道路工程
无机结合料稳定基层三层连铺
施工工艺探讨
中铁建设集团有限公司基础设施事业 赵华
摘 要：本文讲述了无机结合稳定基层三层连铺施工方法和质量控制要点，通过实例分析论述如何提高路面基层短段落的施工效率、控制其施工质量，进行了低温条件下无机结合料稳定基层三层连铺的尝试，并取得了一定得成果。
关键词：基层；三层连铺；摊铺碾压；下基层；养护；检测
1 前言
目前我国道路工程无机结合料稳定基层施工
［1］
作业通常的方法是施工一层，养护一层。当基层摊铺碾压成型后必须及时养生7~10天。对于设计为两层及以上的无机结合稳定基层的道路存在施工周期长，机械和施工人员需多次进出场等缺
［2］
点。在水稳施工方面，若采用传统的施工工艺，下基层施工后养护7天，等到取芯、强度等各种实验数据出来后再进行上基层施工，往往会导致工期的延误还有各项费用的增加。这给路面基层组织施工带来了极大的不便和困难。所以，如何提高路面基层短段落的施工效率、控制其施工质量就成了一项非常具有现实意义的研究课题。
图1 道路结构断面图
3 施工背景
密云县西统路道路工程一标段道路为道路改扩建工程。根据施工总体进度计划的要求，市政段道路基层摊铺施工位于10月下旬，北京地区冬季施工（当施工现场环境日平均气温连续5d稳定低于5℃，或最低环境气温低于－3℃时，应视为进入冬期施工）时间一般为11月15日至次年3月15日。如果按照以往施工流程，即摊铺一层养护一层的施工工艺，本标段上基层施工进入冬季施工。
根据规范要求，无机结合料稳定基层宜在气温较高的季节组织施工，施工期的日最低气温应在5℃以上，在有冰冻的地区，应在第一次重冰冻（一般指气温达到-3~-5℃）到来的15~30d之前完成施工。［3］
较低温度条件下，会对无机结合料稳定基层结构造成严重破坏，产生重大的质量事故。
受工期的制约，为了确保市政段道路工程的顺利完工，我们在做了充分准备的前提下，进行了低温条件下无机结合料稳定基层三层连铺的尝试与研究。
2 工程概况
密云县西统路（云西三街～河北路）工程第一标段全长约3.56公里。K0+000~K0+720设计为城市主干道；K0+720~K3+555.590设计为公路I级。
本工程道路基层采用三层，上基层采用水泥稳定碎石，下基层及底基层采用石灰粉煤灰稳定碎石。基层结构形式如下表2.1和图1。
2.1 基层结构形式表
序号 1 名称 上基层 碎石 18厘米石灰粉煤2 下基层 灰碎石 18厘米石灰粉煤3 底基层 灰碎石 0.7Mpa 1.0Mpa 七天无侧限抗压强度≥3.0Mpa 七天无侧限抗压强度≥结构类型 18厘米水泥稳定强度要求 七天无侧限抗压强度≥
1 / 1
道路工程
4 工艺原理
4.1 原基层施工工艺
按照以往施工工序安排（施工一层养护一层），基层施工流程及工期见下表4.1所示。
4.1 基层施工流程及工期表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 工序名称 路床验收合格 底基层石灰粉煤灰稳定基层 养护 下基层石灰粉煤灰稳定基层 养护 上基层水泥稳定碎石基层 养护 下面层施工 1d 7d 1d 7d 1d 7d 绝对工期 1d 8d 9d 17d 18d 25d 累计工期 基层及下基层施工质量的控制。
6 工艺流程
6.1 基层施工工艺流程
混合料准备→下承层验收→测量放样→底基层摊铺→压实并验收合格→下基层摊铺→压实并验收合格→上基层摊铺→养生。 6.2混合料准备
6.2.1 混合料设计配合比
根据设计图纸要求，基层采用石灰粉煤灰稳定粒料、水泥稳定粒料，根据材料设计7天无侧限抗压强度要求设计满足要求的配合比。
设计配合比之前应检查所需的水泥及添加剂、石灰、粉煤灰等工业废渣、集料和拌合用水等原材料进行检验，符合要求后方可使用，并按照规范要求进行材料配合比设计。 6.2.2 混合料的拌合与运输
1、拌合
细集料、水泥、石灰、粉煤灰等原材料应该有覆盖，严禁露天堆放，应放置于专门搭建的防雨棚或库房内。无机结合稳定材料基层通过集中厂拌的方式对混合料进行处理，搅拌机数控。无机结合稳定材料拌合设备的产量宜大于500t/h，保证混合料施工现场摊铺施工的连续。
