公路大厚度水泥稳定碎石基层施工技术

2023-09-28曹晓辉

工程建设与设计 2023年18期

曹晓辉

（阳原县交通运输局，河北阳原 075800）

1 引言

公路建设中的路面结构分为底基层、基层以及面层，其中，基层结构在路面结构体系中主要起承上启下的作用，承受面层传来的行车荷载，同时保护底基层结构，因此，基层结构的施工质量直接决定着整个路面结构的强度和稳定性。高速公路基层结构的主要施工材料为水泥和碎石集料。本文主要针对大厚度水泥稳定碎石基层施工技术进行分析，围绕大厚度水泥稳定碎石基层材料指标要求、施工工艺展开研究，并在具体工程中应用。

2 工程概况

某公路项目全线长70.97 km，设计行车速度为80 km/h，路基宽度为20 m，双向四车道设计标准，沥青混凝土路面。该高速公路基层结构设计为36 cm 厚水泥稳定碎石基层+18 cm厚水泥稳定碎石底基层，水泥掺量分别为4.5%、3.5%，厚度较大，为提高公路基层整体稳定性和结构强度，现对公路大厚度水泥稳定碎石基层施工技术要点进行重点研究[1]。

3 大厚度水泥稳定碎石基层原材料设计

3.1 水泥

大厚度水稳基层用到的水泥通常有普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等，其质量要求见表1。本项目选用的主要是42.5 级普通硅酸盐水泥，其成分要求以及各项物理力学性能指标见表2、表3，各项性能指标均能满足规范要求。

表1 水泥质量要求

表2 水泥成分要求

表3 水泥的物理指标要求

3.2 集料

3.2.1 粗集料

大厚度水稳基层用到的粗集料通常需具备洁净、质地坚硬、耐久等特性，需采用大型联合碎石机进行制得，基层和底基层单个颗粒最大粒径分别不得大于31.5 mm、37.5 mm，且对应的压碎值和针片状含量不得大于30%、20%。本项目选用石灰岩碎石作为大厚度水泥稳定基层粗集料，其主要技术指标见表4。

表4 粗集料物理力学性能试验数据

3.2.2 细集料

大厚度底水泥稳定碎石基层中常用的细集料主要有河砂、机制砂等。本项目选用石屑和河砂两种，分别进行室内性能测试，检测结果见表5。由表中数据可得，石屑和河砂的强度和最佳含水量更有优势，因此，在实际施工中应尽量选用机制砂、石屑等作为细集料。

表5 细集料试验数据

3.3 水

大厚度水泥稳定碎石基层施工用水可直接采用饮用水，并要求所用水源中硫酸盐含量低于0.002 7 mg/mm3，含盐量低于0.005 mg/mm3，pH 需超过4，其内不得含有任何淤泥、油渍以及其他有毒物质。

3.4 级配设计

本项目大厚度水泥稳定碎石基层混合料合成配比具体见表6。

表6 水泥稳定碎石混合料集料组成试验数据

4 大厚度水泥稳定碎石基层施工工艺研究

4.1 施工准备

首先，应进行下承层验收处理，底基层经验收合格后方可开展基层施工。施工阶段中下承层表面应确保无杂物、整洁且无任何松散，可适当进行洒水保湿。提前进行现场施工放样，规划出基层边缘线位置，放桩位置应与边缘线相距0.3～0.5 m，各桩间距控制为10 m。

4.2 混合料拌制

本项目选用两次拌和或振动搅拌的生产方式，每台拌和机的产量需超过500 t/h，且要求拌轴长度大于3.2 m，冷料斗超过4 个，水泥罐仓容量大于100 t。采用具备较高精确度的电子计量装置计量拌和过程中的水泥、集料以及水。所选用的拌和设备应提前予以调试，确保设备可正常投入使用，配备的质量系统需准确标定。在拌和过程中需安排专门人员来控制实际含水率，且各个料仓需安排专人监管[2-4]。

4.3 混合料运输

结合项目拌和站实际拌和能力、机械及人工摊铺能力等来确定运输车具体数量，要求所选用的运输车吨位超过20 t，且应配备帆布袋来进行覆盖以便防止水分散失。在装料过程中需尽可能降低出料口和车厢之间的高度，采用前—后—中的装料顺序，以免产生离析现象。运输车到达现场后应停于摊铺机前部0.1～0.3 m。

4.4 混合料摊铺

所选用的摊铺机设备应具备液压元件大排量、大功率以及传动系统大扭矩，确保可达到一次性摊铺，进而提高水稳碎石基层摊铺作业的平整度、均匀性以及密实性。另外，摊铺机应具备满埋螺旋二次搅拌能力，提高输料和布料过程的均匀性，由于大厚度水泥稳定碎石基层预压实度应大于80%，因此，摊铺速率需控制在2～3 m/min，并遵循低频高幅的原则展开摊铺作业[5]。

4.5 混合料碾压

大厚度水泥稳定碎石基层碾压施工应选用大激振力、大吨位的压路机设备，选用的钢轮压路机可实现双驱全液压、前后轮驱动自动控制，且启停不推移、不拥包，保持平稳，胶轮压路机需大吨位且能实现液压驱动控制，并可满足自动雾化补水。复压过程中应选用垂直振动压路机，分别进行3 遍低频高幅振动、2 遍高频低幅振动碾压。碾压过程中若存在碾压不密实或出现边部滑塌时，应选用模板支挡工艺进行维护处理。