摘 要：为解决宽幅大厚度水泥稳定碎石施工问题，结合某公路工程实际情况，对其宽幅大厚度水泥稳定碎石施工优化进行分析，提出混合料拌和、混凝土摊铺、混合料碾压与检测几个重要环节的优化方法及要点，并提出相应的质量控制要点及应用效果，以期为相关人员提供参考。
关键词：水泥稳定碎石;宽幅大厚度;施工优化;
作者简介：杨肖（1988—），女，工程师，研究方向为交通工程。;
0 引言水泥稳定碎石凭借较高的强度、刚性与稳定性良好等优势在工程建设中得到了广泛应用。然而，因受到机械设备性能的限制，水稳碎石摊铺与碾压厚度一般不会超出20cm，而为了实现宽幅大厚度目标，还需要对其施工进行优化。
1 工程概况某公路主线总长约196.4km，分布有3座特大桥，15座大桥和2座特长隧道。该公路处于戈壁沙漠，气候较为干燥，降水量较少，且蒸发量很大。路面结构由上至下依次为：SMA-13沥青混凝土，层厚4cm;SUP-20沥青混凝土，层厚6cm;ATB-25沥青混凝土，层厚8cm；水稳碎石基层，水泥剂量为5%，层厚35cm；水稳碎石底基层，水泥剂量为3.5%，层厚20cm。
2 施工优化2.1 混合料拌和优化混合料拌和是使混合料颗粒实现对流与扩散。拌和时尽量分散水泥颗粒，但只通过加快搅拌速度或延长拌和时间会导致混合料产生离析，使性能大幅降低[1]。采用传统搅拌设备时，叶片速度呈梯度分布，在搅拌桶中心低效区存在，使混合料的拌和不均匀。如果增加搅拌速度，则混合料中不同组分将被抛离，造成离析，导致搅拌不均匀，难以解决颗粒结团方面的问题。为防止混合料拌和时水泥发生结团或分布不均匀，可采用振动水稳机具，其生产率可以达到800t/h。拌和时间确定在9～11s，通过连续振动搅拌防止混合料离析，并保证混合料自身和易性，使集料之间的摩阻力降低，确保碾压时压路机的压实功能够有效传递到基层的底部，防止烂根现象发生，保证基层整体耐久性。基层混合料级配如表1所示。
表1 基层混合料级配 下载原图
宽幅大厚度基层混合料摊铺是指采用专业宽幅设备适当增大功率，使螺旋装置满埋在物料中，确保物料可以在相对较低的旋转速度条件下持续搅拌，最终确保物料得以均匀分布。该项目采用ABG9820型摊铺机进行摊铺施工，其功率为273kW，最大摊铺能力达1 500t/h，摊铺宽度达16m，摊铺厚度达50cm[2]。摊铺时，通过适当增加输料量，减少螺旋装置转数，防止高速旋转导致混合料横向离析；在摊铺机之前的挡板处安装弹性橡胶板来防止混合料发生竖向离析；在链轮箱的两侧分别安装可对角度进行调整的叶片，确保混合料均匀填充链轮箱的下部。混合料摊铺时应注意减少拢料。混合料的松铺系数采用1.35。
2.3 混合料碾压优化通过综合分析可知，在选择压路机类型时，应充分考虑基层压实厚度，如果振动压路机的运行频率会使材料产生共振，则能取得良好的压实效果。如果基层的厚度很大，若压路机的吨位较小，则其振动力扩展速度将很快衰减，导致基层底部无法达到密实。如果通过增加一定振动碾压遍数来解决，可能会使基层顶部二次振散，使基层混合料表面松散。如果压路机的频率很高，则碾压时会使大颗粒集料由于惯性处在底部，小颗粒集料处在上部，造成分层，导致级配失调，影响基层整体承载力[3]。
此外，因大厚度基层的混合料摊铺厚度很大，在基层施工中，平整度控制是一个关键问题。松铺系数需要按照1.25～1.35的范围控制。碾压时沉降厚度很大，碾压段的实际长度与机具行驶均会对平整度造成一定程度的影响，使施工中的平整度控制变得十分困难。
在混合料摊铺施工中，通过对钢模支护的合理设置，能够对碾压工艺进行优化。在初压过程中，采用双钢轮压路机先静压1遍，再振压1遍；在复压过程中，采用振动压路机先连续振动碾压3遍，然后再用钢轮压路机连续碾压2遍；在终压过程中，采用胶轮压路机收光若干遍。通过初压，能够保证混合料的稳定性，避免大颗粒集料发生推移，防止上部混合料压实过密，使压实功难以传递到基层底部，提高基层平整度；通过复压进一步使基层底部达到密实，并能使基层顶部达到密实；终压的目的是使基层混合料收光，达到平整[4]。
