水泥稳定碎石两层连铺施工关键技术研究

Ｖｏ１．４２，Ｎｏ．１　Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０１６　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｂｕｉｌｄｉｎｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｉ・Ｊ迂材　第４２卷第１期　２０１６年２月　水泥稳定碎石两层连铺施工关键技术研究　侯锋锋　（广东省长大公路工程有限公司，广东广州摘要：项目路槽交验滞后压缩了路面施工工期，并　５１００００）　且已浇路面工作面不连续，断点多，按照传统分层分段进　２水稳两层连铺施工技术和理论依据　行水稳层施工，机械设备需要频繁拆装转场，严重制约路　面工程的施工进度，给路面施工组织带来了严峻的挑战。　项目部在有限设备人员投入的基础上，进行施工组织创新，　突破了传统分层分段水稳层施工组织的方法，提出了“两　层连铺、分层压实”的施工技术，不仅提高了水稳结构的　整体性，而且加快了水稳的施工效率，节省了下层水稳料　养生成本，更为上面结构层的连续施ｘ－￣，ｌ造了工作面，确　保了项目按期完工。　关键词：水泥稳定碎石基层；两层连铺；分层压实；　关键技术　中图分类号：Ｕ４１６．２　文献标志码：Ｂ　文章编号：１６７２—４０１１（２０１６）０１—０１９８—０３　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１６７２—４０１１．２０１６．ｏ１．０９５　１工程概况　广东省连州（湘粤界）至怀集公路项目位于广东省西北　部山区，北端与二广高速公路湖南段相接，设九嶷山特长　隧道从湖南进入广东境内，向南延伸经清远连州、连南、　连山、肇庆怀集，南端与二广高速公路怀集至三水段的怀　集南互通相接。广东省连州（湘粤界）至怀集公路项目路面　二十标桩号为Ｋ７２＋２０５．５一Ｋｌｌ６＋５４０．２３４，起点始于分　水坳特大桥，终点止于连山县小三江镇，线路总长４４．３３５　ｋｍ，主线一般路段、永丰停车区匝道采用５　ｃｍ　ＰＧ８２　ＧＡＣ　一１６Ｃ上面层＋７　ｃｍ　ＰＧ７６　ＧＡＣ一２５Ｃ下面层＋１８　ｃｍ水泥　稳定级配碎石上基层＋１８　ｃｍ水泥稳定粒料下基层＋２０ｃｍ　水泥稳定粒料底基层；主线长大纵坡路段采用５　ｃｍ　ＰＧ８２　ＧＡＣ一１６Ｃ上面层＋７　ｅｍ　ＰＧ７６　ＧＡＣ一２５Ｃ下面层＋２２　ｃｍ　碾压混凝土上基层＋１８　ｃｍ水泥稳定粒料下基层＋１８　ａｍ水　泥稳定粒料底基层。　由于路槽交验滞后压缩了路面施工工期，并且已浇路　面工作面不连续，断点多，水稳层施工作业面不足且不连　续问题特别突出，给路面施工组织带来了严峻的挑战。若　按照传统分层分段进行施工组织，一层水稳施工完需要７ｄ　的养护期后，才可以进行上面水稳层的施工，因此需要频　繁进行机械设备的拆装转场，增加了施工成本，制约施工　进度，而且由于养护段落分散，累计养护期较长，交通管　制难度大，增加了交叉施工期间车辆对养护期内的水稳层　破坏的可能性，不利于质量控制。结合实际情况，考虑到　工期压力，项目部提出了“两层连铺、分层压实”的施工技　术，一方面能利用有限的工作面组织高效率的施工，另一　方面能够节省下面结构层的养护费用，减少交叉施工污染　和交通管制工作量。　