中交一公局海威工程建设有限公司首环高速四分部
1 前言
我国高速公路经过17年的蓬勃发展, 使公路基础设施总体水平实现了历史性跨越。而作为高速公路的持力层-基层,必须具备较高的承载能力,且具有施工快速简便,低裂缝等性能,水泥稳定碎石基层是路面结构的主要承重层,作为半刚性材料基层,具有强度高、刚度大以及水稳定性好等特点,在高速路路面基层中被广泛采用。水泥稳定碎石基层传统施工工艺为底基层、上、下基层分层摊铺,即延长了施工时间,又增加了施工成本。结合首都地区环线高速公路建设任务重等因素，路面施工采取双层连铺工艺,总结出了一套较为实用的水稳双层连铺施工工法。
本施工工艺依托北京首都环线高速公路（通州~大兴段）第四分部，首都地区环线高速公路（通州-大兴段）是国家高速公路网项目，首环四分部项目承建第六标段，工程工期紧、任务重，为了完成项目公司要求，路面结构基层双层连铺成为了必然性。项目结合水泥稳定碎石施工方案，参照公司“洛三改扩建项目水泥稳定碎石延迟时间研究”技术参数，通过原材料性能控制、摊铺时间、施工组织管理等多方面进行深入研究，达到水稳双层连铺施工质量安全风险更低、施工质量更好、施工进度更快的目标。为后期类似工程建设提供一定的参考。公司通过成立课题组，进行技术攻关，总结了水稳双层连铺施工技术，并形成了施工工法，同时，在技术、经济方面取得了一定的效益，获得了各方的好评，值得推广。
2 工艺特点
水稳双层连铺施工工艺特点如下：
2.1 层间连接牢固取芯整体性好
双层连铺具有层间粘结良好，整体路用性能好，在保证工程质量的前提下，可以有效缩短工期和提高经济效益。在工期紧、任务重的情况下不停工施工，有效保证项目关键节点施工时间，而且使用过程安全可靠，对于施工单位来说是较好的选择。
2.2 缩短了施工时间
通过对水泥稳定碎石双层连铺施工技术的研究，在水泥初凝或者终凝前完成双层连铺，节省单层养生7天的时间，通车一段时间后，路面质量良好，质量有保障，进度有成效，安全无事故。
2.3 水泥初凝后双层连铺层间洒水泥浆达到芯样完整效果
在水泥初凝后终凝前完成水泥稳定碎石双层连铺层间洒水泥浆，取芯验证同样达到芯样完整效果，水泥初凝后水泥浆起到连接作用。
2.4 双层连铺施工保证了施工质量
水泥稳定碎石双层连铺完成后，经过检验，各项技术指标均满足设计及规范要求。
3 适用范围
水泥稳定碎石双层连铺施工工法主要适用范围如下：
3.1 工期紧、任务中施工的工程；
3.2 水源匮乏地区。
4 工艺原理
根据水泥初凝时间和终凝时间的特性，在初凝时间内或者在终凝时间内完成双层连铺施工。根据“洛三改扩建项目水稳多层连铺水泥延迟时间研究”工法的结果，结合首都地区环线高速公路材料的特性，从施工工艺及施工组织方面入手最终确定实施方案，顺利完成了水泥稳定碎石的双层连铺，节约了工期、节省了费用、节约了水资源及时间，此工艺更加契合现场实际环境情况，更能够安全经济地满足工期仅的施工任务要求，根据现场实际施工条件合理利用人员、机械、设备等资源，快速完成路面施工。
5 施工工艺流程及操作要点
5.1 水稳双层连铺节段施工工艺流程
1）现场施工顺序示意图：
图5-2 水稳双层连铺施工工艺框构图
3）双层连铺控制原则：
双层连铺施工应分段进行。根据室内试验研究成果及现场实践，分段施工长度遵循下面两个原则进行:
（1）相邻层次施工时间控制：以下层混合料自拌合起水泥初凝时间（5h）以内完成上层施工；
（2）双层施工总时间控制：以第一层混合料自拌合起9.5h以内完成第二层施工。
4）施工操作要点：
（1）第一层施工
①底基层工作面准备
底基层验收合格并经监理工程师批准。
开始施工前应对表面全面检查、清扫洁净，适当洒水湿润表面，喷洒水泥浆。
②测量放样
提前恢复中线，直线段每10m设一个中桩，平曲线每5m设一个中桩，在两侧距底基层设计宽度30～40cm处打木桩并进行高程测量。放样高程以最上层高程顶标高控制为依据，一次放样即可；或钢钎不动，钢丝按每层高程进行调整控制。
钢钎选用具有较大刚度的Φ16～18光圆钢筋进行加工，并配固定架；采用Φ2～3mm的钢丝作为基线，张拉长度以100～200m为佳，两端用紧线器张紧，避免钢丝下垂产生挠度。
③混合料拌和
