淺析半剛性基層大厚度攤鋪在施工中的應用

第38卷第4期2012年12月 湖 南 交 通 科 技HUNAN COMMUNICATION SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol．38 No．4 Dec．2012

收稿日期: 2012-10-10

作者簡介: 梅向東( 1968-) ，男，高級工程師，主要從事高速公路建設與管理。

文章編號: 1008-844X(2012)04-0074-03

淺析半剛性基層大厚度攤鋪在施工中的應用

梅向東1，樊輝2

( 1． 湖南省通平高速公路建設開發(fā)有限公司，湖南岳陽 414500; 2． 中交第三公路工程局，北京 100107)

摘 要: 從半剛性基層優(yōu)缺點的對比著手，通過采用大厚度一次性攤鋪的方法、施工中的質量控制，闡述了如何避免和減少半剛性基層本身所固有的缺陷，以及施工中應注意的事項。

關鍵詞: 半剛性基層; 大厚度攤鋪; 質量控制; 注意事項

中圖分類號: U 416． 2 文獻標識碼: B

1 概述

水泥穩(wěn)定碎石材料用作高等級路面基層時，厚度一般都大于 20 cm，在基層施工時一般需分層鋪筑，這樣就不可避免的出現(xiàn)了一些質量問題和弊端。其具體表現(xiàn)為: 分層鋪筑使上下基層之間形成了分離，上基層底面的彎拉應力增大，對路面的整體性能和結構使用壽命產生不良影響; 雙機聯(lián)鋪時拼縫離析嚴重，容易造成裂縫; 層間污染嚴重，造成二層很難連接在一起; 由于上下基層的密實度不同或攤鋪間隔時間較長，膨脹系數(shù)不同容易造成裂紋，其裂紋又反射到了上基層上，形成了相互反射; 而使用大厚度全幅攤鋪就很好地克服這些缺陷，同時節(jié)省了時間，降低了工程造價，目前大厚度全幅攤鋪在內蒙古、河南、云南和東北部分省市取得了一定成功。

2 半剛性基層的特點

目前我國高等級公路路面基層 90% 以上都采用半剛性基層，在我國的公路建設中具有十分重要的歷史意義。如何控制好其質量，是擺在我們面前的頭等大事，從其結構具有的特點來看，主要存在以下幾大優(yōu)點。

1) 強度高。一般來說，半剛性基層都具有較高的強度，且具有強度隨齡期不斷增長的特點，因此，半剛性基層通常具有較小的彎沉和較強的荷載分布能力，已有工程證明半剛性基層瀝青路面的承載能力完全可由半剛性基層分擔，瀝青面層僅起到功能層得作用。

2) 穩(wěn)定性好。半剛性基層材料具有較高的水穩(wěn)定性和抗凍穩(wěn)定性，在水的作用下及多次凍融反復作用下不影響半剛性基層的承載能力。

3) 剛性大。水泥穩(wěn)定碎石混合料抗壓回彈模量值高達 1 800 MPa，因而其瀝青面層彎拉應力相應減少，從而提高了瀝青面層的耐久性。

4) 成本低廉。由于其所用材料就地取材，水泥、碎石、石灰等筑路材料一般當?shù)囟寄芄贸杀据^低，可節(jié)約造價。

缺點:

1) 由于其收縮裂縫從而引起瀝青面層的反射裂縫不同程度的存在。

2) 半剛性基層非常致密，水從各種途徑進入路面并達到基層后，不能從基層迅速排出，只能沿著瀝青面層和基層的界面擴散、積聚，造成路面破壞。

3) 半剛性基層材料的強度、模量會由于干濕和凍融循環(huán)，在反復荷載的作用下因疲勞而逐漸衰減。

4) 半剛性基層損壞后沒有自愈能力，且無法進行修補。

5) 半剛性基層瀝青路面對重載車來說具有更大的軸載敏感性。

3 施工質量控制

3． 1 拌合

拌合質量的好壞直接決定了基層施工的成敗，所以要求其拌合設備采用強制式拌和機，產量不低于 500 t，電子計量系統(tǒng)并能打印數(shù)據(jù)。

1) 配料務必準確，以保證混合料滿足級配要求和強度要求，嚴格按目標級配配置生產級配，對計量裝置進行標定，進場材料選用指定廠家，不允許經常更換。

2) 取樣要具有代表性，從攤鋪機后取樣并進行混合料的篩分和滴定，確保樣品具有代表性，與工程實體吻合。

3) 按規(guī)定的上料流程上料，避免集料離析。

4) 嚴格控制含水量，含水量太小，混合料拌合不均勻，不易壓實，容易造成頂面離析; 含水量較大碾壓時水泥漿上浮，會造成上下基層粘結不牢或出現(xiàn)空隙，嚴重的會造成下部松散，取不出芯樣。因此要對拌合站的細料倉進行搭棚覆蓋，避免因雨水的滲入造成細料含水量的不均勻; 每次拌和機拌料前，試驗人員要對集料的含水量進行檢測，然后確定拌和機的加水量。

