淺析瀝青路面大厚度大寬度水穩(wěn)基層首件工程施工

第37卷 第6期 2012年12月 公路工程 Highway Engineering Vol．37，No．6 Dec．，2012

［收稿日期］2012—08—10

［作者簡介］許 明( 1977—) ，男，湖南湘潭人，工程師，主要從事工程管理研究公路路面工作。

淺析瀝青路面大厚度大寬度水穩(wěn)基層首件工程

施工

許 明

( 湖南省高速公路管理局，湖南 長沙 410016)

［摘 要］在保證公路工程質(zhì)量的前提下加快工程進度是公路建設(shè)者最為關(guān)心的問題。在這種環(huán)境需求下，通過技術(shù)咨詢和論證，通平高速將 15 標(biāo)的部分基層變更為上基層和下基層兩層，每層 28 cm 厚。采用了公路基層( 下基層) 大寬度、大厚度一次攤鋪工藝。首件施工試驗檢測數(shù)據(jù)分析: 實測項目均滿足設(shè)計和施工規(guī)范的技術(shù)要求，首件施工是成功的。

［關(guān)鍵詞］水泥穩(wěn)定碎石基層; 大厚度; 大寬度; 首件工程施工

［中圖分類號］U 416．1 ［文獻標(biāo)識碼］A ［文章編號］1674—0610( 2012) 06—0150—04

1 概況

通平高速公路是湖南省規(guī)劃的“五縱七橫”高速公路網(wǎng)中的第一縱平江至汝城高速公路的第一段，起于湘鄂兩省交界處的通城界，經(jīng)平江縣東塔、南江、梅仙、城關(guān)、三陽、安定共 6 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，止于平江縣黃泥界，與瀏陽( 黃泥界) 至醴陵高速公路相接。主線長 73． 027 km，按雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，設(shè)計時速 100 km，路基寬度 26 m。

在保證公路工程質(zhì)量的前提下加快工程進度是公路建設(shè)者最為關(guān)心的問題。在這種環(huán)境需求下，通過技術(shù)咨詢和論證，通平高速將 15 標(biāo)的部分底基層 20 cm，下基層 18 cm，上基層 18 cm，變更為上基層和下基層兩層，每層 28 cm。厚度超過了基層施工規(guī)范推薦的適宜厚度。為了保證工程質(zhì)量，采用了公路基層( 下基層) 大寬度、大厚度一次攤鋪工藝。

從技術(shù)角度上和首件施工試驗檢測數(shù)據(jù)分析:雖然厚度不符合《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》( JTJ 034 －2000) 有關(guān)技術(shù)要求。在通平高速15 標(biāo)基層( 下基層) 實行大寬度、大厚度攤鋪和大型壓路機碾壓，這種工藝是切實可行的。技術(shù)規(guī)范代表著當(dāng)前社會平均技術(shù)水平和機械設(shè)備，只有新的技術(shù)水平和機械設(shè)備積累大量成功的數(shù)據(jù)后，才能為規(guī)范的修訂提供科學(xué)依據(jù)。

通平高速公路第 15 合同段在各項準(zhǔn)備工作滿足要求后，進行了路面水穩(wěn)低基層首件工程的施工。該合同段于 2012年 4 月 27 日在 k66 +500 ～ k66 +700 段( 左幅) 28 cm 水穩(wěn)碎石下基層的試鋪。主要用于檢查下基層施工的施工方案、人員組織、機械配套、施工方法、檢驗方法及檢測結(jié)果能否符合設(shè)計及規(guī)范的各項要求。

2 水泥穩(wěn)定碎石下基層施工準(zhǔn)備情況

2． 1 設(shè)計配合比

碎石Ⅰ( 19 ～31． 5 mm) ; 碎石Ⅱ( 9． 5 ～19 mm)碎石Ⅲ( 4． 75 ～ 9． 5 mm) ∶ 石屑( 0 ～ 4． 75 mm) =22 ∶ 23 ∶ 23 ∶ 32，產(chǎn)地: 姚州碎石場。水泥: 湖南“印山臺”牌 P． C32． 5 復(fù)合硅酸鹽水泥。監(jiān)理和技術(shù)咨詢組同步進行配合比設(shè)計，經(jīng)通平公司總監(jiān)批準(zhǔn): 采用水泥劑量 3． 5%配合比，最佳含水量: 5． 2%，最大干密度: 2．340 g/cm3

