陈刚，苟智

（四川天堃工程项目管理有限公司，四川 成都 610000）

摘  要：本文通过路面水泥稳定底基层和基层施工中，采用大厚度大宽度一次性摊铺工艺，引入边模施工并改进边模固定工艺的实践，对比传统的施工方法进行施工工艺和工程造价的分析，总结了施工工艺优越性和降低工程造价的途径。

关键词：路面施工；摊铺技术；水稳层；工程造价

四川交投建设工程股份有限公司SX1-LM2项目经理分部在路面水泥稳定底基层和基层施工中，采用大厚度大宽度一次性摊铺工艺，引入边模施工并改进边模固定工艺。通过严格把控原材料质量、摸索最佳配合比、重点控制碾压工艺和对施工细节的严格控制，保证了路面底基层施工质量，降低了工程造价。已铺筑完成的K28+735～K32+720段底基层和基层质量优良、表面平整光洁、线型顺适美观，是高品质典范工程的典型代表。在2014年8月至2015年1月遂西高速公路创优活动中，被四川遂广遂西高速公路有限责任公司评定为标杆工程。

    一、大厚度大宽度水稳层一次摊铺工艺简介

水泥稳定碎石基层已成为高速公路的主要结构形式，基层作为路面主要承重层，其质量优劣直接影响到道路建成通车后的路用性能及使用寿命。水泥稳定碎石基层具有整体性强、承载力高、刚性大、水稳定性好的优点。

我国高等级公路水稳层设计厚度一般为20cm～40cm，对于20cm以上的铺层由于受摊铺及压实设备的限制，一般摊铺机无法满足大宽度大厚度一次性摊铺。我国高等级公路水稳层多采用分层双机摊铺压实，这是多年来一直采用的成熟施工方法。但采用分层摊铺，水稳层之间的连接性很难达到标准要求，直接影响了水稳基层的整体性。常用的解决办法是在层间洒水泥浆，以增强层间连接，但其均匀性很难控制，且效果不佳。

如果大厚度水稳层能够一次摊铺成型，既消除层间链接的顾虑，提高了施工效率，又降低了施工成本，这是最理想的。水稳层大厚度一次性摊铺碾压成形，基层将形成一个整体的板块结构，相对于两次分层摊铺来说，其抗拉伸，抗冲击强度可以显著提高，并可以有效避免和推迟早期路面的下沉、凹陷、龟裂脱落、坑洞等病害的产生。对于提高公路路面质量，延长公路寿命有重大的意义。大厚度大宽幅水稳层摊铺工艺采用的是单机作业，可有效减少部分人工作业，施工机械的利用率得到较大的提高，降低了人工成本。此外，采用该工艺可减少部分施工工艺，并减少机械的调迁，有效节省水稳基层的养生费用，提高经济效益。与此同时，施工工艺的减少可大大提高施工效率，确保施工工期满足相关规定和要求。

近几年来有些施工单位进行了尝试，国内摊铺机制造厂家陕西中大于2005年研制推出水稳层大厚度宽幅摊铺工艺和专用摊铺机，并在省道313线兰嘎一级公路、沿黄一级公路、109线一级公路基层(底基层)等工程中成功运用，证实是一种“多、块、好、省”的施工技术工艺。

    二、大厚度大宽度摊铺工艺的实践

1. 工程概况及引进原因

遂宁至西充高速公路SX1标段路面施工项目位于遂宁市蓬溪县、南充市嘉陵区、西充县境内，施工起点桩号为：K28+735，止点桩号为：K67+643.558，路线全长37.6436km，其中含互通式立交4处（即蓬溪北互通、七宝寺互通、西充互通、太平枢纽互通），设计时速80km/h，路面顶宽：整体式路基24.5m；分离式路基12.5m。根据设计文件，主要采用30cm厚水泥稳定碎石底基层和20cm厚水泥稳定碎石基层的组合。路面施工工期为12个月，但因前期协调问题迟迟未能开工，工期被严重压缩，最终有效施工时间仅为9个月。

按照一般通行的施工方法，底基层和基层至少需分为三层进行铺筑，单次铺筑循环时间长达23天。同时，由于单幅宽度均大于12m，一般通行的施工方法需采用并机联铺，同时投入两套铺筑设备。由此可见，如采用一般施工方法，无论在施工效率、施工工期、工程投入方面都难以满足工程需求。