2、运输
在运输过程中，应用篷布将箱体覆盖严密，直到摊铺及前准备卸料时方可打开，同时，在现场施工时经常会遇到各种原因导致运料车排队等候，导致混合料水分丧失，所以，无论运距多远都要覆盖。水泥稳定碎石上基层从装车到运输至现场，时间不宜超过1h，超过2h是应作为废料处置。 6.3下承层验收
对下承层路床进行压实度、宽度、弯沉值、顶面标高、平整度等检测验收，验收合格后进行底基层摊铺。底基层施工前，将路床清理干净。 6.4测量放样
基层施工前，在下承层上回复中线，直线段每15-20m设一桩，平曲线段每10-15m设一桩，并在两侧路肩边缘外设指示桩。两侧指示桩上应用明显标记标出稳定材料层边缘的设计高程。 6.5底基层施工 6.5.1控制线
在道路中线和边线沿道路摊铺方向每隔10m钉设加工好的“十”字形钢筋支座，根据试验段及无机料厂家得到的虚铺厚度（本工程压实厚度18cm,
2 / 2
若按照以往施工工序安排施工，基层施工所需总工期不少于25天，此时北京市已进入冬季施工阶段，无机结合料稳定基层的强度受低温条件的影响不再增长，甚至发生结构性破坏。 4.2 三层连铺施工工艺
在此条件下，市政段基层施工通过相关工程实例，结合现有施工技术，统筹进行施工组织，采用三层连铺的施工工艺。工艺原理如下：
1、基层摊铺前，对需要摊铺段的路床进行验收，待验收合格后进行底基层摊铺。
2、底基层采用摊铺机进行摊铺，摊铺碾压完毕后，对已施工段底基层进行验收，验收合格后进行下基层摊铺；
3、下基层采用摊铺机进行摊铺，摊铺碾压完毕后，对已施工段下基层验收，验收合格后进行上基层摊铺；
4、上基层采用摊铺机进行摊铺，摊铺碾压完毕后，对已施工段上基层验收。
5、待全段基层施工完毕且验收合格后，对基层进行覆盖养护施工。
6、无机结合稳定材料的养生期宜不少于7d，养生期宜延长至上层结构开始施工的前2d。
5 施工特点
基层三层连铺可以有效地改善层间的结合状态，缩短养护周期及节约成本，并且可以缩短施工工期。但由于三层连铺施工工序较为紧凑繁重，要求稳定土拌合设备具有足够的生产能力，施工人员具有较高的施工水平、分包队伍具有较强的组织能力。这种施工方法还需要过程中加强对底
道路工程
采用的虚铺厚度位23.4cm）测定好高程并做好标记。边线挂钢丝绳，作为摊铺厚度的参考线。中线位置挂号施工线，并将铝合金杆沿挂线位置每隔6m摆放置可调钢筋支座上，铝合金杆顶面应与挂线齐平，作为摊铺时的控制高程。摊铺混料时设专人向前挪移铝合金杆，并保证相邻两根铝合金杆接头处平稳，无错台。下基层和上基层摊铺时重复采用上述方法进行高程控制。 6.5.2模板安装
依据公路路面基层施工技术细则。对于本工程，在摊铺过程中设立纵向模板。本工程采用型钢进行加固处理进行模板支护施工。如下图2
2、弯沉
根据设计及规范要求值
水泥稳定碎石上基层养生7-10d内进行弯沉检测，弯沉值应不大于0.01mm。采用贝克曼梁的方法进行试验，他是作为路面结构承载能力的评价手段和指标。
3、钻芯
基层钻心取样的芯样直径取150mm，净高比为1:1。现场随机取样的方式，芯样顶面、四周应均匀、致密，芯样的厚度大于等于上基层摊铺厚度的90%。水泥稳定碎石上基层芯样龄期7d。用以检查基层的强度及层厚。 6.6下基层施工
下基层摊铺机检测方法同底基层 6.7 上基层施工
下基层摊铺机检测方法同底基层 6.8 养护
因本工程基层施工在11月上旬，为保证路基质量，路基碾压完成后，拟采用覆盖塑料薄膜+土工布+毛毡养护施工；薄膜厚度宜不小于1mm，薄膜之间应搭接完整，避免漏缝；土工布要求全断面覆盖，注意铺设过程中缝之间的搭接，不应留有间隙；最后一层覆盖毛毡保温。基层覆盖面保持上基层表面湿润；养生期宜不少于7d，养生期宜延长至上层结构开始施工前2d。养护施工如图3。
图2 道路基层纵向模板断面示意图
6.5.3混合料摊铺
