整幅橡胶坝(大厚度一次整幅摊铺水稳基层施工技术应用研究)

文章来源：微信公众号“沥青路面”

国内现状

水泥稳定碎石基层是我国主要的基层结构形式，整体厚度一般在40cm左右。由于传统设备的性能问题，只能将基层整体分两层施工，每层厚度不超过20cm，实行分层摊铺、碾压及双层连铺的主流施工工艺。分层铺筑工艺，降低了基层的整体性，容易造成上下施工层黏结不牢、平整度不理想、纵向接缝处理困难、施工离析、施工效率低下等问题。因此，解决水稳基层分层施工中存在的问题，已成为目前高等级公路施工的一大课题。随着科技的发展，施工机械设备性能的不断提高，2003年在云南砚平高速提出了整厚度式基层摊铺课题，经过10余年的研究革新，水泥稳定碎石基层实行大宽度大厚度一次摊铺技术日趋成熟。《公路路面基层施工技术细则》于2015年5月19日颁布，2015年8月1日实施。细则中明确了大厚度摊铺的相关要求，标志着我国水泥稳定碎石基层施工采用大厚度一次性摊铺的工艺将会在全国更大范围得到推广应用。

水泥稳定碎石的工作机理

水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实。其强度主要靠碎石间的嵌挤锁结原理，同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。它的初期强度高，并且强度随龄期而增加，很快结成板体，因而具有较高的强度，抗渗性和抗冻性较好，是高级路面的理想基层材料。

大厚度摊铺的工作原理

利用摊铺机自身超大功率、液压元件超大排量、传动系统超大扭矩，通过超级满埋螺旋、二次搅拌、均匀输料和布料，摊铺水稳级配碎石，配备相应吨位压实设备，达到压实要求，保证水泥稳定碎石基层的整体性、稳定性。大厚度一次性摊铺可有效克服横向、竖向、纵向、片状、温度离析，实现超宽度、超厚度摊铺，提高了基层混合料摊铺的均匀度、平整度、密实度。

大厚度摊铺在鹤大高速中的应用

工程概况

本项目为交通运输部指定的科技示范工程及吉林省交通运输厅打造的低碳公路的示范高速公路，以提高工程质量和服务水平为核心，落实“生态文明建设”和“绿色、循环、低碳”的发展要求，建设“技术先进、资源节约、抗冻耐久、生态环保”的现代化高速公路。

鹤大高速路面基层设计采用34cm水泥稳定碎石，水泥∶集料=5:95，压实度不小于98%，7d无侧限抗压强度不小于4.5MPa。为保证水稳基层施工质量，打造精品工程，ZT06标段路面基层采用大功率摊铺机大宽度、大厚度一次摊铺施工工艺。

施工工艺

技术准备工作

大厚度一次性摊铺水泥稳定碎石基层施工技术虽日趋完善，施工过程中也存在一定不足。为保证施工质量，施工前的技术准备工作要更充分。摊铺前编制详细的施工方案，确定合理的施工工艺；进行室内配合比试验比选，并进行优化设计，确定合理的配合比；制定关键工序控制措施；对下承层进行验收，下承层表面应无杂物，无松散现象，表面喷洒水泥浆湿润，必须在其满足规范要求后才能进行下道工序施工。

物资管理保障

(1)材料准备：水泥、碎石等按规定进行检验。水泥稳定碎石配合比设计与试验：按设计强度要求，分别做最大干密度和无侧限抗压强度试验。(2)机械准备：大厚度、大宽度摊铺施工，除了摊铺机械功能满足外，碾压设备、拌和设备亦应配套。施工设备：水稳摊铺机、运料车、压路机、洒水车、平板夯等。

水稳基层摊铺的施工工艺

下承层验收处理

下承层表面应无杂物、无松散现象，表面洒水湿润。为了能取出完整芯样及保证层间黏结，施工时常采用喷洒水泥浆的方式。

施工放样

施工前做好放样工作。恢复中线时，每10m设一桩，并在两侧路肩边缘外设指示桩，指示桩上用明显标记标出水泥稳定碎石底基层边缘的设计高。用白灰划出水泥稳定碎石基层的边缘线，并在边线外0.3~0.5m处每10m放一桩，测量高程，供架设高程控制传感器的基准线使用。在摊铺前检查作为基准线使用的钢丝绳松紧度，防止钢钎松动、连接的支杆滑动和钢丝绳下垂。采用钢丝引导的高程控制方式，钢丝支架以直线段每10m设一处、曲线段每5m设一处为最佳。钢丝应有足够刚度，拉力不小于800N。