经过慎重详细的调查研究，我项目部决定引进推广水稳层大厚度大宽度摊铺工艺。

2.. 机械设备配置

摊铺机的选择：

经比较选择，在施工中采用陕西中大机械研制的超级变形金刚Power DT1800桥隧路多用抗离析摊铺机。该摊铺机具有以下特点：

①功率大，摊铺宽度大。超级摊铺机功率为220kw以上，摊铺宽度为12～16m，主要用于12m以上大宽幅单机摊铺施工。

②采用抗横向、抗纵向、抗高度方向离析的设计。在布料时加强了二次拌和作用且稳定平缓均匀地向两侧挤出物料，有效避免离析。

③摊铺厚度增加。大厚度摊铺可至400～600mm，对基层稳定土一次成形有着重要意义，既提高生产率，减少施工麻烦降低成本，又保证稳定层的整体板块结构。当然基层大厚度摊铺应有配套的压实设备来保证。

④端头伸缩量3m，布料装置可折叠，熨平装置能伸缩，由原来拆装最少2小时以上变为2分钟，结束了遇桥隧频繁拆机的历史。对加快转场，提高施工效率有重要帮助。

压实设备的选择：

通过试验段进行多方案、多参数的工艺试验，最终根据实验数据和经济等因素综合考虑，选择压实设备配置如下：

26T单钢轮压路机2台，12T双钢轮压路机1台，胶轮压路机1台。

3. 施工工艺

路面铺筑施工工艺循环性强，各环节间联系紧密，每一工序不容错误。由于采用了多用抗离析摊铺机，摊铺质量得到较好的保证。为进一步提高施工效率和施工质量，需要我们在细节上严格控制，保证每一环节，每一工序都能正确进行，并根据实际情况不断总结经验，寻求改善，才能在效率、成本上获得最大的收益。

①原材料质量控制和管理

原材料的质量控制和管理是水稳施工质量得到保证的基础，为有效保证原材料质量，在原材料控制和管理上采取了以下措施：

水泥：优选性价比高的水泥， 在质量满足要求的前提下尽量降低工程造价，不盲目选择价高、运距远的水泥。

石料：石料是决定骨架密实水泥稳定碎石基层是否能充分发挥抗裂效果的最关键要素之一。为有效卡控石料质量，对产量、规格、质量、出料等情况实行日报，以加强动态管理；加大对进场石料的抽检力度和管理，不同品种、不同批次的石料不得混放。

在原材料质量控制上严格按照设计文件要求，执行以下要求：

粗集料：采用蓬溪金鑫砂石场自行轧制，碎石最大粒径37.5mm，压碎值不大于30%，针片状含量不超过20%。碎卵石具有破碎面颗粒的含量，一个破碎面不小于70%，两个或两个以上破碎面不小于50%。

细集料：采用砂石厂加工生产的机制砂，有机质含量不宜超过1%，水洗0.075mm通过率不得大于15%。

 

②模板施工及其工艺改进措施

为配合大厚度大宽度一次摊铺 ，同期引进了边模施工。采用边模施工可保证路面有效压实宽度，同时成形的底基层、基层具有更为顺适美观的线型。

由于大厚度摊铺时使用大吨位压路机，碾压过程中激振力大，引起的侧向力也很大，不但会引起模板侧向变形，还会造成了模板的上浮，所以要采取措施固定模板。本项目中使用的模板顶面与基层的设计标高一致，固定则使用钢钎固定在模板的孔内（钢模支架上焊接钢管套）。

采用边模施工，必须保证模板加固的牢靠性方能实现边模施工的效用和目标。由于已形成强度的水稳层（或压实的土路床）较为坚硬密实，采用人工固定，不但难以保证固定钢钎的有效嵌固长度，更难以保证施工效率。为了保证边模加固的牢靠同时不影响施工效率，采用小型打桩机固定钢钎，可在短时间内将钢钎穿透水稳层直入土路床，保证了钢钎的嵌固长度。因为嵌固长度采用机械作业后大幅提高，原采用两到三排钢钎固定的边模如今只需采用单排钢钎固定，大幅提高了施工效率。根据施工过程中的统计，采用打桩机固定边模后，施工效率与未采用时并无降低，相比人工固定则提高近2倍。

 

图1：人工配合小型打桩机固定边模

同时，因受路面横坡和夯击加固的影响（前者影响是主要的），边模在固定时会发生倾斜和走形。为改善这种情况，在施工中投入3到4个工人配合打桩机固定边模，在夯击前利用木方垫平模板防止倾斜，夯击过程中夹稳边模防止走形，固定后再细微调整模板，最终保证边模的线型顺适。

 

最后，在模板使用过程中需注意模板的保养，不定期对模板进行检查，对模板表面进行清洁和打磨，对变形模板进行及时校正。

根据施工实践，以上改进措施均取得了很好的效果。由下图可明显发现，采用边模施工（上层）与未采用边模（下层）在边缘的压实度明显不一致。未采用时边缘松散易破坏，压实度难以保证，需增大铺筑宽度来保证路面有效压实宽度，不但增加碾压遍数也浪费水稳料；采用边模施工后，在路面有效压实宽度得到保证的同时还节约了水稳料。