?？紤]拌合樓生產(chǎn)時存在計量偏差，實際生產(chǎn)按照增加 0． 3% 水泥劑量，按照 3．

8% 水泥劑量進行生產(chǎn)控制。

2． 2 原材料檢測

試鋪用集料進場后，承包人完成了自檢，監(jiān)理和技術(shù)咨詢組完成了抽檢。所有檢測指標(biāo)滿足我國基層施工技術(shù)規(guī)范和《通平高速水泥穩(wěn)定碎石基層設(shè)計施工技術(shù)指南》及相關(guān)管理文件的要求。

2． 3 拌合樓試運行

2012 年 4 月 26 日監(jiān)理組對承包人拌合樓進行了驗收。通過對集料稱量系統(tǒng)和水泥稱量系統(tǒng)進行校驗，稱量系統(tǒng)滿足要求，可以進行試拌; 并與當(dāng)天試生產(chǎn)，對混合料的含水率，水泥劑量，級配相關(guān)指標(biāo)進行試驗［1］，試驗結(jié)果在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，該拌合樓通過驗收，可以進行試鋪。

3 主要機械設(shè)備

WDB600 型拌合樓一座，最大生產(chǎn)能力 500 t / h。中大機械集團研制生產(chǎn)的大厚度、大寬度防離析攤鋪機 DT1600。該機型功率大，輸料槽高度和寬度都較傳統(tǒng)攤鋪機高。這些特點使它在施工作業(yè)中加大了攤鋪機滿埋螺旋輸料量，降低了螺旋布料速度，極大地減少了布料螺旋高速旋轉(zhuǎn)拋揚造成的橫向離析。螺旋前導(dǎo)料板的間隙可隨機適度調(diào)整，減少了粒料向基層表面滾落的數(shù)量，使攤鋪層厚度方向粒料均勻; 螺旋的多級調(diào)整，對攤鋪層表層的粒料起到再次連續(xù)攪拌作用，使攤鋪層厚度方向上粒料均勻，極大地改善了攤鋪過程中的豎向離析問題。

17T 雙鋼輪壓路機 1 臺，YL37 型膠輪壓路機碾壓 1 臺，YZ32 型振動壓路機 2 臺，20T 單鋼輪振動壓路機 1臺。30 t 自卸汽車運輸 17 臺。其中 YZ32型振動壓路機特點: ①超重噸位、超大激振力，最大作用力 81 t，雙頻、雙振幅系統(tǒng)滿足各種壓實工藝。②行駛平穩(wěn)，行走系統(tǒng)前后輪采用 3 個獨立液壓馬達驅(qū)動，無機械沖擊，往復(fù)作業(yè)換向平穩(wěn)，驅(qū)動力大。

4 后場運轉(zhuǎn)情況

2012 年 4 月 27 日，進行了水泥穩(wěn)定碎石下基層首件工程施工，共生產(chǎn)混合料 1 800 t，所有運輸車輛經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理驗收合格后才允許投入使用，從拌和機向運料車上放料時，應(yīng)分 5 次挪動汽車位置，以減少粗細(xì)集料的離析現(xiàn)象。運料車應(yīng)用篷布覆蓋，用以保濕和防止污染［2］，直至卸料時方可取下覆蓋篷布。同時應(yīng)保持裝載高度均勻以防離析。通過總量校核，水泥劑量和厚度滿足要求。

5 前場施工過程及控制內(nèi)容

① 路基應(yīng)無過干、過濕現(xiàn)象，表面平整、無積水、無松散現(xiàn)象［2］。經(jīng)檢測，彎沉、標(biāo)高等符合驗收標(biāo)準(zhǔn)。路面施工承包人在鋪筑下基層前應(yīng)對路基進行日常維護，使路基在路面施工過程中保持良好狀態(tài)，無表面積水，無邊坡明顯沖刷或滑塌。

② 監(jiān)理組測量監(jiān)理工程師對各測量控制點高程及模板寬度進行復(fù)核，兩側(cè)采用鋼模板控制寬度，試鋪前按 1． 3 的松鋪系數(shù)進行松鋪厚度放樣，攤鋪時攤鋪機按兩側(cè)的鋼絲繩行走進行鋪筑厚度控制。鋼絲繩每 10 m 設(shè)立一個支撐，張拉力符合要求。