3． 2 攤鋪

對于半剛性水穩(wěn)基層施工，攤鋪機是主導機械，攤鋪機質量的好壞決定了基層施工的質量好壞，由于水穩(wěn)基層施工其混合料中粗骨料含量較大，攤鋪時易產生離析，我們選定了中大設備 DT1600 型攤鋪機。該攤鋪設備在攤鋪作業(yè)時有幾大明顯的優(yōu)點:

1) 攤鋪作業(yè)時，物料能滿埋螺旋葉片輸送，這樣二次攪拌均勻改善了料車裝卸料、攤鋪機收斗等工序造成的離析。

2) 螺旋前面的擋料板離地高度可以調整，這樣大粒徑料不易從擋料板下沿滾落，改善了豎向離析;同時其螺旋料槽較寬，輸送料的空間較大，從而減少了縱向離析。

3) 其反向葉片的安裝對攤鋪層中縫處填料充足，改善了中縫處離析。

3． 3 碾壓

半剛性基層的壓實是施工中的重要環(huán)節(jié)，能否滿足規(guī)范要求，達到規(guī)定的壓實度，規(guī)定的孔隙率、防止雨水滲入，造成路面的早期破壞，具有十分重要的意義。對于大厚度的碾壓宜采用由弱到強、高頻、高幅交叉組合的碾壓方式最佳; 碾壓時重疊 1/2 輪，速度控制在 4 km/h，由于厚度較大，振動壓力機在大功率的振動下極易把表面振動松散，這時就要及時將膠輪壓力機跟上，采用交替碾壓的組合方式，這樣既保證了密實度又保證了壓實度。

3． 4 養(yǎng)生

養(yǎng)生是水泥穩(wěn)定碎石非常重要的一環(huán)，如果養(yǎng)生不及時，強度上升就會不均勻，造成應力集中，進而裂縫增多。養(yǎng)生期 7 d 內要加強交通管制，除灑水車外禁止一切車輛通行，鑒于現(xiàn)場實際情況，我們采用了攤鋪完成后立即噴灑透層油，這樣既保證了透層油的滲入深度，又保證了水分的不流失。由于氣溫的緣故，在透層油噴灑完成 1 d 后，每隔幾小時再次補灑水養(yǎng)生，連續(xù)噴灑 2 ～ 3 d，以保證其早期強度均勻性的增長。

4 常見的質量問題分析

1) 裂縫: 水泥穩(wěn)定碎石裂縫產生的原因無外乎水泥劑量大小、細集料含量、含水量三大原因。如果集料級配靠近規(guī)范級配上限，明顯表現(xiàn)為集料偏細，其混合料收縮量將增大，不可避免的將會出現(xiàn)裂縫，施工中可以通過調整級配的方式調整，合成級配中0． 075 mm 以下顆粒含量一般不超過 4% ，以控制細集料的含量; 含水量要根據(jù)天氣和季節(jié)的變化，控制在0% ～1%之間，試驗人員要每隔 1 h 檢測1 次，嚴格控制含水量，減少干縮裂縫的產生; 水泥劑量過大是產生裂縫的主要原因，施工設計對水泥穩(wěn)定碎石結構要求樹立不得以提高水泥用量的方式提高基層強度，而要強調加強集料質量管理，改善級配，減少混合料的收縮為指導思想。改善集料的級配可以明顯增加混合料的強度和耐久性，因此底基層混合料的水泥用量不超過 4%，基層混合料水泥用量不超過 4． 5%，工地試驗室底基層按 3%、3． 5%、4%，基層按 3．5%、4%、4． 5%三種含量做分組試驗。

2) 離析: 離析分橫向、縱向、豎向、片狀、有規(guī)則離析和不規(guī)則離析，產生離析的原因很多，不規(guī)則離析往往是施工工藝造成的，而規(guī)則離析大多是有攤鋪機的性能決定的。

