高速公路路面基层的施工技术

摘要

   随着我国经济的高速发展，交通量也迅速上升，现如今的道路已经不能满足要求，使得道路大量的损坏影响交通，并且交通量的增加并且不断地对道路的碾压磨损，使得现在已经修建好的道路的路基、路面损坏，造成一系列的交通问题。因此，对道路的等级、以及道路的设计质量有了更高的要求。路基路面是构成公路线形主体结构密不可分的主要组成部分。因此，根据根据公路等级和任务，合理的选择路基路面结构，精心设计，精心施工使路面路基在设计年限内具备良好的使用性能，对节约投资，提高运输效益，具有十分重要的意义。

    而沥青路面的基层是路面结构中的承重层,它承受由沥青面层传来的车辆荷载的垂直力，并扩散到下面的垫层和土路基中去。因此路面基层在路面工程中起到十分关键的作用。

    从碎石类基层的柔性基层和无机混合料的半刚性基层讲解了这两种基层的不同及其特点；对广泛运用的半刚性基层进行要点的分析，讲解了其主要技术要求。

    基层的强弱和好坏对整个路面，无论是沥青路面还是水泥混凝土路面的整体强度、使用质量和使用寿命都有十分重要的影响。强度和刚度、水稳性和冰冻稳定性、抗冲刷能力、收缩性、平整度和与面层的结合证明了路面基层的主要技术和要求。

水泥稳定碎石基层配合比设计、施工控制过程，从施工工艺和施工组织的角度，探讨了水泥稳定碎石的施工质量控制过程和控制要点。对无机结合料稳定材料的干缩特性进行分析。对水泥稳定碎石基层的技术关键环节作了重点强调；其次，讨论了碎石基层混合料的最佳级配要点及现代化施工工艺和质量控制。对混合料的配比，以实验室的资料为依据，结合工地的实地情况，选择最佳配比。

从拌和、运输、摊铺、压实、养生五方面，横缝设置和季节性施工两方面论述了高速公路路面基层的质量控制内容和方法，明确了高速公路路面基层的施工工艺，阐述了路面基层在施工过程中容易出现的质量问题及对策和预防措施。只有紧抓方方面面的因素，落实各项控制要点，严把各个施工环节质量关，排除一切不利因素，才能建设出优质工程、一流工程、精品工程。

结合自身的施工经验，从原材料、配合比设计、施工工艺及施工过程控制、施工要点，以及施工中容易出现的质量弊病和防治措施，文明施工和安全生产等方面作一下论述。

关键词：路面基层、混合料、施工工艺、安全生产、质量控制、施工组织

前言

     路基是高速公路最基本的组成部分之一，保证高速公路具有坚实而稳定的路面基层，是路基设计的中心任务。随着国民经济持续高速增长，目前中国高速公路通车里程已超过美国，跃居世界第一。我国公路交通状况又产生了明显变化，交通量增长很快，重载卡车数量显著增加，超载车辆比较普遍。新交通状况对路面基层提出了更高的技术要求。高速公路路面基层的施工技术也越来越成熟

一、路面基层的分类与特点

 基层是直接位于面层下的结构层次，而垫层则位于基层与路基之间。基（垫）层都是路面结构中的重要组成部分。

    基层类型有沥青混合料（沥青贯入碎石、热拌沥青碎石、乳化沥青碎石混合料等）及沥青稳定土，各种集料基层及采用无机结合料稳定集料或稳定土类。后者指的是用石灰或水泥稳定集料或土类，以及用各种含有水硬性结合料的工业废渣基层，当环境适宜时，强度与刚度会随着时间的增长而不断增大，其最终抗弯拉强度和弹性模量，比一般的基层要大，但还是远较刚性路面为低，称为半刚性基层。而用沥青稳定各种集料的基层及不加任何结合料的各种粒料基层则统称为柔性基层。

    碎石类基层属柔性基层，按强度构成可分为嵌锁型与级配型。嵌锁型基层，强度主要依靠碎石颗粒间的嵌锁和摩阻作用所形成的内摩阻力，而颗粒之间的粘结力是次要的，这种结构层的抗剪强度主要取决于剪切面上的法向应力和材料的内摩阻角。嵌锁型包括泥结碎石，泥灰结碎石、填隙碎石等。级配型粒料基层的强度和稳定性，取决于内摩阻力和粘结力的大小。它的强度与稳定性在很大程度上取决于集料的类型（碎石、砾石或碎砾石），集料的最大粒径和级配以及混合料中0.5mm 以下细料的含量及塑性指数，同时，还与密实度有很大关系。