施工时，应确保原材料合格，并严格按照监理工程师批复的配合比进行拌合。试验室应提前检测场内各规格集料的含水量，并根据天气情况和运距调整掺水量。
施工用的水泥剂量考虑施工离散性的影响，较设计值增加0.5%，拌和过程中安排专人监控拌和站，按规定频度抽检水泥剂量、含水量和级配，并成型抗压强度试件。
④混合料运输
混合料采用自卸车运输，自卸汽车的数量应与产量和运距匹配，并有富余,保证连续摊作业；装料按前、后、中三次完成，避免形成锥体引起混合料离析；运输过程中，需进行覆盖，减少水分损失。
运输车应在施工段落前或桥面上掉头调整方向后，缓缓倒入摊铺机前喂料，严禁在刚铺筑碾压完成的下承层上掉头对其产生不利影响。
施工期间要加强前后台联系，对运输路线进行洒水润湿、养护和维护。及时消除扬尘污染和运输障碍，确保运输线路的畅通。
⑤混合料摊铺
为了提高水稳边缘的碾压质量，两侧采用钢模支撑加固。先将路基洒水湿润但不积水或者将底基层湿润洒水泥浆，运料车辆达到6-8辆时，开始水泥稳定碎石的摊铺。采用2台摊铺机前后呈梯队作业，两摊铺机前后距离宜控制在5-8米以互不影响作业为宜。摊铺时，若每层水泥剂量不一致时，注意加强前后台的联系和控制，避免误用。
⑥混合料碾压成型
由试验段确定机械组合和碾压工艺进行碾压。碾压时，直线段由两侧向路中心碾压，曲线段如果超高时，由低侧向高侧碾压。碾压遵循“先轻后重、先慢后快、高频低幅、从低到高”的原则进行，碾压完成后及时用3m直尺进行平整度检测，如有“弹簧”、“松散”、“起皮”、“局部拥包”等现象，立即处理。
⑦接缝处理
底基层摊铺完成后，在末端采用钢模或木模支挡，模板后面用混合料填埋30～40cm，以便压路机碾压作业，保证接缝处压实度和平整度。碾压完成后，指定运输车辆行走路线，避免对接缝处造成破坏。
（2）第二层施工
第一层施工完成后，立即将机械移动至起始（接缝）位置，进行第二层施工。混合料拌合、运输、摊铺、碾压、接缝处理等施工工艺与底基层一致。上层每碾压作业段碾压成型后，立即进行覆盖洒水养生。
（3）养生
由于采用双层连铺，每天仅对下基层或者底基层台阶部分养生，采用土工布覆盖、洒水保温养生，养生期不少于7d，养生期间封闭交通。
6 水稳施工的材料与设备
1）工程材料特性
（1）水泥采用缓凝325水泥，或其它水泥掺加缓凝剂，初凝时间不低于3.5小时，终凝时间不超过10小时。
（2）粗细集料符合现行规范要求
（3）水达到饮用水标准。
2）工程设备
工程设备见表2.2-1，设备数量可根据施工情况而定，必要时可设置2套水稳拌合站。
（2）结论
①水泥稳定碎石在水泥初凝前完成双层连铺长度300m可以实现，摊铺速度为2.6m/min。
②混合料自拌合开始运输至现场用时32 min,现场双层联铺施工用时289min，从水稳至拌合开始至双层连铺碾压结束后总用时为321分钟，300m施工段落在水泥初凝前完成双层连铺得以实现。
5）水泥终凝前双层连铺施工时间及工效
（1）水泥初凝前双层连铺同样采用2台摊铺机进行梯队作业，摊铺宽度16.8m，前后错开5~10m距离。试验段摊铺长度为300m，摊铺机行走速度控制在2-4m/min，压路机为组合为4台18吨震动压路机、2台26吨胶轮压路机，碾压方式为静压1遍，振压4遍，胶轮收面1遍，压路机行走速度为不超2km/h。水泥终凝前进行双层连铺，在300 min内完成混合运输，第一层施工及二层摊铺就位，层间洒布水泥浆，水泥浆配比按照0.5kg/㎡，混合料至拌合开始运输到施工现场最长时间为40min。工序工艺用时如下表：
7）由于进行双层连铺施工，对底基层的检查项目以过程控制为主，并及时进行检验，底基层、基层质量验收标准按现行规范《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2017）进行控制。
8 安全措施
1）施工过程中严格按照“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，建立健全安全管理体系，强化安全机构，制定安全目标管理，切实做好施工中的安全工作。
2）施工前进行系统的安全交底，增强全员安全生产的自觉性，时时处处注意安全，把安全生产工作真正落到实处。
