自1988年我国第一条高速公路建成通车后，经过将近30年的发展，我国高速公路交通运输网络的规模和能力迅速扩大，结构不断优化，已经建立了较为完善的高速公路运输系统。截至2013年底，全国高速公路总里程达10.44万公里。
多年来我国高等级公路基层以半刚性基层材料为主，使用最为普遍的两种半刚性材料是水泥稳定碎石及二灰稳定碎石，但是近年来，由于粉煤灰资源逐渐短缺、运输费用上涨，导致粉煤灰成本日益攀升；此外，与水泥碎石相比，二灰碎石施工工艺复杂、需要的原材料种类多，修成后的结构易产生冲刷病害、早期强度低，对于早期养护要求较为严格，修筑费用并不低于水泥碎石。因此现在越来越多的高等级公路在实际使用中基层设计为水泥稳定类结构形式。
基层作为路面主要承重层，它的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，水泥稳定碎石基层刚度较大，由行车荷载引起的基层底面的弯拉应变或弯拉应力的大小近似地与基层厚度的平方成反比，也就是说厚度越大，弯拉应力越小。
一、目前，我国高速公路水泥稳定碎石基层厚度均超过30厘米，在施工中常见的施工方式分两种。
1、分层间断施工，分层间断施工是先摊铺一层，碾压至规定的压实度后立即覆盖土工布养护，等养护期过后再摊铺上一层，此种施工方式会在两层相接位置形成松散层，降低了基层的整体性，此外，在进行上一层施工中，摊铺和碾压会对下层造成破坏；
2、分层连续施工，该工艺首先对第一层进行摊铺、碾压成型，经快速检测压实度合格后，紧接着立即进行第二层施工，这两个工序是连续，紧凑的，第一层摊铺至第二层碾压结束不超过水泥初凝时间，不过在实际施工中，由于水泥初凝时间的限制，采用此种方法施工难度过大，施工组织难以实施。
二、水泥稳定碎石基层采用分层施工，不可避免的出现如下常见问题：
1、在路面设计中基层被视为整体一层，但许多工程中钻芯取样说明，经过两次施工后水泥稳定碎石基层在很多地方实际上是分离，造成设计与实际不符，更重要的是，使基层的整体性受到影响，造成基层受力不利；
2、水泥稳定类材料在压实成型后需要最少7天的养生时间才可以达到规定的强度，两层施工就需要两次养生，同时水泥稳定材料不适合在雨季施工，或在雨季施工比较的困难，这将极大的延长施工工期；
3、下层顶面洒水泥浆容易造成洒布不均匀，洒布量过大可能会出现层间受力状态，降低了基层作为一个整体结构层的承载能力，洒布量不足则起不到粘合作用；
4、分层施工中在对上层摊铺碾压过程中，容易对下层已经铺筑完毕的结构层造成二次松散和破坏；
5、两次施工需要对同样的工序重复进行，造成人工、机械投入量的增加。
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为了提高水泥碎石基层整体受力，减少施工污染，增加层间粘结力，改善路面结构的整体性，提高工作效率，加快工程进度、缩短施工工期、延长沥青路面使用寿命，需要采取一种新的基层施工方法。
近年来，随着科学技术的迅速发展，用于道路工程建设的工程机械性能越来越高，特别是振动压路机的路用机械性能，包括自重，激振力，振动频率等机械参数的改进以及水泥稳定碎石基层配合比的改良，如振动成型法配合比设计等，都使得水泥稳定碎石基层整层碾压施工成型成为了可能。
三、一次性大厚度整体施工，相比原有的分层施工完成，大厚度整体施工具有以下优势：
1、有利于提高基层整体性。传统分层施工方法存在层间结合不紧密，上下层间分离等情况，对路面基层整体性能及结构的使用寿命产生不良影响。采用大厚度施工，有效地解决了层间分离、结合不紧密的问题，提高了整体性；
2、有利于缩短施工工期。大厚度摊铺可以省去下层养生期，还节约了备料、支模、清扫、喷洒水泥浆等施工准备时间；
3、有利于避免基层产生早期损坏。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、强度形成不够充分，而大厚度施工则因其一次性进行，完全避免了基层的早期损坏；
四、在实际施工中一次性大厚度整体施工在施工中存在以下几个难点：
1、大厚度摊铺是指一次性摊铺超过以往规定的最大厚度，取代以往分层摊铺。而传统的摊铺机、压路机和施工工艺显然不能满足大厚度摊铺的要求。
2、水泥稳定碎石基层（单层施工）配合比采用振动成型法优化的骨架密实型级配，采用大厚度一次性施工，原有配合比设计中材料的最大粒径，是否能够满足要求。
3、从施工连续性来说，水稳层大厚度宽幅摊铺每一米需要的材料量太大，在运料车收料斗转换期间摊铺机斗仓里的材料就已经摊铺没了，这样摊铺机会出现短暂的等料，从而导致摊铺不连续，影响平整度，容易加大离析问题。
4、由于大厚度施工摊铺厚度较大，如果采用击振力大的压实设备，侧向力也很大，因此边部容易压塌，线型也较难控制，不易压到位或压实；采用钢模时也会引起模板侧向变形，而且会造成模板上下跳动，模板固定较难。
5、检测难度较大，水泥稳定碎石基层主要采用灌砂法，其检测主要是针对15cm和20cm厚度，尚没有关于一次性铺筑的厚层水泥稳定碎石结构压实度检测方法的研究。
从世界范围上看水泥稳定碎石基层路面，并非是欧美等发达国家公路的主流结构形式，主要原因是水泥稳定碎石基层容易出现抗裂性不足、抗冲刷能力不足、抗冻性不好、与面层粘结差以及损坏后没有自愈能力且无法进行修补等缺陷，因此，国外对水泥稳定碎石基层的研究相对较少，对于大厚度施工，更没有研究。
近些年，随着路面施工机械设备的发展，性能的提高，国内一些高速公路建设者进行了大胆的尝试，在水泥稳定碎石基层施工中，采用大厚度一次摊铺碾压成型的方式进行施工，从2002年起进行了水泥稳定基层大厚度施工探索。在2003年开工的云南思小高速一次成型碾压水泥稳定碎石基层达34cm，2004年开工的景婺黄高速公路一次成型碾压水泥稳定碎石基层达36cm，2006年开工的湖北大广北高速公路一次成型碾压水泥稳定碎石基层达34cm，初步效果比较理想，但是对于平整度、边部压实方式和压实度的控制上还没有形成提供研究，还需要进行深入研究。
论文作者:阎磊
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/20
标签：基层论文; 碎石论文; 水泥论文; 厚度论文; 稳定论文; 结构论文; 整体性论文; 《基层建设》2017年第9期论文;