水泥稳定碎石压实度检测频率(超厚宽幅水泥稳定碎石基层施工的技术经济效益分析)

文章来源：微信公众号“沥青路面”

水泥稳定碎石基层是我国半刚性沥青路面中的典型基层形式。在2010年前，限于我国公路基层施工机械装备水平和水泥稳定碎石基层设计与施工水平，我国在水泥稳定碎石基层铺筑中多采用并机分层摊铺方式。但是，水泥稳定碎石基层并机摊铺往往会产生300～600mm的接缝，造成搭接离析，使水泥稳定碎石基层搭接部位产生导致薄弱面，进一步导致纵向裂缝的产生，降低水泥稳定碎石基层的整体质量。此外，从施工和使用过程中发现分层摊铺、压实有以下缺点:(1)分层施工中在对上层摊铺碾压过程中，容易对下层已经铺筑完毕的结构层造成损伤和破坏;(2)不可避免地出现层间受力状态与设计受力状态不同，降低了基层作为一个整体结构层的承载能力;(3)水泥稳定类材料在压实成型后需要最少7天的养生时间才可以达到规定的强度，两层施工就需要两次养生，同时水泥稳定材料不适合在雨季施工，或在雨季施工比较的困难，这将很可能大大的延长了施工工期;(4)在路面设计中基层被视为整体一层，但许多工程中钻芯取样说明，经过两次施工后水泥稳定碎石基层在很多地方实际上是分离，造成设计与实际不符，更重要的是，路基的整体性受到严重影响，造成基层受力不利;(5)两次施工需要对同样的工序重复进行，人工、机械同样要加倍。近年来，随着新型抗离析摊铺机的出现，以及施工碾压机械功率越来越大、振动碾压机械越来越普及，压路机自重以及激振力的提高，压实效果已大为改善。基于此，甘肃路桥建设集团有限公司于2012年依托甘肃省交通科技建设项目《超厚宽幅水泥稳定碎石基层施工技术研究》，在甘肃省瓜星高速、金武高速、永古高速、白明高速等省内多条高速公路中成功实施了一次性摊铺35～40cm水泥稳定碎石基层，形成了成套工艺技术。本文结合典型工程———永古高速公路水泥稳定碎石基层项目施工案例，分析了超厚宽幅水泥稳定碎石基层施工的技术与经济效益，以期为省内外同类工程提供借鉴。

依托工程概况

永登(徐家磨)至古浪公路是连云港至霍尔果斯国道主干线的重要组成路段，其路面结构为20cm厚水泥稳定砂砾底基层+32cm厚水泥稳定碎石基层+9cm厚密级配沥青碎石(ATB－30)下面层+5cm厚高性能式改性沥青混凝土(superpave－20)中面层+4cm厚细粒式改性沥青马蹄脂碎石(SMA－13)的上面层。

施工工艺

关键设备准备

选用WDB500型电脑控制稳定土拌和机，总功率为130kW，额定生产能力:砂砾稳定土500t/h，灰土稳定土400t/h，5个进料仓，配置格筛、挡板、平走台围栏及振动器。混合料的摊铺机采用DT1600宽幅摊铺机。混和料碾压采用1台YZ32D2振动压路机、1台徐工XS262型振动压路机、1台CC624HF静压路机和1台XP301型胶轮压路机进行组合碾压。

松铺系数

永古高速公路水泥稳定碎石基层的摊铺中，施工时水泥稳定碎石混合料松铺系数1.30。松铺厚度41.6cm，摊铺宽度10.95m。根据摊铺机应工作在高频、中速以及控制平整度的要求，经计算确定了现场摊铺速度选取为1.5m/min。

碾压工艺

为了对超厚宽幅水泥稳定碎石基层混合料的碾压机械组合方式及碾压工艺进行研究探索，分别采用了3种碾压方式并跟测压路机每次碾压之后压实度的变化。可以看出超厚宽幅碾压水泥稳定碎石基层以32吨压路机振动为主，在碾压前4遍时水泥稳定碎石基层压实度已基本形成。对比分析这三种碾压方案，第一种碾压方案后水泥稳定碎石基层压实度增长速度较其它两种方案快，机械匹配合理。因此，选用第一种碾压方案为永古高速公路超厚宽幅水泥稳定碎石基层碾压工艺。

技术分析

通过对依托项目中水泥稳定碎石基层分层施工及超厚宽幅一次性施工两种施工方式相关路段进行钻芯取样，对比芯样分析结果，探讨超厚宽幅水泥稳定碎石基层一次性施工的技术特性。

分层摊铺路段芯样统计

根据现场钻芯统计结果，基层级配好、结构密实可完整取出的芯样约占50%，但基层多呈短柱状并非整体;基层呈松散状破坏无法取出或仅能部分取出的占50%。总体来看，基层路面有严重松散类破坏，面层多为整体，基层极少有能够成为整体的芯样，多呈短柱状，面层与基层间、基层间的结合不佳现象普遍存在。

超厚宽幅摊铺路段芯样统计

超厚宽幅施工的水泥稳定碎石基层级配好、结构密实可完整取出的芯样约占90%;基层整体性良好，有效地形成了骨架密实型结构，有很好的强度以及路用性能。

社会经济效益分析

经济效益

以永古高速公路宽度12m，厚35cm的水泥稳定碎石基层铺筑为例对比分析超厚宽幅一次性摊铺与并机分层摊铺压实的经济效益。

可以看出，若采用超厚宽幅一次性摊铺施工宽度12m，厚35cm的水泥稳定碎石基层相比较并机分层摊铺施工周期可减少20%，每公里可节约资金为5.3万，其中采用振动成型、骨架密实型结构节约水泥资金可达3.8万元，占总节约资金的72%。

此外，采用超厚宽幅水泥稳定碎石基层施工可以将传统方法设计施工的水泥稳定碎石基层裂缝间距(20～30m)延长到80～100m以上，减少水泥稳定碎石收缩裂缝80%以上，有望解决沥青路面早期破坏、延长路面使用寿命，保守估计至少可以延长路面使用寿命3年以上。按3年计算，收益率至少为路面工程总投资(设计年限按12和15年计)的20%～25%(3年/12年－3年/15年)。由此可预测每年可节约裂缝养护费用约3200～4800元/km。按12年设计使用年限计算，采用超厚宽幅施工的水泥稳定碎石基层路面可节约裂缝养护总费用约3.8～5.8万元/km。

社会效益

水泥稳定基层沥青路面开裂的减少，沥青路面早期损坏问题的解决，能确保沥青路面使用品质和车辆的行驶质量，延缓大修期的时间和降低车辆运营成本;而且也可减少因养护工作带来的交通不畅问题。这不仅对节省公路建设投资，而且树立良好的交通行业社会形象和可持续发展，具有重大的社会效益。

结论

(1)超厚宽幅水泥稳定碎石基层施工工艺有效地提高了路面结构整体性、路用性能优异。

(2)超厚宽幅水泥稳定碎石基层施工很大程度上还缩短了工期、施工工序相对简单，同时也大大缩减了工程造价，经济效益明显，值得在省内外大范围推广应用。

(3)超厚宽幅水泥稳定碎石基层施工技术尚处于起步阶段，其混合料级配设计、拌合设备、摊铺设备、施工工艺等关键技术仍需进一步加强，特别是重视超厚宽幅摊铺机与重型压路机的研制与推广。