水泥稳定碎石基层混合料拌制

(1)拌和站必须按照实验室提供的配比进行下料。(2)为防止各料斗间发生窜料现象，料斗间用隔板分隔，同时装载机上料时应注意不应装得太满，避免发生窜料现象。(3)在正式拌制混合料前，必须先调试所用的设备，使混合料的颗粒组成和含水量都达到规定的要求。对水泥用量的控制装置须定期进行标定。(4)拌和站设专人对混合料含水率进行实时监控，实验室配合拌和站操作人员进行含水率控制，并根据天气情况适当增减，确保混合料含水率达到施工和规范要求。(5)设专人对各料仓进行监控，避免因缺料或下料口堵塞发生断料现象，影响混合料级配。

混合料运输

(1)拌和完成后，根据拌和设备生产能力、运载能力、运送距离、交通状况来确定运输车辆数量，以在摊铺机前有5辆以上车等候卸料为宜。(2)装车时应控制出料口与车厢的高度尽量小些。运输车应前后中移动分3次装料，以减少装料时离析现象。车上的混合料用帆布覆盖，以防水分过分损失。(3)运输车辆进入施工现场，应减速慢行，避免集料颠簸造成离析及出现交通事故。(4)卸料时应设专人指挥，自卸车应在摊铺机前0.1~0.3m前停住，严禁撞击摊铺机。

摊铺

(1)摊铺前在下承层上洒水湿润，并喷水泥浆，保证层间黏结密实。(2)运料车倒车至摊铺机前方停车，启动液压系统卸料，料斗倾斜角度以25°~35°为宜。当集料减少时适当增加料斗倾斜角度，保证集料自由下落到摊铺机料斗内。(3)摊铺机通过顶推滚轮推动自卸汽车共同前进开始摊铺。摊铺机通过螺旋布料器进行布料，通过刮料板进行刮平。(4)开始摊铺后摊铺机宜连续摊铺，不宜出现停机待料现象，摊铺速度应与水稳拌和站产量相匹配。(5)在摊铺机后面跟随3~5人的修整小组，对于局部粗细料离析现象，采用细料进行修补，严重部位挖除后用符合要求的混合料填补，挖除深度不小于15cm。

压路机碾压

初压采用双钢轮压路机静压1遍，压路机速度为1.5~1.7km/h。复压采用36t振动压路机弱振1遍强振2遍，胶轮压路机碾压1遍，压路机速度为1.5~2.0km/h。终压用双钢轮压路机静压收光1遍，消除轮迹，压路机速度为1.5~2.0km/h。相邻碾压带应重叠1/2轮宽，后轮必须超过两端的接缝处。压实后表面做到平整密实，无轮迹或隆起，不得产生“大波浪”现象。

严禁压路机在已经碾压成型的或正在碾压的水泥稳定碎石路段上调头或急刹车，保证水泥稳定碎石表面不受破坏。碾压后对边缘进行人工拍打，使边缘整齐、密实。

设置横缝方法

(1)横缝位置：混合料摊铺时，必须连续作业不中断，如因故中断时间超过2h，则应设横缝。每天收工之后，第二天开工的接头断面也要设置横缝。每当通过桥涵，在其两边需要设置横缝。

(2)横缝设置方法：基层的横缝宜与桥头搭板尾端吻合，横缝应与路面车道中心线垂直设置。人工将含水率合适的混合料末端整理整齐，紧靠混合料放两根高度与混合料的压实厚度相同的方木，方木的另一侧用砾(碎)石回填约3m长，其高度应略高出方木。在重新开始摊铺混合料之前，将砂砾或碎石和方木撤除，并将作业面顶面清扫干净，摊铺机返回到已压实层的末端，开始摊铺混合料。