橫向離析主要是螺旋器在高速旋轉時產生的拋揚產生的; 豎向離析主要是螺旋槽上部的大料沿開口向下滾落造成，其危害比橫向離析要嚴重，發(fā)生縱向離析時大料在下小料在上，使基層底部空隙過大，水裂縫中進入造成基層破壞; 施工中為了防止離析杜絕質量隱患應著手從以下幾個方面下手: ①從源頭原材料抓起，生產廠家堆放料要合理，其中裝載機裝卸料尤為重要，在生產過程中要對機手進行交底，規(guī)范裝卸料; ②運輸車在裝料過程中要分前后中的順序裝料，不允許直接在料槽的中部卸料，同時從成品料倉卸料時，卸料門要迅速打開，不允許讓混合料慢慢流出; ③攤鋪工藝要合理，連續(xù)穩(wěn)定的攤鋪速度是保證平整度的關鍵，同時也是減少離析的有效措施，一般情況下 1． 5 ～2 m/min 較為合理; ④盡量減少攤鋪機料斗的收斗次數(shù); ⑤攤鋪機要調整到最佳狀態(tài)，螺旋布料器里的料量要以若隱若現(xiàn)為好，一般達到布料器的 2/3 的高度，刮板和螺旋布料器的轉速要協(xié)調一致，保持連續(xù)、均衡的輸料，攤鋪機熨平板的振幅、振動頻率要保持合理。

5 施工中存在的問題及注意事項

1) 由于采用大厚度一次性攤鋪，其混合料需求量較大，但拌合設備由于產量較小，造成停機待料的現(xiàn)象比較普遍，不同程度地影響了基層的平整度，建議在以后的生產過程中采用與之相匹配的拌合設備，既能滿足工程進度的需要，又能滿足質量的要求。

2) 拌合設備上料倉一般生產廠家生產的隔離板較矮，在施工中極易造成串料，使級配發(fā)生變化，偏離生產配合比較大，造成不同程度的質量隱患，所以在大面積生產之前務必要人為的將隔離板加高，同時在施工中要進行檢修。

3) 混合料中 0． 075 mm 以下的細料含量要求不大于 3%，所以對 0 ～5 mm 的石屑要求較高，石屑中 0． 075 mm以下的細料含量以不大于 7%為宜，否則容易造成基層強度不夠后裂縫的出現(xiàn)等。

4) 控制好含水量，由于含水量影響到壓實、強度、裂縫等諸多環(huán)節(jié)，施工中務必要注意含水量的控制。

5) 模板固定較困難，由于大厚度攤鋪時采用的壓路機噸位較大，在碾壓時極易將模板擠壓變形，造成線行不順直。所以在施工中要采用具有調節(jié)長度的鋼支撐固定。

6) 注意碾壓方式和碾壓機械的組合，由于混合料粗集料含量大，厚度較大，碾壓時相對困難一些，施工時要盡量采用大噸位的壓路機，同時要和膠輪壓力機交錯碾壓，以便進一步壓實。

7) 壓實度檢測存在問題。在大厚度施工中，會出現(xiàn)上部密實，下部松散的現(xiàn)象，但壓實度檢測又是合格的現(xiàn)象，究其原因是上部碾壓超百，下部壓實度不夠造成的，因為灌砂法的結果是平均結果。所以在施工過程中不能一味的以壓實度來評判，要以過程控制為主，控制好碾壓遍數(shù)。

8) 封閉交通，在已鋪筑好的基層上設置警示牌，鋪筑好的 7 d 內，嚴禁車輛通行。

6 結語

1) 由于在施工中采用的中大設備較先進，攤鋪中克服了施工中諸多弊端，尤其是改善了各種離析，效果顯著。

2) 大厚度攤鋪無分層，整體性結構良好。單機一次找平，無過渡搭接，密實度均勻，平整度較好。同時生產效率高費用低廉，經濟效益好。

3) 大厚度攤鋪碾壓是關鍵，要遵循先壓薄再壓密的原則，否則會產生碾壓離析。在壓薄時要先靜壓，再弱振，后強振的順序; 壓密時強振的激振力也要由小到大，同時與膠輪壓路機交錯碾壓，不能一步到位。

4) 大厚度攤鋪要加強施工過程控制，嚴格遵守擬定的施工工藝，控制好碾壓遍數(shù)。

參考文獻:

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