作者简介：侯锋锋（１９８６一），男，湖南郴州人，硕士研究生，工程师，从　事路桥建设维修管理工作。　・１９８・　水稳两层连铺施工技术就是底基层和下基层或下基层　和上基层分段分层连续摊铺碾压成型。通过解决水稳两层　连铺水稳料最长延迟时间确定、最长作业长度计算和关键　施工控制点等关键技术，在下层水稳料最长延迟时间内完　成上层水稳的碾压成型，确保上层水稳施工不影响下层水　稳强度的形成为原则。水稳两层连铺施工技术利用上层水　稳及时覆盖下层水稳进行养生，在不增加设备人员投入的　基础上，利用有限工作面提高施工效率，缩短施工工期，　节省下层水稳料的养生费用，产生最大的经济和社会效益。　两层连铺作业长度．　。　两层连铺作业长度　图１　水稳两层连铺工艺流程图　３水稳料最长延迟时间确定　水稳料最长延迟时间就是水稳料拌合后延迟成型而不　会影响其强度的最长时间。水稳两层连铺必须先要保证上　层水稳摊铺碾压不会破坏下层刚施工完水稳层的强度形成，　因此，上层水稳必须在下层水稳料最长延迟时间内完成摊　铺碾压作业。　在已批复的水稳层施工配合比基础上，重点分析水泥　关键指标是初终凝时间。初凝时间是指从水泥加水到开始　失去塑性的时间，而终凝时间是指从加水到完全失去塑性　的时间，两者直接决定水稳料开始形成强度的快慢。以水　泥初终凝时间为参考，通过室内试验测定水稳在不同延迟　成型时间条件下无侧限抗压强度的变化关系，从而确定水　稳料的最长延迟时间。　以底基层为例，设计要求强度不小于２．５　ＭＰａ控制，　已知水稳采用Ａ牌Ｐｃ．３２．５水泥初凝时间为２４５　ｍｉｎ，终凝　时间为３９２　ｍｉｎ。按照批复设计配合比进行混合料掺配，从　混合料拌合开始计时，每隔１　ｈ制备一组（一组１３个试件）　无侧限强度试件，测定水稳料在不同延迟时间条件下的无　侧限抗压强度，从而确定Ａ牌水泥水稳料最长延迟时间。　试验结果如表１所示。　表１　Ａ牌水泥水稳料延迟时间试验结果　延迟时间／ｈ　１ｈ　２ｈ　３ｈ　４ｈ　５ｈ　６ｈ　含水量／％　５．１　５．０　５．０　４．９　４．７　４．７　强度平均值／ＭＰａ　３．Ｏ　３．Ｏ　３．Ｏ　３．０　２．９　２．７　强度标准差／ＭＰａ　Ｏ．１００　Ｏ．０９０　Ｏ．１ｌＯ　０．１２１　０．１３５　０．１３０　代表值／ＭＰａ　２．８　２．８　２．８　２．８　２．６　２．５　从表１可以看出，水稳料拌合延迟成型时间到初凝时　间段内成型的试件强度基本上没什么变化，但是延迟时间　第４２卷第１期　Ｉ・Ｊ　材　Ｖｏ１．４２，Ｎｏ．１　２０１６年２月　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｍａｔｅ￣ａｌｓ　Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０１６　超过初凝时间的试件抗压强度明显降低。虽然延迟５　ｈ成型　指导数据。　的试件强度也满足底基层强度要求，为留出安全时间，取　水泥初凝时间作为水稳料最长延迟时间从试验结果和理论　分析角度来看都是比较可靠的。　籼　４　水稳两层连铺最长作业长度计算．　水稳两层连铺施工组织要确保上层水稳料碾压施工必　须控制在下层水稳料最长延迟时间之内完成，保证下层水　稳料成型强度不受影响。即从下层混合料拌合、运输到碾　压成型再加上上层水稳料第１个碾压段摊铺碾压成型的时　间总和要控制在水泥的初凝时间内。　