路面水泥稳定碎石结构层施工技术.docx

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路面水泥稳定碎石结构层施工技术

路面水泥稳定碎石结构层施工技术

吴荣尚肖大兵

摘要：

介绍广西南宁至友谊关高速公路C7合同段路面水稳层施工方面的技术

关键词：

水泥稳定碎石、平整度

一、工程概况

广西南宁至友谊关公路项目是国道主干线衡阳至昆明公路支线，是广西区公路网主骨架的重要组成部分和通往越南乃至东南亚地区最便捷的陆路运输通道，更是每年一度的“东盟博览会”的必经之路。

全线采用沥青砼面层，水泥稳定碎石基层结构，该条公路是广西公路建设以来的第一条高等级黑色路面，技术要求高。

水泥稳定碎石层共分为3层结构：

18cm厚3.5%水泥剂量底基层、20cm厚4.0%水泥剂量下基层和20cm厚5.0%水泥剂量上基层；C7合同段长11.4km，路基设计宽24.5~26.0m，水泥稳定碎石结构层计90余万平方米。

二、施工流程图（见第2页）

三、施工准备

（一）原材料的准备

水泥稳定碎石的组成较简单，由水泥和碎石、水按一定比例掺和搅拌而成。

1、水泥：

采用业主指定供应32.5#水泥。

2、碎石：

由坚硬的石灰岩采用反击式破碎机生产的碎石，压碎值应小于30%，集料级配范围如下：

施工流程

原材料检验

下承层清扫等

导线、水准点重新布设、加密等

导线等机具准备

摊铺机就位

混合料拌和

压实

配合比试验

测量放样

设备试运转等

模板支立加固

摊铺

检验

分析改进

结构层

通过下列方孔筛（mm）的重量百分比（%）

液限（%）

塑指（%）

37.5

31.5

19

9.5

4.75

2.36

0.6

0.075

底基层

100

90~100

73~88

49~69

29~54

17~37

8~10

0~7

＜28

＜9

基层

100

85~110

52~74

29~54

17~37

8~20

0~7

＜28

＜9

3、混合料配合比设计

根据设计和业主要求，所掺配的水泥剂量及强度分别为：

①底基层为3.5%，无侧限为2.5MPa；②下基层为4.0%，无侧限为3.0MPa；上基层为5.0%，无侧限为3.5MPa。

试验根据以上要求搭配出混合料均能满足要求，同时试验出最大干密度大于2.3km/cm3，混合料强度与延迟时间的关系得以控制在3h以内碾压完成。

（二）搅拌站布置

搅拌站选择靠近路基，以便于运输，同时应兼顾取水和用电便捷。

（三）机械设备等

选用的两台摊铺宽度不小于7.5m的稳定土摊铺机，搅拌站为全电脑控制产量为400t/h的连续式稳定土拌和机，安装好后即时标定。

导线杆采用Ф16圆钢制作，导线采用Ф3mm钢铰线，模板采用3.0m节[16槽钢加工而成。

（四）其它技术准备

1、熟悉图纸，根据设计路基宽度计算各结构层的摊铺宽度和各断面相应结构层的标高。

2、由于路基土石方施工，许多原有导线、水准点已破坏、丢失，在路面施工前，测量技术人员应重新对沿线的点进行加密，符合并完善内业。

3、在摊铺结构层前，必须完成对下承层的各项目的验收和清扫工作。

4、在下承层验收完成，即时埋设各种横穿路基的管道，以免水稳层摊铺完成又重新破除。

四、试验段施工

各项准备工作完善，按确定的方案进行试验段施工，试验段选择在离拌和站附近（长度以150m为宜），以便于前后场的协调、联系。

根据试验段铺筑确定方案的可行性和一些相关数据，对铺筑过程中出现的问题，加以分析、改进，并整理出总结报告，为正式铺筑提供依据。

五、施工方法

（一）测量放样

根据设计图纸计算出的结构层宽度放出模板边线，直线段25m一断面，弯道处每10~15m一断面，同时用水准仪测出相应点的基面标高H1，并计算结构层设计高H和基面标高H1的高差h，即h=H-H1，支立模板时根据基面点位提高相应h值带线为模板顶面线即结构层设计标高。