③ 水泥穩(wěn)定碎石運到攤鋪地點后應(yīng)憑運料單接收，并檢查拌和質(zhì)量。不符合質(zhì)量要求，或已經(jīng)結(jié)成團塊、已遭雨淋濕的混合料不得鋪筑在道路上。

④ 攤鋪時，采用大厚度、大寬度防離析攤鋪機DT 1600。單幅全寬一次攤鋪到位。正常攤鋪時，攤鋪機的行走速度 1～1． 5 m/min。

⑤ 水泥穩(wěn)定碎石施工時每一段碾壓完成并經(jīng)壓實度檢查合格后應(yīng)立即開始養(yǎng)生，不應(yīng)延誤。碾壓完成后，立即采用霧化無壓力水使表面濕潤，然后覆壓塑料薄膜進行養(yǎng)生，養(yǎng)生不少于 7 d，養(yǎng)生期內(nèi)進行交通管制，除灑水車外，禁止一切車輛通行，不能封閉的，須經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)，并將車速限制在30 km / h 以下，并禁止重型車輛通行。水泥穩(wěn)定碎石上基層未鋪封層或面層時，除施工車輛外，禁止一切機動車輛通行。

⑥ 施工過程中采用了其他道路成功碾壓的機械組合，通過機械組合及壓實遍數(shù)與壓實度的關(guān)系確定碾壓機械和壓實遍數(shù)見表 1 。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)對比可得出:

碾壓時先用 17T 雙鋼輪壓路機靜壓 1 遍→37T膠輪壓路機碾壓 2 遍→32T 單鋼輪壓路機振動碾壓2 遍→20T 單鋼輪壓路機振動碾壓 1 遍→壓實度檢測→20T 單鋼輪壓路機靜壓收光 1 遍，可以滿足壓實度技術(shù)要求。

6 施工中存在的問題

① 現(xiàn)場加固模板所用支撐數(shù)量不夠，致使基層邊沿碾壓不夠，出現(xiàn)邊緣不完整現(xiàn)象。

② 拌和機與攤鋪機的生產(chǎn)能力不協(xié)調(diào)，出現(xiàn)攤鋪機停機待料的情況，影響平整度。

③ 水泥穩(wěn)定碎石施工時多次出現(xiàn)一車料收斗一次的做法。僅當(dāng)料斗內(nèi)沾較多混合料時方需收斗。收斗應(yīng)在運料車離去、料斗內(nèi)尚存較多混合料時進行，收斗后應(yīng)立即連接滿載的運料車向攤鋪機內(nèi)喂料。多次收斗，出現(xiàn)局部離析。

7 首件工程施工檢測

根據(jù)《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》中質(zhì)量管理要求，按照交通部頒 JTG E51 －2009《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》和交通部頒 JTG E60－ 2008《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)方法對首件工程施工采用的水泥穩(wěn)定碎石混合料進行篩分、含水率、水泥劑量、無側(cè)限抗壓強度試驗和現(xiàn)場路面壓實度、厚度試驗［3］，按照交通部頒 JTG F80/1－2004《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》和《通平高速基層施工技術(shù)指南》進行評定。

a．    通過試拌、試鋪，集料配合比能滿足設(shè)計和施工規(guī)范要求［4］，試驗數(shù)據(jù)見表 2。

從水篩結(jié)果，按≥4． 75． 0 mm 偏差范圍 ±5%控制，≤2． 36 mm 偏差范圍 ±4%控制，0． 075 mm 偏差范圍±2%控制，篩孔通過率基本正常。但與目標(biāo)相比，混合料偏小，可適當(dāng)微調(diào)，更接近目標(biāo)配合比。

b．    施工過程中，按照交通部頒 JTG F80 /1 －2004《質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》［4］和《通平高速基層施工技術(shù)指南》的相關(guān)要求，進行了相關(guān)檢測［5］。水泥穩(wěn)定碎石混合料和現(xiàn)場檢查結(jié)果具體數(shù)據(jù)見表 3。

試驗路 7 d 期典型現(xiàn)場鉆芯照片見圖 1。

c． 經(jīng)施工和監(jiān)理工程師現(xiàn)場測量，其松鋪系數(shù)為 1． 280，與初定松鋪系數(shù)接近。

d． 施工方法確定。

① 混合料配合比控制方法準(zhǔn)確，可行。

② 混合料采用 DT1600、一次性攤鋪，正常速度約為 1 ～ 1． 5 m/s，因為試驗路段，攤鋪時有 5 車以上的待料車，基本滿足要求; 在大面積攤鋪時，拌合樓的生產(chǎn)能力與攤鋪機將不匹配，需要增加拌合樓的生產(chǎn)能力。