影响水稳层分段最长摊铺长度的时间因素有：水稳混　合料最长延迟时间Ｔ　、２车水稳料的拌合运输时间Ｔ２、１　个碾压作业段碾压时间Ｔ　、１个碾压作业段摊铺时间Ｔ　和　图２水稳两层连铺现场施工图　设备移机就位时间１ｒ５。通过确定以上几个时间参数就能计　５．２施工放样挂线控制　算出水稳分段最长作业长度，水稳两层连铺分段作业最长　水稳层两层连铺施工前，只需在下层水稳施工前放一　作业长度拟取水稳单位碾压长度（４０　ｍ）的倍数。假设水稳　次样，测一次下承层标高，测量时按现场测量数据计算提　两层连铺最长作业长度为水稳单位碾压长度的ｎ倍，其计　供给施工员下层水稳的松铺挂线高度和上层水稳的设计顶　算过程为：　面高差。施工员在施工下层水稳时，按照下层水稳松铺高　Ｔ２＋Ｔ３＋　（ｎ＋１）　ｒ４＋Ｔ５＜Ｔ１　度挂线，同时在钢桩上标记好上层水稳的设计顶面高度，　式中Ｔ１一取水泥初凝时间：２４５　ｍｉｎ；　关键是要在下层水稳摊铺碾压完设备移机准备上层摊铺的　Ｔ：—２车水稳料的拌合时间取１５　ｍｉｎ，取运输距离为　时间空隙里，快速测量出下层已施工水稳顶面与上层水稳　Ｌｋｍ，运料时速取３０　ｋｍ／ｈ，２车水稳料的拌合运　的设计顶面高差，计算出松铺挂线高度完成上层水稳的挂　输时间为：Ｔ２＝１０ｍｉｎ＋Ｌ÷３０ｋｍ／ｈ×６０ｍｉｎ／ｈ＝　线工作。　（１０＋２Ｌ）ｍｉｎ；　５．３拌合站出料控制　Ｔ　一１个碾压作业段碾压时间，现场测算为２０　ｒａｉｎ；　现场摊铺速度要与拌合站的产能相匹配，前后场要保　Ｔｄ一１个碾压作业段摊铺时间，按拌合站６００型５００　持密切联系，确保拌合站配料准确、连续生产。前场施工　ｈ的产能计算，１８　ｃｍ厚单向两车道１３　ｍ宽水　员根据确定好的作业长度计算所需混合料数量，后场按此　稳层平均摊铺速度为１．５　ｍ／ｍｉｎ，４０ｍ÷１．５ｍ／　数量组织生产，要求对运输车辆进行编号严格管理，车辆　ｍｉｎ＝２７ｍｉｎ。　半途维修需及时报告，方便前场掌握水稳料生产和途中运　１ｒ５一设备移机就位时间，现场测算约２０　ｍｉｎ。　输情况。例如，底基层和下基层两层连铺，两种水稳料配　把各参数代入计算式得：　合比不一样，下层水稳料生产完后暂停１５　ｍｉｎ开始拌合上　（１５＋２Ｌ）ｍｉｎ＋２０ｍｉｎ＋（ｎ＋１）×２７ｍｉｎ＋２０ｍｉｎ＜２４５ｍｉｎ　层水稳料。　简化为：　５．４下层水稳料试验检测　８２ｍｉｎ＋２Ｌｍｉｎ＋２７ｎｍｉｎ＜２４５ｍｉｎ　水稳层两层连铺施工技术对下层水稳结构的试验检测　因此，可以得出计算结果：　工作提出了更高的要求，试验检测人员必须及时对下层水　当０＜Ｌ＜２５　ｋｍ时，ｎ取４，即水稳两层连铺最长作业　稳的压实度和平整度进行检测。上层水稳覆盖下层水稳进　长度为１６０　ｍ；　行养生，上层水稳采用土工布覆盖洒水养生，养生结束后，　当２５　ｋｍ≤Ｌ＜４１　ｋｍ时，ｎ取３，即水稳两层连铺最长　对两层连铺水稳结构进行通层钻取芯样检测完整性。　作业长度为１２０　ｍ；　由于水稳料的运输距离一般不会超过４１　ｋｍ，因此，在　５．５应急准备和突发问题处理　施工过程中，结合实际运距，水稳两层连铺最长作业长度　两层连铺施工对各个工序实施的紧凑性和时间控制要　取１６０　ｍ或１２０　ｍ。　求较高，一个工序环节出现问题会影响到整个施工工艺的　控制水平，施工之间间隔就会超过水稳料最长延迟时间，　５水稳两层连铺施工关键控制点　可能造成强度不足的质量问题。