（二）模板支立和导线布设

1、测量放样出结构层边线点和计算出相应点的h值，带线支立模板，模板内壁为设计边线，顶为结构层设计标高，底部用木楔进行调整。

加工时侧面焊有三角支撑，与钢钎一起定位固定模板的水平位移，必要时采用短圆木作斜撑加固。

模板采用比结构层厚度小2~4cm的槽钢加工制作而成，这样以便于操作便捷。

导线立杆布置在钢模外侧，导线布置于立杆的可活动横杆上，导线水平距离模板内壁为30~50cm为宜。

水平横杆通过紧固螺栓的松紧调节至预定的标高处，即为导线高程：

导线标高HO=相应结构层边点的设计标高H+（0.3~0.5）×i（该断面设计横坡值）+（松铺系数-1.0）×δ（结构层厚）+0.10m（10cm为摊铺机传感器熨平板的高度，该高度可调节）。

（顺横坡侧i为正，反横坡侧i取负值。

）

3、临时导线

由于采用两台摊铺机呈梯队式摊铺作业，前面一台摊铺机一侧以导线作为基准标高控制，另一侧则需架设临时导线控制，临时导线布设位置根据第一台摊铺机摊铺宽度而定，一般在摊铺宽外侧30~50cm。

临时导线可将导线杆稍作加工制作（在横杆上焊接紧固螺栓），导线采用方便拆卸安装的4×5×6cm铝合金条，铝合金条必须直顺，一但有点变形即时更换。

临时导线标高可采取横向带线法调整，即以两侧的固定导线标高作为基准横向带线，通过临时导线横杆调整高低以使铝合金条顶面标高至预定高度。

（三）混合料拌和及运输

当前场准备充分，设备就位，通知搅拌站开盘拌和混合料。

操作人员按试验室提供的配合比调整好设定，当采用连续级配无筛分碎石时，上料前装载机将不均匀的碎石适量翻拌后铲运入仓，当采用分级碎石时，按配合比设定比例拌和。

操作手根据摊铺机的摊铺能力和运输情况调整搅拌产量，一般应尽可能连续拌和。

运输采用大于5t（最好是10t以上）的自卸汽车。

固定一名试验员控制调整拌和物的含水量，根据天气、摊铺速度、运输距离的远近来调整含水量至适宜。

（四）摊铺整型

1、摊铺前的准备

将下承层清理干净（当为路槽或级配碎石下承层时，对松散处还要进行复压），适量洒水至润湿状态，为更好地与下承层形成联结，必要时增洒水泥灰。

摊铺机就位，熨平板高度为松铺厚度，调整好横坡。

2、摊铺机作业

现在高速公路水稳层施工大多采取两台摊铺机呈梯队形式摊铺作业，摊铺机的选择以同类型和新旧程度基本一致为宜，这样两台摊铺机的各种参数和性能很易调成一致，摊铺出的成品质量基本能够同步。

①在南宁至友谊公路C7合同段施工时，根据设备情况选用了一台ABG323、一台LT1200型摊铺机，施工中经过不断改进和调整，使两台摊铺机摊铺的效果基本达到一致。

②根据结构层宽度的不同，调整两台摊铺机熨平板的宽度，当选择LT1200摊铺机靠中心线附近以7.5m摊铺时，ABG323则按（半幅宽-7.5m）的余宽摊铺作业。

LT1200摊铺机一侧以固定导线作为基准线控制摊铺的标高，另一侧则利用以ABG323摊铺机铺筑的结构层松铺层面作为基准进行摊铺作业，两台摊铺机均以模板作为导向控制。