    无机结合料稳定类基层属半刚性基层，系指以石灰、水泥掺入土（集料）中或与工业废渣等共同或分别掺入土（集料）中，通过加水拌和，碾压成型的基层。常用的有石灰土、水泥土、石灰粉煤灰土、石灰水淬渣土，以及以此类材料分别或共同掺入砾（碎）石、工业废渣中，成为各种无机结合类材料。尽管半刚性基层品种繁多，但其作用机理是石灰与水泥中的活性物质与细粒土发生化学反应或此类活性物质对工业废渣中的材料起激化作用而胶结、凝固，成为高强度的整体材料，以抵抗外力的作用。而结合料的剂量、性质、集料的级配等都会影响此类基层材料的强度。

二、路面基层的主要技术要求

   基层的强弱和好坏对整个路面，无论是沥青路面还是水泥混凝土路面的整体强度、使用质量和使用寿命都有十分重要的影响。因此，作为路面的基层，一般必须具备以下几个基本条件：

1、   足够的强度和刚度

（1）  强度

    基层必须能够承受车轮荷载的反复作用，即在预定设计标准轴载反复作用下，基层不会产生过多的残余变形，更不会产生剪切破坏（无结合料的粒料基层）或疲劳弯拉破坏（用各种结合料处治的基层）。基层要满足上述的技术要求，除必需的厚度外，主要取决于基层材料本身的强度。对基层材料的强度要求，在重交通道路上要比一般道路上的高。材料的强度包括两个主要方面：一方面是石料颗粒本身的硬度或强度，可用集料压碎值或集料磨耗值表示，我国也用岩石的抗压强度表示；另一方面是材料整体（混合料）的强度和刚度。

    在我国路面基层施工技术规范中，对于集料，采用集料压碎值作为选择粒料的技术指标。集料压碎值既可用来检验碎石，也可以用来检验砾石以及其他粒料。测定该技术指标的仪器构造简单、操作方便以及试验精度高。对于用水硬性结合料处治的材料，采用抗压强度指标，而没有采用其它指标。它试件的制备到试验本身都是比较简单易行的，也积累了丰富的资料和经验。另外，不同强度指标是相互关联的，同种材料的不同强度指标间具有较好的统计关系。

（2）  刚度

    基层的刚度（回弹模量）必须与面层的刚度相配。如面层和基层的刚度差别过大，则面层会由于过大的拉应力或拉应变而过早开裂破坏。各种基层材料，就其强度和刚度而言，大致可分为三个等级。强度和刚度最高的一级中可包括水泥稳定粒料（土）、石灰粉煤灰稳定粒料（土）、石灰土稳定碎石（或砂砾）或石灰稳定砂砾土、沥青碎石（混合料）及沥青贯入式碎石（该两种含沥青的材料仅指在较低温度下）。强度和刚度中等的一级中可包括水泥土、石灰粉煤灰土、石灰土、级配碎石和填隙碎石。强度和刚度最低的是级配砾石和级配碎砾石。当然，在同一等级中的不同材料的强度和刚度也是有明显差别的。因此，在沥青面层下，应该选用结合料稳定材料做基层，特别是用水泥或石灰粉煤灰等稳定的粒料。在普通道路上，沥青面层一般较薄，整个路面的承载能力将主要依靠基层来满足。这就要求基层材料具有较高的强度和刚度，而且基层的厚度也要较大。使用强度大、承载能力高的基层，以适应较薄的沥青面层，或适当减薄沥青面层，在我国的具体情况下具有很大的现实意义和经济意义。对于普通道路，采用水泥混凝土路面时，也希望采用强度大、承载能力高的基层。在重交通道路、一级公路和高速公路上，基层材料还应该有高的抗疲劳破坏能力。

    目前，在我国的高等级道路上，特别是在高速公路上，无论是沥青面层，还是水泥混凝土面层，几乎全部采用半刚性材料做基层。这是因为半刚性材料，特别是厚层的半刚性材料（它可以是同一种材料，也可以是两种不同半刚性材料的组合），可使路面具有很高的承载能力。