所以要充分考虑环境影响、　机械故障、输运路线等因素，做好应急准备和处理方案，　水稳两层连续铺施工现场如图２所示。水稳层两层连　进行专门的技术交底。　铺施工技术与传统分层分段水稳层施工技术相比，其控制　的关键点就是要在下层水稳料最长延迟时间内完成上层水　６实施效果评价　稳的摊铺碾压施工，因此，水稳两层连铺施工关键控制点　也是围绕这点进行的。　施工现场抽取了５段两层连铺施工段落进行验证，记　５．１原材料控制　录的每一个施工段落对应下层水稳料的延迟时间和均小于　水泥初凝时间是原材料控制的关键指标，需按照进场　水稳料的最长延迟时间，说明计算和控制合理，施工质量　批次，及时组织进行试验检测，为水稳两层连铺施工提供　可控。　（下转第２０１页）　・１９９・　第４２卷第１期　２０１６年２月　Ｓｗｈｕａｎ　Ｂｕｉｌｄｉｎ￣Ｍｍｅｄａｂ　Ｉ・Ｊ迂材　Ｖｏ１．４２，Ｎｏ．１　Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０１６　遭到破坏，路基不稳，因此，要对其采取保温护道措施。　４公路季节性冻土路基施工技术的应用方法　５施工建议　针对受季节性冻土影响的地段，路基面临的首要问题　就是冻胀和翻浆，解决办法是尽量将路基埋填的深度控制　在１．５　ｍ以上，对地面实施拦截排水，降低土壤下层的水　位，使用粗粒土壤进行埋填，采用隔水保温的手段等。　１）针对路基埋填深度低于１．５　ｍ的季节性冻土道路要　把其看作零填埋道路，在其路面使用级配碎石底料进行埋　填，并且在道路底层铺设防渗透的工布，避免地下水渗漏　而破坏地面的稳定。对于零填埋地段，路基周边沟壑要使　路基埋填工作结束后，历经了两次冻结和消融的过程　循环，最后的检测报告显示出现阶段路基状况良好，质量　得到保障。而总结好这一路段季节性冻土工程碰到的相关　问题和解决办法也能够给其他情形相似的季节性冻土工程　提供适当的参考。　１）路基所用的埋填材料一定要选择非冻胀性强的原料　进行埋填修筑，比如级配沙碎石等。还要掌握好细粒土壤　的含量比例，这一点是保证工程质量的重要环节。　用浅碗形边沟，在下面设置高强度的土壤工程材料或２～４　ｃｍ的碎石，以纵向渗透的方式向路面排水。另外还要根据　实际情况适当挖深排水沟渠，以免地下水位过高。依据地　２）要对路面做好防水、排水等相关措施，特别是对盲　沟、渗透沟和排水沟等更要加强监管，科学合理地配置。　３）在高海拔地区，公路路基的施工质量直接决定着公　路的质量。因此，在道路施工时，一定要先充分了解路基　施工中容易遇到的问题和相关解决办法。有了足够的了解　后，再派遣专家对工程质量进行严格的监督管理。在路基　形状况，还可以在纵向渗透沟壑问每隔５０～１００　ｍ加设一　条横向渗透沟，以便把地下水顺利导出路基。　２）针对一些路基埋填深度高于１．５　ｍ的季节性冻土地　段，必须要强化采取地面拦截排水手段，大力降低地下水　位。如果冻土层已延展过深就要根据实际情况改换填埋０．３　—０．８　ｃｍ的碎石。　建设时对任何一道程序都不能大意，要全面检测，保证公　路建设质量，尽量缩减维修资金和工程量。　３）针对需要挖方的季节性冻土地段，如果挖掘深度低　于１．５ｍ就要将其看作浅挖掘地段，与各类浅挖路基以同样　的方法处理。　