③由于摊铺机作业依靠导线进行控制，故固定导线的钢铰线必须具备一定的张力。

根据经验一般以70~100kgt为宜，同时导线杆稳固，导线横杆紧固好。

两台反摊铺机作业时，中间的临时导线宜然。

后一台摊铺机以前台摊铺机摊铺的层面作为基准时，该层面不能有人为破坏，必须保持平整顺畅，否则影响后面摊铺机摊铺的平整效果。

④当运料车缓慢后退至抵近摊铺机抵轴时，运料车停止后退，起斗卸料。

此时运料车挂空档，摊铺机启动螺栓布料同时按设定的速度均匀推动自卸车一起前进，前进时始终保证摊铺机集料斗中不断料，当运料车卸完料下部车衔接上。

如此循环，后一台摊铺待前面摊铺机摊铺10~15m时开始作业。

⑤摊铺过程中，安排2人负责临时导线的设置、循环。

（五）压实

根据摊铺机的摊铺情况，相应匹配两台18t以上同类型的振动式压路机，一台16t以上的胶轮压路机压实作业。

1、当摊铺长度在30~50m时，压路机开始作业，每压实作业段长视天气而定，在气温不是很高的情况下，作业段尽可能长一点。

2、压实原则：

由低侧往高侧，由内而外，先静压再小振——大振；先缓慢至快速（速度以1.5~2.0km/h）——匀速。

3、压实工艺

振动压路机静压2遍——小振1~2遍——大振3~4遍——胶轮压路机收压2~3遍，压实轮迹应重叠不小于50cm。

当施工底基层时，取低值，基层取高值，检测压实度均能达到要求。

4、两台振动压路机的作业次序

将两台振动压路机进行编号Y1和Y2。

在同一作业段上，两台压路机应遵循以下次序全幅作业（当Y1先静压时）：

Y1静压——Y2静压——Y2小振——Y1小振——Y1大振——Y2大振——胶轮收面

而不能两台压路机你压半幅我压半幅。

不论是两台压路机的规格、型号和新旧程度是否一致，由于混合料不均匀，两台摊铺机的摊铺密实度不一和压路机手操作上的差别，都将导致成型后的平整度。

按以上作业次序进行，可以从一定程度上收到较好的效果。

5、作业段端头压实

采取逐渐后退压实的方式，即静压第2遍比第1遍往后退1.0m左右，小振比静压再往后退1.0m左右，大振也相应退50~100cm，这样能避免端头形成较大推移。

压路机应缓慢停止而不能急刹，更不能在松铺的层面上打弯或转向。

6、边缘压实

在压路机压实前，边缘部位50cm宽范围内采用小型夯实机人工夯实：

一方面是因为边缘处压路机压实不到，另一方面小型夯实机夯实后形成侧向支挡，减小了压路机对模板的破坏，造成线型不顺直。

（六）施工缝处理

采用封头板封端的方式，封头板利用槽钢模板，当天施工结束时，摊铺机驶离作业段，人工沿横断面方向带线支立封端模板，靠近模板边缘50~100cm范围内也用小型夯实机夯实。

下次施工时，摊铺机自施工缝处50~100cm范围虚铺稍比正常摊铺时大1~2cm，并用小型夯实机沿施工缝方向横向夯实。

施工缝处必须人工配合整平，确保接头处的平整度。

（七）养护

水泥稳定碎石层要求采用塑料薄膜保湿养生，有的用养生膜覆盖养护，但养生膜成本较高，一般薄膜养生也能达到预期效果。

碾压完成1~2小时后采用洒水车喷洒水份，使水稳层表面充分湿润呈饱和状，随即人工覆盖薄膜，纵横向搭接必须不小于20cm，覆盖好后采用石粉（0~5mm规格）压边，以免薄膜被风掀起从而影响养生效果。