试验检测

按照现行的规范《公路路面基层施工技术规范》的规定：“水泥稳定土的结构用12~15t三轮压路机碾压时，每层厚度不超过15cm，用18~20t三轮压路机碾压时，每层压实厚度不得大于20cm，对于水稳定中粒、粗粒土采用能量大的振动压路机碾压时，每层压实厚度，根据实验可以适当增加，压实厚度超过上述规定时应分层修筑”。随着压路机械功率不断增大，厚层水泥稳定碎石基层的不断推广，全面检测整个结构层整体压实质量的方法各不相同。鹤大ZT06标采用分层检测，先检测上部17cm，后检测下部17cm压实度。本次检测K640+400~K640+600段基层压实度。

可以得出，检测10个点，上层2个点“超百”，是由于大吨位压路机激振力大引起，下层压实度基本比上层压实度小3个百分点。上层、下层压实度≥96%，满足规范要求。

养护

水泥稳定碎石基层经检测合格后即进行覆盖养生。用洒水车喷雾洒水，然后覆盖土工布养生，养生期不宜少于7d。在养生期间应封闭交通，禁止运输车辆在其上行驶。若必须通车时，应限速在30km/h以下，严禁履带车辆通行或半边通车，工序上两边不能冲突，不要造成机械频繁调动。水稳层养护，有助于水泥稳定材料提升强度，避免基层表面产生干缩裂缝。

施工过程的优化、改进措施

碾压方案改进

原方案初压采用双钢轮压路机静压1遍，压路机速度为1.5~1.7km/h；复压采用36t振动压路机弱振1遍强振2遍，胶轮压路机碾压1遍，压路机速度为1.5~2.0km/h；终压用双钢轮压路机静压收光1遍，消除轮迹，压路机速度为1.5~2.0km/h。实际施工时发现，碾压完毕，基层表面局部表面松散，胶轮压路机碾压遍数少，不能全部消除表面皱纹。经过优化后，初压采用双钢轮压路机静压1遍，压路机速度为1.5~1.7km/h；复压采用36t振动压路机弱振1遍强振2遍，再次强振中间增加一次胶轮压路机碾压；终压用双钢轮压路机静压收光1遍，碾压完毕后基层表面均匀，基本无皱纹。

优化原因：超大激振力多功能压路机整机质量36t，激振力805kN，最大总作用力1040kN，行驶速度0~5.9km/h，层厚50cm的水稳层压实仅需3遍。由于对压路机路用性能不够了解，施工时考虑到压路机激振力过大，胶轮压路机碾压遍数少，造成表面局部出现皱纹。实际根据试验段的各项检测内容，不断完善碾压工艺，在确保不破坏集料质量的前提下保证路面压实度满足要求，最终对碾压方案进行了调整优化。

边坡震动熨平方案优化

边部压实装置附带在熨平板端部，采用垂直振动原理，为解决大厚度摊铺时边部压实而设，省去传统的钢架模板工序，节约成本。同时采用简易伸缩挡料板，由于扩展部分无振捣，此时接入边部振动装置，可对扩展部分进行夯实，保证压实度。

优化原因：现场施工发现，边部振动装置由于振动压实效果不理想，压路机边部弱振达不到压实效果，强振又造成边部坍塌严重。最后采取拆掉边部振动熨平装置，改装挡料板，采用传统的模板支档工序，确保基层边缘部压实度。

模板加固优化

由于大厚度摊铺时要使用36t的超大吨位压路机，激振力达到104t，压路机碾压边缘部位时，容易引起模具变形，因此采用钢模板。钢模板刚度大，受力不容易损坏，重复利用率高。模板的顶面与基层的设计标高应一致，使用双排钢杆固定。实际施工时采用3根钢杆固定。

优化原因：由于压路机激振力过大，侧模板很容易倒塌，双排钢杆无法满足要求，所以增加1根钢杆进行加固。指定专人负责模板的加固，发现模板倒塌，立即对模板进行调整，确保基层边缘压实度满足要求。

前导板挡料方案的优化

摊铺机机器本身在前挡板下方加装了上下高度可调的前导板。可调前挡板离地一般较高，为此施工时在前挡板下增加橡胶挡板。

优化原因：前导板下部采用弹性橡胶板结构，可以将离地间隙调为最小，且利用弹性板的外张效果减小螺旋布料器的输料阻力；对螺旋布料器外端处的卸荷口，同样采用弹性橡胶板的悬臂式结构，既防止大粒料向下滚落，又起到防止螺旋布料器卡死而卸荷的作用，也避免了因螺旋布料器卸料不畅顶起熨平板影响平整度的现象。