６结束语　川藏公路北线全长达２　４００　ｋｍ，途径险峻的高山和湍　急的大河，气候恶劣、路途危险，而季节性冻土对其造成　的危害较大。要修建好这一公路其难度不可估量，要面对　的艰难险阻也不易克服。因此，专家和施工人员要齐心协　力，吸收这一典型案例中有效的信息，运用好季节性冻土　路基的施工技术，积极攻克相关难题，使受到季节性冻土　影响的各项工程都能够保质保量地建设。　参考文献：　４）针对需要挖方的季节性冻土地段，如果挖掘深度高　于１．５　ｍ就要根据实际地理情况灵活解决。如果挖到地面　标高的位置时基体岩石外露，就不需要改换碎石填埋。如　果露出碎块土石说明该地段的材质也基本合格，不用改换　填埋。如果显示土壤覆盖层偏厚或颗粒直径ｄ≤０．０７５　ｍｍ　的细土壤颗粒含量超过５％，就需要改换成０．５　ｃｍ的碎石　等渗透性较好的材料填埋。　５）针对改换填埋的碎石或是别的渗透性、抗冻胀性较　高的材料，颗粒直径ｄ≤０．０７５　ｍｍ的细颗粒在整体填料中　［ＩＤ：００２６１９］　［１］　张勇．高原冻土区路基的施工技术探讨［Ｊ］．交通标准化，　２０１３，３８（１９）：１１１—１１３．　的比例需低于５％，并且其颗粒直径构成需在以下范围内：　０．０７５—１９　ｍｍ的比例在２０％～４０％，１９—３７．５　ｍｍ的比例　在４０％～６０％，３７．５—６３　ｍｍ的比例在１０％一３０％。　６）在填方的季节性冻土地段中，有一部分可能受人为　［２］　王福明，邹江山，肖来兵．高纬度多年冻土地区公路路基施工技　术［Ｊ］．交通建设与管理，２０１４，５１（１２）：６—１Ｏ．　［３］　翟强．穿越季节性冻土区高速公路路基处治方案及其稳定性分　析［Ｊ］．铁道建筑技术，２０ｌ５，３２（７）：９４—９７．　的影响较大，可能产生热融现象。这些因素都会使冻土层　（上接第１９９页）　该技术的价值和先进性，具有较强的可操作性和推广价值。　［ＩＤ：００２６０６］　两层连铺施工段落采用通层钻取芯样检测，抽取的所　有结构层芯样均密实、完整，上下水稳层间连接良好，提　参考文献：　高了路面结构水稳层的整体性，两层连铺水稳层质量满足　规范要求。　［１］ＪＴＪ　０３４—２０００公路路面基层施工技术规范［ｓ］．　［２］　靳志强，王志刚．水泥稳定粒料结构层两层连铺施工关键技术　Ｊ］．施工技术，２０１４，４４（１６）：９５—９８．　７结语　［３］陈健，郝伟．浅谈水泥稳定碎石上下基层连铺施工［Ｊ］．价值工　程，２０１３，３２（１６）：ｌｌ５—１１６．　水泥稳定碎石两层连铺技术突破了传统水稳层施工组　［４］刘森．双层连铺水泥稳定碎石基层的施工工艺与质量控制　织的方法，在确定水稳混合料最长延迟时间的基础上，提　出了分段最长作业长度计算方法，解决了水稳料两层连铺　的施工关键技术。水稳料两层连铺在不加大设备人员投入　的前提下，能够加快水稳层的施工效率，节省下层水稳层　的养生费用，提高了路面水稳层的整体性，及时为基层或　［Ｊ］．华东公路，２０１１，３４（２）：５６—５９．　［５］　晏发明，张筱辉，张爱华．两层水稳基层同时成型法在道路施工　中的应用［Ｊ］．市政技术，２０１２，４０（ｓ２）：２３—２５．　［６］　康亮亮．水泥稳定碎石基层双层连铺的施工工艺与质量控制　［Ｊ］．公路交通科技：应用技术版，２０１２。８（８）：６９—７２．　沥青面层创造连续工作面，在二广高速的实际应用验证了　・２０１・