3）全员监督制，时时关注各环节的安全状况，发现问题及时纠正，真正把事故消灭在萌芽状态。
4）工艺流程科学组织施工。严格各工序衔接，严格操作规程，严禁各种违章指挥和违章作业行为的发生。
5）施工设备和机具在使用前均必须由专职人员负责进行检查、维修、保养，确保状态良好。
6）危险地段设危险标志和缓行标志，配备足够的交通值勤人员，组织好过往行人及车辆，确保人员车辆的安全。
7）加强安全防护。设置安全防护标志，严禁进入现有高速公路。施工人员佩戴安全帽、穿反光背心。
8）抓好现场管理，保障人身、机械和器材的安全。尤其是上路的机动车辆限速行驶，不侵道不抢行，做到文明礼让，弯道鸣笛，严防交通事故的发生。自卸车卸料时严禁施工人员站在两侧。
9）做好机械手安全教育，注意交叉作业时的安全，尤其是夜间施工时，所有机械手必须精力集中，防止安全事故的发生。
9 环保措施
1）运送混合料及砂、石等原材料时，运输车应设置挡板，加盖帆布，做到不丢洒。
2）控制施工噪声，减少噪声环境污染。
3）运输道路经常洒水湿润，减少扬尘。
4）车辆穿越社区时，减速慢行，并不准鸣笛，减小噪声污染，以免影响人们正常工作、生活。
5）现场产生的施工垃圾和生活垃圾集中堆放，然后由专人清理，运至指定废料场，做到工完料清。
10 资源节约
1.水泥稳定碎石双层连铺节约了施工周期，减少了一次层间养生，做到真正的节水、节材、节地。
2.通过水泥稳定碎石施工工法的应用，在节材、环境保护方面做出了突出贡献，实现了首环高速项目的共赢。
11 效益分析
11.1 经济效益
本工程通过本研究成果的应用，预测可降低保温措施费用37.56万元。
11.2 工期效益
首都环线高速公路工期紧、任务重，水泥稳定碎石双层连铺jieyue 工期16天，有效保证项目关键节点施工时间，从而很大程度上节约了工期，节省了成本。
11.3 技术效益
首都环线高速公路中交一公局第四分部由海威公司承建，面对首环工程严峻的工期考验和高度的政治任务，项目组以项目的施工实践，采取技术调研、自主研发、工艺创新等方法对水稳双层连铺施工进行了全面的研究，为公司锻炼培养一批路面新工艺施工的技术型人才。
11.4 社会效益
1）本工程为集团在北京地区的首个PPP项目，水泥稳定碎石双层连铺技术，为北京地区后续路面项目打下技术基础。
2）首都环线高速公路项目为促进京津翼一体化具有重要作用，工期紧任务中，能够按照目标节点顺利通车，为该地区发展提供交通保障。
3）该施工工法使工期提前，有效的减少了施工对环境的影响。
12 应用实例
12.1 首环高速第四分部路面工程施工
12.1.1 工程概况
首都地区环线高速公路（通州-大兴段）是国家高速公路网项目。西起大兴区采育镇，与首都地环线高速河北省廊坊市区段相接；东至通州区西集镇，与首都地区环线河北省香河区县段相接，全长38.2km。
本项目是首都环线高速公路通州~大兴段第六标段，位于通州区西集镇，起始桩号为K30+728.822～K36+056.971，路线全长5.328Km，路线总体走向由南向北路面基层水稳有72万㎡，水稳层总厚度为54cm，分三层摊铺每层18cm。底基层摊铺完成养生7天后上基层与下基层进行双层连铺。
水稳层半幅宽度为15.9m,总厚度为54cm，分三层摊铺18cm+18cm+18cm，两台摊铺机前后错开施工。水稳构造图形式如下图所示：
图1.2-1 路面结构层构造图
12.1.2 施工情况及使用情况
项目于2016年12月份进场， 受土建工程种种因素制约，路面开工日期为2018年3月15日，建设单位要求2018年6月30日正式通过交工验收，有效施工工期不到3个月，为了在有限的工期内完成路面施工任务采用水泥稳定碎石双层连铺技术。在首环高速四分部进行水泥稳定碎石双层连铺的同时，其他标段也纷纷效仿。目前，首环高速路面运行情况良好，未见任何因水泥稳定碎石基层引起的工程质量问题。
论文作者:王丽敏,卢进勇,苏雨,王鑫
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/8/27
标签：水泥论文; 碎石论文; 基层论文; 稳定论文; 路面论文; 项目论文; 环线论文; 《防护工程》2019年11期论文;