2、有足够的水稳性和冰冻稳定性

    沥青面层和沥青贯入式面层，往往是透水的，尤其在使用初期，其透水性较大。因此，雨季表面水有可能透过沥青面层进入基层和底基层，也可能从两侧路肩或路面与路肩的结合处以及中央分隔带缘石（通常是预制混凝土块）与路面结合处透入路面结合层中。如果沥青面层产生了裂缝，表面水更将从裂缝透入路面结构层中。在地下水位接近地表的地段，特别在路基填土不高时，地下水可通过毛细作用进入路面结构层；在冰冻地区，由于冬季水分重分布的结果，路基上层和路面底基层都可能处于潮湿或过分潮湿状态。沥青面层虽不是完全不透水的，但却能阻碍路面结构层和土基中的水分蒸发。调查试验表明，水分从沥青面层蒸发出来，要比透进去困难得多，慢得多。

    水泥混凝土路面面板，由于横缝、纵缝及胀缝的存在，尽管广泛采取填缝料灌缝密封，但事实上表面水不可避免地沿缝进入基层、底层甚至路基。通常情况下，水进入基层顶面，并滞留在那里，在高速行车作用下产生高压水，对基层顶面产生冲刷，致使板下脱空、碎裂、断板。

    进入路面结构层的水（包括气态水）能使含土较多、土的塑性指数较大的基层或底基层材料的含水量增加及强度大大降低，从而导致沥青路面过早破坏，或刚性路面损坏。在冰冻地区，这种水造成的危害更大。因此，必须用水稳性好的材料做路面的基层和底基层。

    就各种基层材料的水稳性而言，水泥粒料的水稳性最好，石灰粉煤灰粒料次之，细土含量多且塑性指数大的级配碎石和级配砾石的水稳性最差。水泥处治粒料及石灰处治粒料土的水稳性随其中细土含量的增加及其塑性指数增大而降低。

    必须特别注意，在确定基层材料的强度时，必须考虑表面水不可避免地要进入基层的最不利情况。

    用于冰冻地区，特别是重冰冻地区的路面基层材料还应该有足够的冰冻稳定性。

    在冰冻地区，在地下水位接近地表或路基两侧有长期积水的情况下，如果路基填土高度不大，在冬季土路基中会发生水分重分布，在0—3℃温度下，长期滞留水的土层会形成严重的聚冰现象，土层会有很多冰晶体，甚至冰夹层。这层土常称做路基中的聚冰带。到春融期间该聚冰带化冻时，土层变得过分潮湿，使土基的强度急剧下降。如果在这种可能变得过分潮湿的土基上（例如含细土较多的粒料土、石灰土、水泥土等）直接铺筑与土基相接触的路面结构层的材料，将产生明显的毛细水作用。在这种材料层内也会发生水分重分布现象。如这些材料层又位于冰冻深度范围，在这些材料层内也可能发生聚冰带，到春融化冻期间，这些材料层强度也会明显下降，导致路面整体承载能力明显下降，甚至发生破坏。

    在冰冻地区，当石灰土用在过分潮湿路段时，常发生路面破坏，就是因为石灰土的冰冻稳定性不好。因此，在冰冻地区的潮湿路段上，在路面的底基层或基层内有可能产生聚冰带时，应该采用冰冻稳定性好的材料。各种粒料、含土少的粒料土、结合料稳定粒料和稳定粒料土都是冰冻稳定性好的材料。在冰冻地区的潮湿路段上，当只能使用

石灰土时，应采用隔水措施，使冰冻期间水分不会明显进入石灰土层中。

    特别注意，在重冰冻地区，即使在干燥路段上，石灰土和水泥土，特别是剂量不足或强度达不到要求的上层石灰土和水泥土，经过冬季的冰冻作用，其强度也会明显降低。

3、   有足够的抗冲刷能力

   随着交通量和汽车载重量的增加，对路面基层材料提出了新的抗冲刷的要求。

（1）冲刷唧浆现象

    国内外的调查研究表明，基层材料的冲刷及由之而产生的唧浆现象是经常存在的。

    前面已经说明，表面水会通过多种途径进入沥青路面结构层内，同样也会进入水泥混凝土路面结构层内。如果进入的水不能及时排出，而是停留在面层与基层的交界面上，就会使得基层局部潮湿甚至接近饱和。例如，从沥青面层的裂缝进入的自由水，往往使裂缝附近的基层材料过分潮湿，特别是面层裂缝下无机结合料稳定基层也开裂的情况，基层裂缝中往往充满自由水，在行车荷载作用下，路面结构层内或基层材料中的自由水会产生相当大的水压力。这种有压力的水会冲刷基层材料中的细料。一次冲刷的量是很小的，在行车荷载作用下反复多次冲刷，就会积少成多，在裂缝中形成细料浆，细料浆被逐渐挤压挤出裂缝，形成沥青面层上裂缝处的唧浆现象。显然，路面结构层内自由水产生的水压力随行车荷载的增加而增加，同时冲刷量随行车反复作用的次数而增加。因此，在轻交通道路上不易发生的冲刷唧浆现象，在重交通道路上就容易发生。