首先，在摊铺前要有足够的混料，保证连续摊铺。摊铺时三台摊铺机成梯队行进，三台摊铺机的前后距离不宜大于10m，且两个施工段面纵向应有30cm-40cm的重叠。摊铺速度与下基层一致。摊铺时，运输车辆要提前调头慢慢倒向摊铺机，禁止在碾压完成的下基层上急刹车或调头，运输车辆卸完料后平稳的驶离基层。水泥稳定碎石基层表面在碾压过程中始终保持潮湿，如表面蒸发得太快，应及时补洒少量的清水。摊铺混合料一定距离（约50m）后用振动压路机在全宽内进行碾压4~6遍，然后用胶轮压路机碾压至要求的密实度，碾压时采用先轻型、后重型压路机碾压。
混合料每层压实厚度在23.4cm。碾压过程中，专人检测压实度，合格后用轮胎压路机碾压1~2遍，以消除轮迹。底基层摊铺碾压完成经检验合格后立即进行下基层摊铺。 6.5.4 检测
对于无机结合稳定基层三层连铺施工工艺，保证基层的质量是基层施工质量控制的关键环节，应严格执行压实度、弯沉检测、钻芯取样等试验。
1、压实度
现场碾压结束后及时进行检测压实度。压实度检测中，测定的含水率与规定含水率的绝对误差应不大于2%；不满足要求时，应分析原因并采取必要措施。采用整层灌砂试验方法，灌砂深度与现场摊铺厚度一致。
图3 基层覆盖养生断面示意图
此外，为保证无机结合稳定基层的质量，防止被冻坏，可以合理安排基层施工时间，对直接暴露过冬的水泥稳定碎石基层可在其上覆盖10-20cm砂土保护层等。养护期间封闭交通，避免对基层造成破坏。
6.9接缝处理
本工程采用三台摊铺机梯队作业连续摊铺，不存在纵向接缝。施工重点是做好最后一段横向接缝处理。
摊铺机在摊铺混料时应尽量避免随意中断施工，摊铺机因故中断施工，超过2h或当天工作段结束时要设置横缝，在已碾压完成的无机结合稳定材料层末端，挖一条横贯铺筑层全宽的宽约300mm的槽，直至下承层顶面。形成与道路中心线垂直并垂
3 / 3
道路工程
直向下的断面，并放两根与压实厚度等厚、长为全宽一半的方木紧贴垂直面，如图4。
消除轮迹。在碾压过程中如果出现软弹现象，应及时将该路段混合料挖出，重新换填新料碾压。碾压完成后表面应平整、无轮迹。碾压过程中严禁压路机随意停放，应停放在已碾压完成的路段。 7.3基层混合料的养生和施工缝处理
基层接缝部位是薄弱环节，最易产生裂缝， 必须严格按照规范要求进行施工，保证接缝部位施工质量。本项目基层采用三层连铺工艺，各基层摊铺时相距不能太远，一般控制在 100m以内。摊铺施工结束后，及时覆盖土工布并洒水养生。 7.4基层混合料的质量检验 7.4.1主控项目
各基层碾压完成后，测定其压实度（底基层压实度为96.5%≥96%，下基层压实度为98.3%≥98%，上基层压实度为98.2%≥98%）；基层厚度，宽度和平整度等符合规范要求。 7.4.2钻芯
对各基层钻心取样检查7d无侧限抗压强度（底基层0.8MPa≥0.7MPa，下基层1.2MPa≥1.0MPa，上基层3.1MPa≥3.0MPa）及基层厚度。钻心效果参见下图。
图4 横向接缝处理示意图
7 施工质量控制要点
7.1混合料的控制
施工过程中要严把材料进场关，料源必须稳定，严格按批复的配合比进行施工，严格控制各种 材料的质量，使之满足规范要求。混合料的生产过程中，拌和、运输、摊铺 3 套机械的生产能力要配套，应控制摊铺能力大于运输能力，运输能力大于拌和能力。另外，装载机的上料 能力要大于出料能力，以保证拌和、运输、摊铺全过程顺利、有序进行。
7.2基层混合料的摊铺和碾压
混合料摊铺时要保证足够的厚度，碾压成型后每层厚度应控制在16-20cm。因增加碾压厚度可以减少结构层的数量，改善层间结合，提高路面结构的整体性为增强。无机结合稳定基层三层连铺应在下承层施工质量检测合格后，开始摊铺上面层结构，如果下层出现质量问题，上层应同时处理。
施工中，从加水拌和到碾压终了的延迟时间不得超过水泥初凝时间，按试验段确定的合适的延 迟时间严格施工。当集料含水量的大小发生改变或出现气温变化等情况时应及时调整施工含水量，确保施工时混合料处于最佳含水量。混合料摊铺时尽量减少集料离析现象，下承层表面应保证粗糙，以便与上基层粘结。严格按照试验段确定的碾压工艺进行碾压，碾压要及时到位，保证达到压实度。
摊铺过程中采取三套摊铺机并排摊铺，以减少施工缝，三台摊铺机的前后间距应不大于10m，并且两个施工断面纵向应有30-40cm的叠加。对于无法使用机械摊铺的超宽路段，应采用人工同步摊铺、修整，并同时碾压成型。
