偏，应重点控制19mm、9.5mm、4.75mm筛孔通过率的指标。

4）在试验段施工过程中，水稳拌合站对配合比、水泥含量、级配检查需每小时检查一次，正常施工时，应定量定期检查，每天检查2次，防止生产配合比与试验配合比脱节。拌制的混合料应无花白、无离析现象，不合格的混合料严禁出厂。

5）为确保碾压密实，拌合时宜根据气温、运距、出料时间及施工机械碾压性能，将混合料的用水量提高0.5%～1.0%（比最佳的含水量还要高出大约0.7%最适宜），有助于补偿混合料在运输、摊铺、碾压工作中导致的水分损失。

2.4施工测量放样

1）在施工之前，应该对全线的导线点与水准点开展复测工作，之后根据10厘米间距放出路线中桩、边桩、距离中线一定距离（两台摊铺机铺筑于结合位置）的控制点，针对其高程进行明确测量。

2）采用水准仪进行测量确定设计标高，再根据松铺系数明确计算出松铺的厚度，在中桩、边桩安放固定挂线控制桩，将导向钢丝绳安装于控制桩中并固定且拉直绷紧，有利于摊铺机实现自动找平；在距离中线相应距离（两台摊铺机铺筑结合位置）的控制点利用三脚架支撑铝合金直块，利用调节安装在三脚架上面的螺旋，让铝合金直块顶面更好地满足高程的明确计算，有利于摊铺机控制包含松铺系数的水稳基层高程。

2.5试验段

1）试验段长度一般不低于200m，根据施工现场具体情况选择试验段位置，编制试验段施工方案报监理审批通过后组织实施。

2）试验段目的：一是利用试验段的施工，探索分析并总结出水泥稳定碎石基层最适宜的施工组织与施工工艺，为后续水泥稳定碎石基层的全面施工提供指导。二是严格验证并进行总结碾压、铺筑最佳的松铺厚度、最适宜的碾压机械设备组合、最适宜的碾压遍数与碾压速度，及各机械设备的行驶速度、上下水稳基层施工实际允许的最大间隔时间。③收集相关数据，最终确定分层连续摊铺一次成型水稳基层的施工参数，为全线水稳基层施工更好地满足图纸和规范技术质量标准提供指导。

2.6混合料运输

1）运输混合料以大吨位自卸车为佳，驾驶前要检验车况，清洗干净车厢内壁后再装料。自卸车的数量必须满足混合料运输与摊铺的需要，且稍有多余。自卸车数量n根据拌合站的生产能力Q(t／h)、自卸车的载重能力G(t)及运输时间等因素而定，自卸车所需数量按下式计算：

2）自卸车在拌和站装料时，每卸一斗料要挪动一下位置，使其前、后、中依次装料，以避免混合料在装车时离析。

3）混合料要尽快运到施工现场，在拌合站及运输途中，自卸车车厢上应有篷布覆盖措施，防止水分损失，造成含水率变化，影响混合料压实效果。如因运输车辆路上出现故障，要在最短时间内维修好车辆，或及时采取倒运混合料措施。若在中途停留耽误的时间已超过水泥的初凝时间，则该车混合料要以废料处理，不得继续使用。

4）拉料自卸车驶入到摊铺现场以后，在专业指挥人员的指导下进行有序停放，自卸车应该在摊铺机前10厘米到30厘米的位置停车，自卸车在卸料时应挂好空挡并拉好手刹，依靠摊铺机的推动前进。料车在卸料时，分三到五次将混合料起斗倒入到摊铺机的料斗之中，防止混合料溢出到摊铺机料斗之中，有效降低混合料的离析。

水稳料总运量能满足拌和出料与摊铺需要，并有2辆富余料车等候。水稳混合料自卸车进入到摊铺现场以后防止太早拿掉覆盖物，前车摊铺之后，后车才能拿掉覆盖物，摊铺机前除正在铺料的自卸车外只能有一台自卸车去掉覆盖物备铺，避免车内混合料散失水分影响混合料配合比的准确性。

2.7混合料摊铺

1）如果道路基层宽度小于一台所选型号摊铺机的最大摊铺宽度，则可以安排2台摊铺机及对应其它碾压机械设备，组成二个施工班组，一个班组先进行下基层水稳摊铺碾压施工，在铺筑上基层前应先对下基层进行压实度检测，压实度合格后对下层表面进行拉毛处理，在碾压完成以后，下到基层上先喷洒一层稀释的水泥浆，如此有利于让两层更好地粘结成为一个整体，之后另一个班组紧跟着进行上基层水稳摊铺碾压施工（要在下基层水稳料中水泥终凝前完成上基层的摊铺碾压施工），两个班组并排前后错开约10m的距离，呈梯队方式同步作业；如果道路基层宽度大于一台所选型号摊铺机的最大摊铺宽度，则可以安排4台摊铺机及对应其它碾压机械设备，组成四个施工班组，二个班组先后进行下基层水稳摊铺碾压施工，两个班组并排前后错开约10m的距离，呈梯队方式同步作业，保证纵缝搭接紧密碾压密实。在铺筑上基层前应先对下基层进行压实度检测，压实度合格后对下层表面进行拉毛处理，这样能有效的使两层很好的粘接成一个整体，之后另二个班组分别紧跟着前两个班组进行上基层水稳摊铺碾压施工（要在下基层水稳料中水泥终凝前完成上基层的摊铺碾压施工），两个班组前后保持约50

~60m的距离，保证纵缝搭接紧密碾压密实。根据《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20-2015）规定，并排的摊铺机班组，两台摊铺机前后之间的间距应控制在10厘米以内，纵向摊铺混合料过程中，两幅之间需设置三百到四百毫米左右宽度的重叠搭接，还要避开车道轮迹带。上基层和下基层的横向搭接位置需要错开两米以上，上下基层的纵向搭接位置需要错开超过二十厘米的距离。

