尹茂旭

摘 要： 為解決半剛性基層帶來的路面裂縫問題，以某高速公路工程為例，對抗裂型水穩(wěn)基層雙層連鋪施工技術(shù)進(jìn)行了深入研究。首先，針對抗裂型水穩(wěn)碎石混合料進(jìn)行了配合比設(shè)計(jì)，然后在此基礎(chǔ)上，對雙層連鋪施工工藝進(jìn)行了研究，系統(tǒng)總結(jié)了各施工環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)和質(zhì)量控制措施，最后對其工程應(yīng)用效果進(jìn)行了分析與評價。研究結(jié)果表明：采用雙層連鋪技術(shù)進(jìn)行施工的抗裂型水穩(wěn)基層，經(jīng)檢測其平整度、壓實(shí)度、強(qiáng)度均滿足規(guī)范要求，且道路運(yùn)營半年后，路面未產(chǎn)生明顯裂縫，具有良好的工程應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞： 抗裂型水穩(wěn)碎石混合料 雙層連鋪 技術(shù)要點(diǎn) 高速公路

中圖分類號： TU753文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A文章編號： 1679-3567（2024）03-0029-04

Research on the Application of Double-Layer Continuous Paving Construction Technology for Crack-Resistant CementStabilized Bases

YIN Maoxu

Nanjing Public Engineering Construction Center， Nanjing， Jiangsu Province， 210019 China

Abstract： In order to solve the problem of pavement cracks caused by semi-rigid bases， this article takes a certain highway project as an example and conducts in-depth research on double-layer continuous paving construction technology for anti-crack cement-stabilized bases. Firstly， it designs the mix ratio of the crack-resistant cementstabilized crushed-stone mixture. Then， based on this， it studies the double-layer continuous paving construction process， and systematically summarizes the key technical points and quality control measures of each construction links. Finally， it analyzes and evaluates its engineering application effect. The research results show that the crackresistant cement-stabilized bases constructed by using double-layer continuous paving technology meet standard requirements in terms of flatness， compaction and strength after testing， and that after six months of road operation， there are no obvious cracks on the road surface， indicating good engineering application effects.

Key Words： Anti-cracking cement-stabilized crushed-stone mixture； Double-layer continuous paving； Technical point； Expressway

水泥穩(wěn)定碎石基層由于其承載力高、板體性強(qiáng)、造價低等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于我國高等級公路的道路結(jié)構(gòu)層中。然而，裂縫問題成為了當(dāng)前半剛性基層路面的一大質(zhì)量通病，嚴(yán)重影響了道路的使用性能和壽命。針對這一問題，已有相關(guān)學(xué)者做了大量研究，提出了抗裂型水泥穩(wěn)定碎石的制備方法與施工工藝。同時，水穩(wěn)基層雙層連鋪施工技術(shù)作為一種新型施工工藝，因其施工速度快、基層整體強(qiáng)度高、后期路面裂縫少等優(yōu)勢，也已開始大規(guī)模應(yīng)用。因此，本文旨在深入研究抗裂型水穩(wěn)基層雙層連鋪施工技術(shù)的應(yīng)用，揭示該技術(shù)在減少路面裂縫方面的實(shí)際應(yīng)用效果，并為其進(jìn)一步推廣和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 工程概況

某高速公路工程為雙向6車道，其路面結(jié)構(gòu)組成形式見表1。本工程選取樁號K3+000～K3+500施工段落作為試驗(yàn)段，采用雙層連鋪技術(shù)進(jìn)行水穩(wěn)基層的施工。

2 抗裂型水穩(wěn)碎石的特點(diǎn)

抗裂型水穩(wěn)碎石與傳統(tǒng)水穩(wěn)碎石相比，主要有以下特點(diǎn)。

（1）成型試件方式不同?？沽研退€(wěn)碎石通過采用振動壓實(shí)法成型試件，在此基礎(chǔ)上確定最佳含水率和最大干密度等指標(biāo)[1]。（2）粗骨料含量更多，級配相對更粗，能形成十分密實(shí)的結(jié)構(gòu)。（3）水泥用量較少，因此可以減少基層后期干縮、溫縮裂縫的產(chǎn)生。（4）振動擊實(shí)作用下使混合料形成骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，后期強(qiáng)度主要依靠骨架強(qiáng)度。因此，抗裂型水穩(wěn)碎石雖水泥劑量較低，但強(qiáng)度更高。（5）4.75～19 mm范圍內(nèi)粗集料占比較大，且級配更加合理，能有效減少控制混合料離析現(xiàn)象。（6）振動壓實(shí)作用下的抗裂型水穩(wěn)碎石基層強(qiáng)度增長更快。

3 水穩(wěn)基層雙層連鋪技術(shù)概述

3.1 技術(shù)原理

不同于傳統(tǒng)單層攤鋪施工需要待下基層施工結(jié)束后養(yǎng)生7 d并經(jīng)質(zhì)量檢測合格后，方可開始上基層的施工，雙層連鋪施工工藝流程為：在下基層攤鋪碾壓施工一定長度后，緊接著開始上基層的攤鋪工作。在完成兩層攤鋪碾壓施工后，進(jìn)行灑水養(yǎng)生7 d，然后上、下基層一同鉆芯取樣，并進(jìn)行質(zhì)量檢測[2]。