 

③施工配合比

《公路沥青路面设计规范》（JTC D50—2006）要求：高速公路、一级公路的基层宜采用骨架密度结构，级配可采用规范推荐的级配。实际施工中要根据压实设备的配备情况和施工能力调整级配，定出适合本工程施工条件的级配。通过工艺试验，根据原材料实际情况，不断微调配合比，终于摸索出适应本工程特点和现场实际条件的最佳配合比。

为满足路用性能的需要，基层级配一定要调成骨架密实结构，不必担心压实度不足。经实践证明，大厚度摊铺时使用骨架密实结构完全能满足压实度要求。

根据试验室提供的生产配合比，在基层和底基层中采用各种集料比例为0~2.36：2.36~4.75：4.75~9.5：9.5~19：19~31.5 = 22：8：19：25：26；水泥剂量为水泥：集料=3.3:100（底基层）和3.5:100。

④后场拌合及运输控制

后场拌合采取以下措施进行控制：

A. 拌合设备在过程中不断动态检测，实现动态标定，保证正确严格的按施工配合比进行生产；

B. 拌合现场设置实验员随时监测含水率，并随时抽查配比情况；

C. 料斗配备专职人员，随时监测下料顺畅情况。

为保证水稳料在运输过程中的稳定，在施工中摸索出以下经验：

A. 保证运料车的运力稍有富余，前场摊铺随时有车等待卸料，后场有车等待装料，可保证施工的连续性，提高机械运转效率，同时保证摊铺的连续性也可提高铺筑质量；

B. 装料必须严格按后前中的装料顺序，有效防止装料过程中产生离析；

C. 运输过程中采用篷布覆盖，防止水稳料水分散失和受扬尘污染。

⑤摊铺技术

水稳底基层和基层摊铺采用钢丝绳找平方式。摊铺前先测出路基顶面实测高程，按设计图纸计算出垫层顶面设计高程，按实测计算的松铺系数计算出松铺厚度，用木块或铁板将熨平板垫至松铺厚度，用水准仪控制摊铺机启动时熨平板的标高，垫木调整准确后，将熨平板放在垫木上，固定牢固，调整摊铺机，使之达到正常摊铺状态启动摊铺机的输料器，待螺旋输送器横向送料槽中贮存的混合料达到输送轴高度2/3以上时，调节好摊铺机的夯锤值，开启找平装置，以1~3m/min的速度匀速不断的摊铺。

由于采用了大厚度抗离析摊铺机，摊铺平整度较传统的双机联铺已有提高，但仍需在细节上严格把控，有效保证并进一步提高平整度和避免出现离析。在施工中采用了如下措施：

A.    摊铺过程中尽量减少中途停顿，以保证摊铺平整度；

B.     每车每次摊铺完成后，不能对摊铺机进行收斗，防止大料堆积造成离析；

C. 摊铺过程中如出现局部离析现象，采用人工处理。

⑥碾压速度、碾压遍数、碾压工艺的控制

大厚度水泥稳定碎石基层全幅摊铺最关键的是控制好碾压环节。由于采用DT系列摊铺机，摊铺质量已趋完善，摊铺环节提高的余地很小，唯有压实环节最难控制，碾压速度、碾压遍数、碾压工艺是控制要点，施工前必须通过试验段进行相关的工艺试验。为探索优良的压实环节，在试验段铺筑施工中设计了不同压实设备、不同碾压参数的各种组合方案，最终综合试验参数、成品外观、施工效率、投入规模等因素确定了压实方案。

底基层压实方案：26T单钢轮前静后弱1遍+26T单钢轮强振三遍+26T胶轮压路机1遍+12T双钢轮收压；

基层压实方案：12T双钢轮静压+26T单钢轮前静后弱1遍+26T单钢轮强振三遍+26T胶轮压路机1遍+12T双钢轮收压；

实践表明：采用该压实方案，底基层、基层压实度等各项指标均满足设计要求，且外观平整光洁，做到了工程质量的内实外美。

 

4. 施工成果

采用大厚度大宽度一次性摊铺工艺，引入边模施工并改进边模固定工艺；通过严格把控原材料质量、摸索最佳配合比、重点控制碾压工艺和对施工细节的严格控制，保证了路面底基层和基层优良的施工质量。已铺筑完成的K28+735～K32+720段底基层和基层质量优良、表面平整光洁、线型顺适美观，工程内实外美，是高品质典范工程的典型代表。在2014年8月至2015年1月遂西高速公路工程创优活动中，被四川遂广遂西高速公路有限责任公司评定为标杆工程。