2）混合料到场后，观察其外观质量，及时对含水率进行检测，如情况异常，及时通知拌和站现场联络人，由其与拌和站及时沟通、调整至合格。

3）摊铺机须匀速前进，不间断，不变速，自卸车卸料应连续，摊铺机不得停机等料。为保证基层边缘强度，摊铺水稳料应有一定的超宽。

4）设专人清理摊铺机行走路线前方履带处粒料。设专人对成型基层表面检查，对粗骨料集中现象及时处理，铲除粗骨料，喷雾器喷雾湿润，筛子筛细料添补，压路机及时碾压。

5）自卸车卸料完成后，货箱内余料运至指定地点存放，不得随意倾倒在作业面。

6）设专人对碾压完成后的基层进行平整度检查，偏差超过8mm的部位要及时处理。

2.8混合料碾压

1）摊铺机摊铺完成50m后，压路机即可碾压。碾压时遵循“从路边向路中，在曲线段由内弯向外弯，直线段先低侧后高侧”，“先轻后重，先慢后快，由弱振至强振”，“45°阶梯”等原则，每次碾压应重叠1/2后轮宽度，且在未碾压一端的横向接头位置要错开0.4m~0.5m，形成齿状。

2）碾压分初压、复压和终压三个阶段。初压采用胶轮压路机静压2遍，负压采用振动压路机弱振2遍，强振2遍，终压运用脚轮压路机静压一遍，双钢轮压路机静压一到两遍开展光面操作。压路机静压过程中，速度需严格控制在每小时两千米一下，振动碾压时速度应控制在3km/h以下。

3）压路机碾压时应先慢后快，碾压应做到压实均匀，没有漏压、死角，压路机不得在水稳基层表面掉头，以避免破坏基层表面。碾压过程中出现拥包时，应由专人进行铲平处理。现场压实度检测采用灌砂法（大型灌砂筒能够检测30cm厚度以下的压实度），如压实度不达标，应及时安排补压。在压实度达到设计及规范要求后，采用2台胶轮压路机、1台14t双钢轮压路机进行静压、收光，消除轨迹。

表1  混合料碾压机械组合

（4）混合料自搅拌至摊铺碾压完成，应严格控制在3小时以内。

2.9接缝（施工缝）处理

1）用水准仪对每天或每段末端横向工作缝处已经完成的水泥稳定碎石基层顶面标高进行实测，与设计标高对比，确定高程偏差值是否合格。（同时用3m平整度尺进行平整度检测，使偏差值在规范允许范围内）。

2）确定合格部位后，操作人员在合格部位处用白灰做控制线，操作工人根据控制线对水稳基层进行清理，形成竖向断面垂直的横向工作缝。

3）对横向工作缝清理干净，然后用饮用水均匀的浇洒在接茬位置，露出坚实的基层面。

4）均匀的将水泥洒在湿润的基层面上，要求水泥全部被水浸湿（形成干硬性水泥浆），确保接茬处基层面全部被水泥浆润湿，之后在摊铺新型混合料。当天施工的两工作段的衔接之处运用搭接，防止发生纵向接缝。

2.10施工质量检测

1）分层连续摊铺碾压成型工艺，下基层在上基碾压过程中，得到了二次碾压密实，使得下基层密实度好于上基层和分层铺筑工艺的基层。缩短了基层成型的时间（下基层不需要单独养护），节省了工期，尤其是适用于夏季时间短，年施工期少的地区。连铺工艺现场管理难度大，各方协调调度复杂，需要施工单位增大管理投入，加强管理和协调。

2）根据《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80／1-2017)规定，水稳基层施工质量检测的各检查项目及合格标准详见表1：稳定粒料基层和底基层实测项目。水稳基层外观质量要求：表面应无松散、无坑洼、无碾压轮迹；表面连接离析需控制在10米以内，累计离析应控制在50米以内。

2.11养生

水泥稳定碎石基层施工需要处于气温很高的季节组织施工，施工过程中的日最低气温需高于5℃，若是处于冰冻的区域，需要在第一次重冰冻（-3~-5℃）到来之前的15~30天施工完成。夏季高温季节施工水稳基层时，可采取洒水车洒布冷水并及时覆盖遮阳防止水分蒸发过快。上基层水稳料碾压成型后，要立即进行养生，保障水稳基层施工质量。具体措施可以覆盖毛毡或溪水土工材料洒水养生，上基层表面需确保湿润度。养生时间通常要控制在七天到十天，养生过程中应封闭交通。

3结束语

经过考证大量工程施工实践显示，以往的水稳基层分层摊铺碾压施工工艺会呈现出基层整体性差、整体强度低且易产生损伤不良现象，以及上、下基层的裂缝相互反射影响以及工期长、造价高；而水泥稳定碎石分层摊铺一次成型施工工艺，能够连续摊铺碾压施工，在保证水温基层平整度和压实度的情况下，大大改善了基层层间接触状态，提高了基层的整体性，各项检测性能都明显优于传统的分层铺筑施工工艺。此施工工艺可以解决分层施工中常见的层间分离问题、整体性较差以及联结不紧密等一系列问题，而且还可以降低施工的成本，缩短施工所需要时间，更可以对工程的质量起到极大的提高作用。连续分层摊铺一次成型施工工艺则可以很好的改善传统分层碾压工艺存在的问题，提高了水稳基层的整体性和承载力，提高了施工效率，能够适应道路交通大荷载、交通忙的难题，具有广泛的应用前景。

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