2.4 混合料检测方面的优化大厚度基层上部压实度比下部压实度略大，在实际的检测工作中，之前用过很多方法确立检测流程，但始终没有达到统一标准，也有很多学者根据芯样分析结果，确定大厚度基层密实度存在由上至下依次减小的规律[5]。通过综合分析得出，决定大厚度基层实际压实度的关键是保证下层密实度，不能存在孔洞，使基层上、下层压实度没有太大的差别。基于此，为模拟现场施工情况，通过振动成型实验确定基层混合料最大干密度，在压实施工中要对基层底部压实度进行重点检测，同时还要对基层实施取芯试验，以确定其强度大小，压实度与强度检测结果如表2、表3所示。
表2 基层混合料压实度检测结果 下载原图
表3 基层混合料强度检测结果 下载原图
从以上检测结果可知，宽幅大厚度基层上、下部压实度与强度没有太大差别，尤其是压实度，没有上部超百但下部不足的现象。从总体上看，基层压实度上层比下层略大，但相差并不大；而上、下两个部分强度比较接近，部分位置的上部强度比下部强度小，可能是由于后期养生过程中失水导致，或基层检测存在误差，从总体上看，基层的各项指标都能达到要求。
3 质量控制3.1 基层混合料离析基层混合料离析表现为基层混合料中部分粗集料集中。其产生原因为：在混合料装料时产生离析；摊铺施工中摊铺机多次拢料；安装在摊铺机之前的橡胶挡板破坏，使粗骨料产生滚落，导致离析；设置在摊铺机之前的挡板宽度较小，与侧向挡板之间的距离较大，导致边部混合料发生离析。
针对混合料离析问题，可采取以下防治措施来预防和解决：在成品仓内增设横向挡板来避免成品料从传送带处掉落导致离析；采用运料车装料时，应严格执行规范提出的方法和流程；基层施工中及时对磨损的挡板进行更换；通过对前挡板与螺旋装置的设置，避免边部的混合料发生离析；在基层混合料摊铺施工中可借助满埋螺旋，通过二次搅拌实现布料；对于局部存在的集料集中情况，可使用人工进行洒布细料，并进行必要的复压处理。
3.2 基层混合料底部松散基层混合料底部松散表现为底部混凝土松散，有大量空隙存在。其产生原因为：施工中混合料产生离析，大量粗集料集中在基层底部，在摊铺开始前没有对下承层实施清扫与洒水，使基层底部混合料中的水分被下承层大量吸收，对水泥的正常水化反应造成影响，或压实遍数不足导致压实度未能达到要求。
针对基层混合料底部松散问题，可采取以下防治措施来预防和解决：在布料器之前设置一个橡胶挡板，并适当保持前挡板和侧挡板之间的距离；在基层施工开始前，必须认真清扫下承层表面，并均匀洒布一层水泥浆，以此保证下承层和基层之间良好连接；基层碾压过程中加强过程监管，防止碾压不足与过压。
3.3 基层混合料顶部松散基层混合料顶部松散表现为基层压实结束后，其表面混合料松散，甚至出现局部脱落。其产生原因为部分混合料发生离析、过压、混合料级配和含水率未能达到要求。
针对基层混合料顶部松散问题，可采取以下防治措施进行预防和解决：对基层混合料级配、含水率与水泥剂量进行严格控制；施工中严格控制压实遍数；对部分产生松散的部位，通过散水复压进行有效处理。
3.4 基层混合料平整度差基层混合料平整度差表现为基层碾压结束后平整度较差，未能达到规范要求。其产生原因为碾压段长度不足，产生拥包与凹陷；接缝部位平整度控制不到位。
针对基层混合料平整度差的问题，可采取以下防治措施：严格控制碾压段长度，一般以30～50m为宜；在施工现场随时用直尺检查基层平整度，并安排专人及时发现和处理拥包与凹陷等问题。
4 结语综上所述，水泥稳定碎石是现阶段最常用的一种基层类型，通过对该工程宽幅大厚度水泥稳定碎石基层施工的有效优化，达到了理想的施工效果，印证了以上优化的合理性与有效性，可为同类工程提供参考。
参考文献[1] 王文彬.不同纤维增强水泥稳定碎石混合料路用性能与耐久性研究[J].新型建筑材料，2021(3):57-62.
[2] 沈阳，汪仲卿，叶仕镇，等.骨架密实型水泥稳定碎石干缩性能研究[J].北方交通，2021(3):67-69,73.
[3] 杨俊.码头堆场水泥稳定碎石结构层施工压实度的影响因素分析及控制措施[J].珠江水运，2021(5):90-91.
[4] 郭鹏燕.关于高速公路水泥稳定碎石基层施工质量问题的探讨[J].黑龙江交通科技，2021(2):214-215.
[5] 孙鹏.解析市政道路施工中水泥稳定碎石基层施工工艺[J].中国建设信息化，2021(1):73-75.
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