工程质量控制

质量控制情况

(1)在基层正式开工之前，铺筑试验段，通过试验段确定用于施工的集料配合比例、材料的松铺系数，确定标准施工方法，确定每一作业段的合适长度，确定一次摊铺的合适厚度等，及时预防和纠正后续生产可能出现的各种质量问题，以指导后续施工。

(2)试验检测控制。原材料进场后，实验室人员按程序进行检测，确保所进场的材料符合要求，并及时更新台账，确保用于路面基层施工的材料全部合格。

每天摊铺时，专人在现场检测压实度，发现压实度不满足要求，立即采取补压措施。

(3)测量控制。水泥稳定碎石基层施工前，测量人员根据设计施工图中给定的逐桩坐标、设计高程、设计宽度，以及监理工程师批复的导线点、水准点，用全站仪按10m间距恢复路线中桩及边桩。

(4)工程施工工效控制。

①路面基层每分钟能摊铺2m左右，每天按照10个h计算，能够摊铺1.2km。②基层施工配备摊铺机司机2人，运输车司机15人，模板工人2人(负责模板加固及传感器调整)，压路机司机3人，离析处理人员2人，共计24人。运输车可根据运距适当减少。施工过程中应每天根据施工进度，分析与计划功效不一致的原因，制定相应的措施。

大厚度摊铺质量通病的治理情况

基层底部压实度不足

(1)表现特征：现场检测基层下部压实度实测值不满足设计要求。(2)产生原因：①材料变异大，标准试验结果与实际不符；②混合料级配不准，拌和不均匀，施工过程中粗细集料离析；③压路机碾压遍数不够，配置不合理，碾压不规范。(3)防治措施：①选用合格的原材料，严格按照规范要求进行配合比设计，提高标准试验的准确性，加强材料的过程控制，减少波动；②选择满足要求的拌和设备，对拌和设备计量系统定期进行标定，混合料应拌和均匀，同时含水量应根据气温、运距进行适当调整；③合理配置压实机械组合，按照确定的施工方案进行碾压，不能偷工减料。

横向施工缝处理不规范

防治措施：

(1)摊铺前应对下承层进行检查验收，验收合格后方可施工，对局部平整度不满足要求段落进行处理；

(2)施工时采用钢丝引导的高程控制方式，钢丝支架直线段每10m设一处，曲线段每5m设一处，钢丝应有足够刚度，拉力不小于800N；

(3)混合料级配应满足设计要求，宜采用骨架密实型结构，控制细集料用量；

(4)摊铺时应做到连续、均匀摊铺，运料车在摊铺机前10~30cm处停住，不得撞击摊铺机，卸料时由摊铺机推动前进，摊铺机联机作业时应确保横坡、松铺厚度、振动频率一致；

(5)应处理好接缝，施工结束时用3m直尺沿纵向位置确定出高程和平整度符合要求的末端，挖除接头不平整部分，第二天施工时应做好起步阶段摊铺机调整，保证接头平顺、平整。

表面松散

(1)表现特征：碾压完毕，基层表面集料存在脱落的现象。(2)产生原因：①36t振动压路机原地振动等待时间过长，造成基层表面粗集料压碎；②施工级配控制不准确，水泥剂量偏低，强度不足；③拌和、装料、摊铺时间过长，造成混合料离析。(3)防治措施：严格根据试验段确定的碾压遍数及碾压速度进行碾压作业，加强现场施工工序交接，避免间歇时间过长。

结语

大厚度一次性摊铺水泥稳定碎石基层施工质量满足要求，加快了施工进度，避免了并机分层铺筑的纵向接缝，离析现象较少，人员投入较少，经济效益较突出，可大面积推广应用。但是边部震动熨平方案效果不理想，不能省去传统的钢架模板工序。基层边缘碾压时，很容易造成边部模板倒塌；受厚度的影响，检测基层整体受力及压实度的方法有待于研究提高。由于特殊的机械组合，现场施工必须严格按照试验段确定的方案施工，做好试验检测，确保施

工质量。本文结合鹤大高速ZT06标段水稳基层一次性整体摊铺实例，分析了施工工艺存在的不足，提出了解决方案，总结了经验，可为同类工程施工提供借鉴。