3.2 技術(shù)優(yōu)勢

（1）相較于傳統(tǒng)單層攤鋪施工方式，雙層連鋪可以縮短約一半工期，提升水穩(wěn)基層攤鋪施工效率，適用于施工工期較緊的情況。（2）雙層連鋪施工可以節(jié)約養(yǎng)護(hù)、清理、施工機(jī)械設(shè)備費(fèi)用以及相應(yīng)的人力成本，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。（3）雙層連鋪由于節(jié)省了下基層養(yǎng)生時間，可以及時覆蓋下基層，及時控制了水分散失，因此有效控制了干縮裂縫的產(chǎn)生，可以減少瀝青路面運(yùn)營后期反射裂縫的出現(xiàn)。（4）雙層連鋪可以增強(qiáng)上下基層之間的粘結(jié)性能，使得上下基層成為一個整體，提高了基層的整體強(qiáng)度。

4 抗裂型水穩(wěn)碎石混合料配合比設(shè)計(jì)

4.1 原材料選擇

4.1.1 水泥

結(jié)合雙層連鋪施工要求以及抗裂型水穩(wěn)基層相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，本項(xiàng)目選擇緩凝型普通硅酸鹽水泥（P.O 42.5），其初凝時間為340 min，終凝時間為424 min，經(jīng)檢測其各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足規(guī)范要求。

4.1.2 集料

本項(xiàng)目選擇19～31.5 mm、9.5～19 mm、4.75～9.5 mm、2.36～4.75 mm、0～2.36 mm五檔集料，其各項(xiàng)指標(biāo)均滿足水穩(wěn)基層集料使用要求。

4.1.3 水

選用純凈、無雜質(zhì)、無毒無害的普通飲用水。

4.2 配合比設(shè)計(jì)

4.2.1 級配設(shè)計(jì)

抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層配合比設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于滿足強(qiáng)度的前提下，盡量控制水泥用量，從而避免基層后期干縮、溫縮裂縫的產(chǎn)生。與此同時，還應(yīng)控制細(xì)集料用量。本項(xiàng)目通過振動擊實(shí)試驗(yàn)和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，最終確定各檔集料的摻配比例為19～31.5 mm∶9.5～19 mm∶4.75～9.5 mm∶2.36～4.75 mm∶0～2.36 m=25∶30∶20∶8∶17。

4.2.2 水泥劑量與最佳含水率確定

為模擬抗裂型水穩(wěn)基層施工現(xiàn)場真實(shí)碾壓工況，本項(xiàng)目采用振動擊實(shí)法成型試件。選取3.5%、4%、4.5%、5%4種水泥劑量制備抗裂型水穩(wěn)碎石混合料試件，然后檢測其最佳含水率、最大干密度以及無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，最終根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定抗裂型水泥穩(wěn)定碎石的最優(yōu)水泥劑量為4.0%，最佳含水率為4.1%。

5 抗裂型水穩(wěn)基層雙層連鋪施工技術(shù)要點(diǎn)分析

5.1 施工準(zhǔn)備

（1）應(yīng)嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量。選擇有資質(zhì)的水泥生產(chǎn)廠家，在進(jìn)場前對水泥質(zhì)量進(jìn)行檢查，保證水泥質(zhì)量合格，初凝時間應(yīng)≥4 h、終凝時間宜為6～10 h。集料生產(chǎn)應(yīng)采用反擊破碎工藝，確保集料粒徑及各項(xiàng)性能符合規(guī)范以及施工要求。同時應(yīng)嚴(yán)格控制篩孔0.075 mm通過率，盡量減少集料中的黏土含量。對所有檢測不達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品予以清退，不得投入使用。

（2）在下基層攤鋪前，應(yīng)對底基層質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收。完成驗(yàn)收后，對底基層進(jìn)行徹底的清理和處理，確保其平整、潔凈。如果存在其他雜物，應(yīng)予以清除。清掃完畢后，對其表面進(jìn)行灑水濕潤。

（3）為保證抗裂型水穩(wěn)基層雙層連鋪施工連續(xù)性，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況以及周邊交通運(yùn)輸狀況，配備好攤鋪機(jī)、壓路機(jī)等施工機(jī)械設(shè)備，并做好調(diào)度工作。本工程具體施工機(jī)械配置如表2所示。

5.2 混合料拌合

（1）正式拌合前，需要提前調(diào)試拌合設(shè)備，以確保施工過程中材料的質(zhì)量和穩(wěn)定性。此外，在正式拌合前還需檢測原材料含水率。（2）在高溫季節(jié)，為保證抗裂型水穩(wěn)碎石混合料碾壓時處于最佳含水率，考慮到運(yùn)輸過程中的水分蒸發(fā)等因素，因此在拌合時，混合料的實(shí)際含水率應(yīng)比最佳含水率略高 0.5%～1.0%。（3）在拌合過程中應(yīng)安排專人時刻檢查混合料拌合均勻性，不得出現(xiàn)粗、細(xì)集料離析的情況[3-4]。