    三、大宽度大厚度工艺与传统并机分层工艺工程造价比较

注：1. 两种不同工艺单价为直接费用单价（未包含其他工程费、间接费、利润及税金）；

    2. 工程量为每完成1000m2工程量所含耗量。

通过直接费用造价分析可知：

1. 大宽度大厚度工艺材料费用比传统并机分层工艺低7.41%；

2. 大宽度大厚度工艺机械费用比传统并机分层工艺低76.1%；

3. 大宽度大厚度工艺人工费用比传统并机分层工艺低51.7%；

4. 大宽度大厚度工艺综合单价比传统并机分层工艺低10.1%。

    四、大宽度大厚度工艺与传统并机分层工艺比较

水稳层作为高等级路面基(底基)层时，其厚度一般都大于20cm，按现行通用施工技术，基层应并机分层施工，下基层成型、碾压完毕后至少需要养生7天后再铺筑上一层；大宽度(9m以上)油面施工两台摊铺机一前一后相隔约10～20m同步前进摊铺混合料。随着大宽度大厚度施工机械及施工工艺的出现，则可单机整幅全厚一次摊铺碾压完成。

在采用大宽度大厚度施工的过程中，通过总结，发现与传统并机分层施工工艺相比较，大宽度大厚度施工具有如下优越性。

1. 提高了基(底基)层整体性。在路面设计中基(底基)层作为整体考虑，传统分层施工方法存在下层光面，上层大料滚落造成层间结合不紧密，容易使上下层间分离，使上基层底面的弯拉应力增大，对路面基(底基)层整体性能及结构的使用寿命产生不良影响。采用大宽度大厚度施工，因其是全厚整层一次性施工，有效解决了层间分离、结合不紧密的问题，提高了整体性。

2. 提高了生产效率。传统并机联铺施工中两台摊铺机需要熟练配合，一台摊铺机在卸料车上料时势必对另一台摊铺机产生影响；一台摊铺发生故障整个摊铺就要停止，而两台摊铺机的故障概率要高于一台，一般大宽度全厚式摊铺生产率要比双机联铺高30～40%。

3. 提高了基(底基)层平整度。并机联铺两台摊铺机的松铺系数不可能完全一致，极易产生中间接缝处一边高一边低，在施工中接缝处平整度难于控制，由此造成路面平整度差，影响了路面质量、平整度和外观，而单机全幅摊铺完全避免了此问题。

4. 缩短了施工工期。分层施工时，下层施工完毕后需要较长的养生时间，至少需要7天才能铺筑上一层，增加了工期。而大厚度摊铺除省去7天养生期外，还节约了备料、支模、清扫、喷洒水泥浆等施工准备时间。

5. 避免了基(底基)层产生早期损坏。即使下基层养生期结束后，在上基层铺筑过程中，下基层强度尚未充分形成，在上基层施工中由于大吨位振动压路机和工程运输车辆的碾压极易造成下基层结构的早期损坏，导致下部结构散裂、微观裂隙发育、强度形成不够充分，而全厚式摊铺则因其一次性进行，完全避免了基层的早期损坏。

6. 避免了传统摊铺机设计上产生的离析和并机联铺拼缝离析。大宽度大厚度超级摊铺机针对抗横向、抗纵向、抗高度方向的离析进行了专门设计，避免或减少了传统摊铺机施工时产生的离析；传统并机摊铺作业时，双机并幅摊铺的主要问题在于施工成本高，中间接缝的带状离析和高度向离析难以克服，同时在工作中断时产生片状离析，拼缝处一般是车道处(汽车轮碾压处)，严重影响了路面质量，单机全幅摊铺则避免了拼缝处离析问题。

7. 降低了工程造价。传统分层施工中同样的基层施工工序需要重复进行两次，增加了人力、物力投入，导致工程造价的增加；双机联铺同时需2台摊铺机及2组施工人员；大宽度大厚度单机摊铺仅需1台摊铺机及l组配套施工人员，且工艺简便，单机大厚度摊铺施工总时间仅为双机分层摊铺时的40%，设备和施工人员大大减少，提高了施工效率，经济效益明显。

    五、结束语

目前，水稳基(底基)层施工究竟采用哪种工艺，应根据路面等级、水稳层设计宽度及厚度、质量要求、混合料结构状态等因素综合确定。高等级公路基层(底基层)、大宽度、大厚度一次摊铺平整度良好，生产率高，成本低，离析少，整体结构好，因而是一种适应我国快速发展施工要求前景的施工工艺。大宽度大厚度施工具有诸多优点和发展潜力，值得大力发展和推广，可为现有路面基层和路面面层施工技术规范的修订积累经验和数据，必将成为路面基层和路面面层施工新设备、新工艺的发展方向和趋势。

本工程实践表明，在水泥稳定碎石基层全幅全厚施工的关键是碾压、摊铺设备的选型和匹配，在严格控制以上重点的前提下，大宽度大厚度施工完全可以取得满意的成果。

 

参考文献：

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