碾压时，初压宜采用双钢轮压路机稳压2-3遍，再用18-21t三轮压路机或25t以上的轮胎压路机继续碾压密实，最后采用双钢轮压路机碾压，
根据试验测定基层底、下、上三层连铺能够满足施工质量要求。
8 底基层和下基层质量控制方法
由于底基层和下基层取消了层间养护施工，所以过程中需加强对底基层和下基层的质量控制。可以从以下几点加强质量控制。 8.1原材
加强对原材料的抽检频率。石灰粉煤灰混合料基层的强度主要来自粘结料，粘结料强度越高则混合料强度越高；而粘结料强度主要来自石灰、粉煤灰二者水化产物产生的凝胶物，二者的比例影响凝胶物的数量，从而影响混合料的强度，此外还影响混合料的施工操作和经济性；过高的石灰比例强度虽高但不经济，石灰比例过低则施工中拌合不宜均匀，从而使石灰失去意义，经济、技术性均不好。
二灰碎石配合比设计的目的是使得混合料符合
4 / 4
道路工程
路面结构的各种使用性能要求，能够进行准确的生产质量控制，易于摊铺和压实，而且比较经济。
所以在混合料检测中遵循这样得原则：结合料剂量合理，集料应有一定的级配，施工操作方便，具有好的力学性能和路用性能。 8.2过程控制
在摊铺前，路床适量洒水，保持湿润，在上层施工前撒布水泥，增加层间的有效结合；同时每层施工配备独立的摊铺和碾压设备，底基层摊铺完成一段，验收合格后，进行下基层施工。摊铺过程中始终保持湿润，水分蒸发过快时，及时的补洒少量的水，严禁大量洒水。 8.3 检验
主控项目为压实度，采用灌砂法检测。摊铺完成后提高了底基层和下基层压实度的监测频率，用以严格控制混料的含水率，确保底基层和下基层的压实质量。
一般项目为厚度和平整度。摊铺过程中实时监控底基层和下基层的虚铺厚度和压实厚度及平整度。
压实度和厚度及平整度检验合格后进行下道工序。 8.4 养护
首先在上基层摊铺完成检测合格后，采用塑料薄膜覆盖，防止基层水分流失，保证底基层和下基层对水分的需求；其上面覆盖土工布和毛毡，对基层加强保温，防止温度过低，影响基层混料的强度增长。
其次增加基层的养护时间10~15天（一般养护7天）。养护期间，保持基层的潮湿状态，如发现基层含水过低，及时适量补水，使基层保持湿润。
每次原施工进场工艺 28台 一次基层三进场层连铺 28台 1次 1次 50 9天 1 3次 3次 30 25天 3
10结束语
无机结合材料稳定基层三层连铺施工工法，在严格控制混合料和安排施工组织的情况下，连续摊铺下基层和上基层是可行的，能够适合各种无机结合料稳定基层道路工程施工，可在保证质量的前提下，提高经济效益。
经过本工程的实践总结，可以看出无机结合稳定材料三层连铺技术具有如下几点优点：①三层连铺基层具有三层基层连接效果佳，整体力学性能较好，能够有效提高路面结构层整体承载力。②减少了下承层的养生工作，从而减少施工养护相关费用。③工序衔接紧凑，工作效率更高，明显加快工程进度，大大缩短了工期。④大大减少了基层施工进出场次数，从而节省了两次机械进出场和材料的进场次数。通过对无机结合稳定材料三层连铺工艺在公路工程的应用可知，该工艺与传统工艺相比具有明显的优越性。因此广泛推广无机结合稳定材料三层连铺工艺具有较为重要的现实意义。
参考文献
[1] 王福鑫,郑军,贾顺德,王学勤.石灰粉煤灰稳定粒料路面基层的研究与应用[J].粉煤灰综合利用,1999年第三期:31.
[2] 毛曙光.浅谈水泥稳定碎石基层双层连铺施工及质量控
9 效益分析
施工工艺对比分析（见对比分析表8.1）
8.1 工艺对比分析表
施工 材料工艺 施工进场资源配备 机具次数 （台） 数 数量 场次人员（天） 进出进场工期次数 机械每次施工养生制[J].工程施工，2016年05-0184-01：184.
[3] 交通运输部公路科学研究院.JTG/T F20-2015 公路路面基层施工技术细则[S].北京：人民交通出版社股份有限公司,2015：40-50.
[4] 王刚.道路水泥稳定碎石基层连铺法施工要点浅析[J].河南建材，2013年第4期:132-134.
5 / 5