水稳层两侧面和端头也必须全部用薄膜覆盖用压边，以使整个成品处于包围中，达到保湿效果。

养生一般为7d左右，当气温较低时（10℃）时间应加长。

六、质量检测及标准

1、施工前的检验

对原材料抽样检查：

①目测碎石含泥情况和级配并取样进行筛分试验，达到要求才能使用。

②水泥：

不同批号抽样试验其安全性等，用于水泥稳定碎石的水泥在生产中就应进行调整，使其初凝时间尽可能长一些。

③导线及模板标高的检查：

由测量人员用水准仪检查标高，并复查导线杆的稳固和导线的紧张情况，以及模板的牢固。

2、施工过程的检验

①对无筛分碎石局部离析的翻拌，使其均匀。

②目测拌和的混合料含水量情况，以不粘输送带为宜，含水量过偏大压实时粘轮，易形成弹簧，造成平整度偏差较大，过小时则水泥水化不充分影响其强度，具体视天气状况而定。

正常天气以最佳含水量±2%为好，中午略高些，早晨和下午偏低，晚上湿气较重再适量调低。

③在现场抽取混合料进行滴定和制作试件检查无侧限强度试验。

④目测混合料拌和的均匀性和现场摊铺的离析情况，及时清理并填补均匀的混合料。

⑤测量人员进行跟踪测量，一方面检查模板，另一方面抽查虚铺高度和压实后的标高情况，如有异常及时调整。

⑥不定时检查导线的紧张情况，以免碰撞松动。

⑦压实成型及时检测压实度。

3、成型后检验

按《公路工程质量检验评定标准》的要求检验成品的质量：

①纵断高程；②平整度；③宽度；④取芯检查厚度和整体性情况；⑤对制取的试件进行7d的无侧限强度试压；⑥设计有要求时还需进行弯沉检验。

七、施工中存在主要问题分析和改进

（一）原材料

主要指碎石，无论是底基层还是基层，采用无筛分级配碎石存在很多缺陷：

1、均匀性很难控制；

2、倒立和卸料过程易离析；

3、其标准干密度不是衡定值等。

这样导致拌和混合料均匀性差，含水量不易控制，且摊铺中离析加重，质量检测时压实度值不均较大等，更严重的是由于料的不均匀将导致摊铺的松铺程度不一，碾压后形成凹凸现象，平整度较差。

改进方法：

1、严格控制料源加工，督促其尽可能均匀；

2、装运中适量翻拌；

3、堆放不宜超过3.0m；

4、上料前翻拌前适宜增加细集料。

以上是对于无筛分碎石而定，改进的最好办法是加工时分级出料、分级堆放，施工时严格按配合比计量拌和。

由于分级加工速度慢，成本提高，但利于原材料的质量控制。

（二）机械设备

1、拌和站：

由于高等级公路的水稳层结构的工程量较大，且对质量的要求高，一般都选择全电脑控制的大于400t/h产量的连续式拌和站。

但有个问题应值得注意，搅拌机的搅拌室长度以大于3m为好，这样更有利于搅拌的充分和均匀。

2、采用两台摊铺机呈梯队式作业时，应选择同类型、同规格和新旧程度一致的摊铺机，以使两台摊铺机的性能一样，从设备保证摊铺出的混合料效果达到最佳。

当设备既定不能选择时，只有从施工工艺和方法方面不断总结、改进，力求两台摊铺机摊铺出的产品接近一致。

3、根据搅拌站和摊铺机的生产能力，必须配备足够的运输车，以更好的保证摊铺的连续和质量。

一般运输车辆以前后场各有4~6台加上中途的数量为宜。

运输车的装载能力最好在15t以上。

4、压路机应选择振动压路机与胶轮压路机配合组成。

振动压路机宜选择静压在20T左右，胶轮压路机应选择重量在18T左右为宜。

（三）操作人员的质量和责任心的教育

施工质量不仅仅是设备等的保障和施工工艺、方法的合理，加强人员尤其是操作机手能力的培养以及责任心教育更为重要。

各司其职和施工各个环节、工序的协调及配合，使之成为一个规范、和谐的作业体系，更能促进提高产品的质量。