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(jìn)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(yàn)檢測數(shù)據(jù)分析: 實(shí)測項(xiàng)目均滿足設(shè)計(jì)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(xiàn)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(gè)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(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)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(jìn)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(yàn)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(shí)行大寬度、大厚度攤鋪和大型壓路機(jī)碾壓，這種工藝是切實(shí)可行的。技術(shù)規(guī)范代表著當(dāng)前社會(huì)平均技術(shù)水平和機(jī)械設(shè)備，只有新的技術(shù)水平和機(jī)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(xiàng)準(zhǔn)備工作滿足要求后，進(jìn)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(jī)械配套、施工方法、檢驗(yàn)方法及檢測結(jié)果能否符合設(shè)計(jì)及規(guī)范的各項(xiàng)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(jì)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(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，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(shí)存在計(jì)量偏差，實(shí)際生產(chǎn)按照增加 0． 3% 水泥劑量，按照 3．

8% 水泥劑量進(jìn)行生產(chǎn)控制。

2． 2 原材料檢測

試鋪用集料進(jìn)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(jì)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(yùn)行

2012 年 4 月 26 日監(jiān)理組對承包人拌合樓進(jìn)行了驗(yàn)收。通過對集料稱量系統(tǒng)和水泥稱量系統(tǒng)進(jìn)行校驗(yàn)，稱量系統(tǒng)滿足要求，可以進(jìn)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(jìn)行試驗(yàn)［1］，試驗(yàn)結(jié)果在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，該拌合樓通過驗(yàn)收，可以進(jìn)行試鋪。

3 主要機(jī)械設(shè)備

WDB600 型拌合樓一座，最大生產(chǎn)能力 500 t / h。中大機(jī)械集團(tuán)研制生產(chǎn)的大厚度、大寬度防離析攤鋪機(jī) DT1600。該機(jī)型功率大，輸料槽高度和寬度都較傳統(tǒng)攤鋪機(jī)高。這些特點(diǎn)使它在施工作業(yè)中加大了攤鋪機(jī)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(yáng)造成的橫向離析。螺旋前導(dǎo)料板的間隙可隨機(jī)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(jī) 1 臺，YL37 型膠輪壓路機(jī)碾壓 1 臺，YZ32 型振動(dòng)壓路機(jī) 2 臺，20T 單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī) 1臺。30 t 自卸汽車運(yùn)輸 17 臺。其中 YZ32型振動(dòng)壓路機(jī)特點(diǎn): 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(shí)工藝。②行駛平穩(wěn)，行走系統(tǒng)前后輪采用 3 個(gè)獨(dú)立液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，無機(jī)械沖擊，往復(fù)作業(yè)換向平穩(wěn)，驅(qū)動(dòng)力大。

4 后場運(yùn)轉(zhuǎn)情況

2012 年 4 月 27 日，進(jìn)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(yùn)輸車輛經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理驗(yàn)收合格后才允許投入使用，從拌和機(jī)向運(yùn)料車上放料時(shí)，應(yīng)分 5 次挪動(dòng)汽車位置，以減少粗細(xì)集料的離析現(xiàn)象。運(yùn)料車應(yīng)用篷布覆蓋，用以保濕和防止污染［2］，直至卸料時(shí)方可取下覆蓋篷布。同時(shí)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(yàn)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(jìn)行日常維護(hù)，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(diǎn)高程及模板寬度進(jìn)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(jìn)行松鋪厚度放樣，攤鋪時(shí)攤鋪機(jī)按兩側(cè)的鋼絲繩行走進(jìn)行鋪筑厚度控制。鋼絲繩每 10 m 設(shè)立一個(gè)支撐，張拉力符合要求。

③ 水泥穩(wěn)定碎石運(yùn)到攤鋪地點(diǎn)后應(yīng)憑運(yùn)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(tuán)塊、已遭雨淋濕的混合料不得鋪筑在道路上。

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

⑤ 水泥穩(wěn)定碎石施工時(shí)每一段碾壓完成并經(jīng)壓實(shí)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(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生不少于 7 d，養(yǎng)生期內(nèi)進(jìn)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(shí)，除施工車輛外，禁止一切機(jī)動(dòng)車輛通行。

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

根據(jù)上述數(shù)據(jù)對比可得出:

碾壓時(shí)先用 17T 雙鋼輪壓路機(jī)靜壓 1 遍→37T膠輪壓路機(jī)碾壓 2 遍→32T 單鋼輪壓路機(jī)振動(dòng)碾壓2 遍→20T 單鋼輪壓路機(jī)振動(dòng)碾壓 1 遍→壓實(shí)度檢測→20T 單鋼輪壓路機(jī)靜壓收光 1 遍，可以滿足壓實(shí)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(jī)與攤鋪機(jī)的生產(chǎn)能力不協(xié)調(diào)，出現(xiàn)攤鋪機(jī)停機(jī)待料的情況，影響平整度。

③ 水泥穩(wěn)定碎石施工時(shí)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(shí)方需收斗。收斗應(yīng)在運(yùn)料車離去、料斗內(nèi)尚存較多混合料時(shí)進(jìn)行，收斗后應(yīng)立即連接滿載的運(yùn)料車向攤鋪機(jī)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(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)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(jìn)行篩分、含水率、水泥劑量、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和現(xiàn)場路面壓實(shí)度、厚度試驗(yàn)［3］，按照交通部頒 JTG F80/1－2004《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》和《通平高速基層施工技術(shù)指南》進(jìn)行評定。

a．    通過試拌、試鋪，集料配合比能滿足設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求［4］，試驗(yàn)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(yàn)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(jìn)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(yàn)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?yàn)樵囼?yàn)路段，攤鋪時(shí)有 5 車以上的待料車，基本滿足要求; 在大面積攤鋪時(shí)，拌合樓的生產(chǎn)能力與攤鋪機(jī)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(shí)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(shí)車料收斗次數(shù)，攤鋪機(jī)和拌合樓供應(yīng)量匹配，減少等料而造成攤鋪機(jī)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(shí)機(jī)械配套，施工方法，檢驗(yàn)儀器及檢驗(yàn)結(jié)果能夠符合設(shè)計(jì)及規(guī)范的各項(xiàng)要求，并取得了各項(xiàng)施工的控制數(shù)據(jù)。

① 采用 DT1600 型大厚度、大功率攤鋪機(jī)和大噸位的 YZ32 壓路機(jī)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(jìn)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(shí)度、厚度等技術(shù)指標(biāo)均能滿足《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)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(shí)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(shí)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(shí)機(jī)具的碾壓沉降厚度非常大，碾壓機(jī)具的單位碾壓長度和碾壓機(jī)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(jī)械，對碾壓完成后的基層表面平整度進(jìn)行檢測，對有問題的地方及時(shí)進(jìn)行處理［9］。另外，施工時(shí)車料收斗次數(shù)多，攤鋪機(jī)和拌合樓供應(yīng)量不匹配，因?yàn)榈攘隙斐蓴備仚C(jī)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(dòng)在允許偏差范圍內(nèi)，現(xiàn)場混合料 7 d 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度滿足技術(shù)要求，下基層表面無明顯離析現(xiàn)象。混合料的松鋪系數(shù)為 1． 28;

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

⑥ 集料級配可以進(jìn)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(shí)，建議增加一臺拌合機(jī)，兩臺拌和機(jī)同時(shí)拌料，保證連續(xù)攤鋪［11］。

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