③ 采用的施工碾壓設(shè)備，按照規(guī)定的工藝和遍數(shù)，壓實度能滿足要求。

④ 含水率和水泥劑量的控制能滿足攤鋪碾壓的要求。

⑤ 平整度指標(biāo)合格率稍低，可以通過減少水泥穩(wěn)定碎石施工時車料收斗次數(shù)，攤鋪機和拌合樓供應(yīng)量匹配，減少等料而造成攤鋪機停頓等方法提高平整度［6，7］。

8 結(jié)論和建議

通過首件工程施工，證明下基層攤鋪施工的人員組織合理，設(shè)備狀況良好，壓實機械配套，施工方法，檢驗儀器及檢驗結(jié)果能夠符合設(shè)計及規(guī)范的各項要求，并取得了各項施工的控制數(shù)據(jù)。

① 采用 DT1600 型大厚度、大功率攤鋪機和大噸位的 YZ32 壓路機碾壓設(shè)備將原來分為三次攤鋪碾壓成型的水泥穩(wěn)定碎石基層進行兩次性攤鋪碾壓成型，其優(yōu)異性在于碾壓后，一是水泥穩(wěn)定碎石基層的壓實度、厚度等技術(shù)指標(biāo)均能滿足《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》JTG F80—2004 相關(guān)規(guī)定，二是減少了一道施工工序，大大縮短了施工時間，三是由于工序的減少導(dǎo)致工期、人工、能源等都得到了大幅節(jié)約［8］。

② 大厚度大寬幅水穩(wěn)攤鋪工藝的不足之處是下基層表面平整度不足?，F(xiàn)場實際檢測，大厚度水穩(wěn)攤鋪的松鋪系數(shù)為1．28，這意味著壓實機具的碾壓沉降厚度非常大，碾壓機具的單位碾壓長度和碾壓機具的行駛都將對基層的表面平整度產(chǎn)生很大的影響，從而加大了基層平整度的控制難度。要想有效地保證水穩(wěn)基層表面平整度，就必須配備足夠的檢測人員、處理人員和機械，對碾壓完成后的基層表面平整度進行檢測，對有問題的地方及時進行處理［9］。另外，施工時車料收斗次數(shù)多，攤鋪機和拌合樓供應(yīng)量不匹配，因為等料而造成攤鋪機停頓也是影響平整度的因素［10］。

③ 水泥穩(wěn)定碎石下基層配合比碎石( 37．5 ～19 mm) ∶ 碎 石 ( 19 ～ 9．5 mm ) ∶ 碎 石 ( 4．75 ～9. 5 mm)∶ 石屑( 0 ～ 4．75 mm) = 22∶23∶23∶32，水泥用量 3．8%; 最大干密度: 2．340 g/cm3，最佳含水量: 5．2%，此混合料及攤鋪的水穩(wěn)碎石下基層技術(shù)指標(biāo)滿足施工規(guī)范技術(shù)要求。

④ 混合料配合比控制方法可行。級配波動在允許偏差范圍內(nèi)，現(xiàn)場混合料 7 d 無側(cè)限抗壓強度滿足技術(shù)要求，下基層表面無明顯離析現(xiàn)象?；旌狭系乃射佅禂?shù)為 1． 28;

⑤ 確定施工壓實順序及碾壓遍數(shù)。采用 17T雙鋼輪壓路機靜壓 1 遍→37T 膠輪壓路機碾壓 2 遍→32T 單鋼輪壓路機振動碾壓 2 遍→20T 單鋼輪壓路機振動碾壓 1 遍→壓實度檢測( 合格)→20T 單鋼輪壓路機靜壓收光 1 遍。碾壓工藝能夠使 28 cm 厚度基層壓實度達到 97%的技術(shù)要求。

⑥ 集料級配可以進一步優(yōu)化，使生產(chǎn)集料級配接近目標(biāo)級配。攤鋪高潮時，建議增加一臺拌合機，兩臺拌和機同時拌料，保證連續(xù)攤鋪［11］。

［參考文獻］

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［2］ JTJ 034 －2000，公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范［S］．

［3］ JTG E60 －2008，公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程［S］．

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