5.3 混合料攤鋪

上基層攤鋪前，應(yīng)在下基層表面均勻噴灑水泥凈漿，噴灑量宜為1.0～1.5 kg/m3，以保證兩層之間的黏結(jié)力，提高水穩(wěn)基層整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。攤鋪機(jī)應(yīng)安裝反向螺旋葉片，以控制攤鋪過程中離析現(xiàn)象的產(chǎn)生。下基層碾壓40 m后，立即進(jìn)行檢測。檢測合格后進(jìn)行上基層的攤鋪，上基層攤鋪應(yīng)在下基層混合料初凝前進(jìn)行。

5.4 混合料碾壓

（1）碾壓施工應(yīng)遵循“先輕后重、先靜后振、先慢后快、由低到高”的原則。

（2）下基層碾壓施工應(yīng)采用22 t單鋼輪振動壓路機(jī)，碾壓遍數(shù)≥6遍。同時，取消雙鋼輪壓路機(jī)靜壓收光，保證下基層表面仍保留一定的構(gòu)造深度。

（3）根據(jù)試鋪段施工效果，得到上基層的最佳碾壓組合方式如表3所示。

（4）如因天氣問題導(dǎo)致水分散失快，應(yīng)采用霧狀噴灑的方式及時進(jìn)行補(bǔ)充灑水，保持基層表面濕潤，但不可采用澆水的方式。

（5）在上基層完成終壓工作后，應(yīng)立即對其平整度進(jìn)行檢測，平整度較差位置處需進(jìn)行補(bǔ)壓。

5.5 施工縫處理

水穩(wěn)基層雙層連鋪施工不可避免地會存在橫向接縫，因此需重視接縫處理工作。在開始下一個路段的下基層攤鋪工作前，需對接縫處平整度進(jìn)行檢測，將不合格部位沿垂直道路中心線方向切除，然后涂抹黏層油，再呈八字形騎縫碾壓。

5.6 養(yǎng)生與交通管制

在完成抗裂型水穩(wěn)基層施工后，需要立即進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)，可使用濕麻布、塑料薄膜等，同時，還應(yīng)通過經(jīng)常性地灑水保持水穩(wěn)基層的濕潤狀態(tài)，目的是防止水穩(wěn)基層過早干燥，以促進(jìn)水泥的充分水化和硬化。養(yǎng)生時間通常為7 d。養(yǎng)生期間需避免人員和車輛的重壓，以免對水穩(wěn)基層造成損傷。在養(yǎng)生過程中，需根據(jù)氣溫、濕度和施工現(xiàn)場的實(shí)際情況對灑水量進(jìn)行調(diào)整，以確保養(yǎng)護(hù)效果良好[5]。

6 工程應(yīng)用效果分析

6.1 平整度檢測

本工程采用3 m直尺法對試驗(yàn)段上基層平整度進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果顯示基層平整度均滿足規(guī)范要求。

6.2 壓實(shí)度檢測

采用灌砂法對上、下基層壓實(shí)度進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果顯示：其中，上基層的壓實(shí)度均超過99%，下基層壓實(shí)度介于98%～99%，均能滿足規(guī)范要求。

6.3 鉆芯檢測

6.3.1 完整性檢測

對養(yǎng)生7 d后的抗裂型水穩(wěn)基層進(jìn)行鉆芯取樣，取樣數(shù)量為4個，均能取出完整芯樣。從芯樣外觀可看出，基層芯樣完好，上、下基層之間緊密連接，由此可見雙層連鋪施工效果良好。

6.3.2 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測

將芯樣制作成標(biāo)準(zhǔn)試件分別測定上、下基層無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。檢測結(jié)果顯示，上、下基層無側(cè)限抗壓強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求，且上下基層強(qiáng)度相差較小。

6.4 裂縫觀測

在抗裂型水穩(wěn)基層雙層連鋪施工完成半年后，對其路面使用性能進(jìn)行跟蹤觀測，重點(diǎn)觀測有無裂縫問題。從觀測結(jié)果來看，試驗(yàn)段運(yùn)行狀況良好，無裂縫產(chǎn)生。

7 結(jié)論

本文依托某高速公路工程，對抗裂型水穩(wěn)基層雙層連鋪施工技術(shù)進(jìn)行了深入研究與應(yīng)用探索，得到了如下主要研究結(jié)論。

（1）通過振動擊實(shí)法和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，最終確定了抗裂型水泥穩(wěn)定碎石混合料的最優(yōu)水泥劑量為4.0%，最佳含水率為4.1%。

（2）在抗裂型水穩(wěn)基層雙層連鋪施工完成半年后，對該試驗(yàn)段進(jìn)行了跟蹤觀測，觀測結(jié)果顯示路面無裂縫產(chǎn)生，運(yùn)行狀況良好。

參考文獻(xiàn)

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