    行车荷载在路面结构层内引起的水压力是非常大的，它不但可以冲刷级配集料基层中的细料，而且可以冲刷石灰稳定基层材料中的细料。虽然水泥稳定基层材料的7天龄期无侧限抗压强度超过2MPa，但只要原集料中含有较多的细料（特别是小于0.075mm的颗粒），仍然会产生冲刷现象。

    半刚性基层沥青路面的唧浆现象，多雨地区较为常见，在干旱地区也有发生。我国的高速公路沥青路面几乎全部采用水泥稳定级配集料或石灰粉煤灰稳定级配集料做基层，冲刷唧浆现象是一些高速公路沥青路面早期损坏的主要现象之一。无论是多雨地区，还是干旱地区都有，一般都在雨后发生。

    水泥混凝土路面的混凝土面板下的基层同样会产生冲刷现象。70 年代以来，我国各省，特别是水泥混凝土路面较多的省份，如浙江、安徽、湖南、广东等都有类似情况，在混凝土板的接缝处由于板在行车作用下的泵吸作用造成唧浆现象，由于唧浆使混凝土板的边、角脱空而造成边、角断裂。为了避免这种现象，改善水泥混凝土路面的使用性能和延长其使用寿命，现在普遍地采用水泥稳定碎石集料或水泥稳定砾石集料作为混凝土面的基层。

 (2)影响冲刷程度的因素

    基层的冲刷程度与进入路面结构的水量大小有很大关系。进入的水愈多，冲刷程度愈大。冲刷程度还与基层材料本身有很大关系，对于未处治的级配集料来说，集料中小于0.075mm的粉粒与粘粒愈多，冲刷愈严重。对于无机结合料处治基层材料，稳定细粒土的冲刷最严重；稳定粒料土（中粒土或粗粒土）的冲刷程度随集料中0.075mm以下的颗粒含量而变，细料含量愈多，冲刷愈严重。对于同一种稳定粒料土而言，其冲刷程度随水泥剂量增加而减少，水泥剂量在4%～5%以上时，抗冲刷能力大幅度提高。

    无机结合料处治材料用做基层时的冲刷问题是多个因素综合作用的结果，因此，它不是绝对的。对于稳定细粒土，也并不是必然会产生冲刷和唧浆现象。如果其组成设计合适，施工质量好，施工后经过夏季高温天气强度形成得好、强度得到充分发展，气候较干燥（雨量不大）以及交通量不大等有利因素综合在一起，即使是开裂严重的薄沥青面层，也不一定产生明显的唧浆现象。

(3) 提高基层抗冲刷性的措施

    为了提高高等级道路上路面基层的抗冲刷性能，应采取以下措施：

1.在采用水泥稳定粒料基层时，粒料的级配应依照基层施工规范中规定的级的碎石或级配砾石基层的集料级配范围而定，同时限制集料中小于0.075mm的颗粒含量不超过5%（有塑性指数）或7%（无塑性指数）。

2.在采用石灰粉煤灰粒料基层时，混合料中粒料的比例应是80%~85%，同时粒料需具有良好的级配，且其中小于0.075mm的颗粒含量应等于0。

3.在采用石灰稳定级配粒料土或石灰土稳定级配粒料时，混合料中粒料的比例应接近85%。

4、   收缩性好

    对于高等级道路上的基层，特别是半刚性基层，还应该要求其收缩性小。半刚性材料的收缩性包括两个方面，一是由于水分减少而产生干缩的程度，二是由于温度降低而产生温度收缩的程度。

（1）  干缩的影响

    干缩性大的半刚性材料基层铺成后，在铺筑沥青面层前就可以产生干缩裂缝。例如，石灰土、水泥土或水泥石灰土基层碾压结束后，如果不及时养生或养生结束后未及时铺筑沥青封层或沥青面层，只要曝晒2~3d就可能出现干缩裂缝。随曝晒时间增长，裂缝会越来越严重，将基层表面切割成数平方米大小的小块。即使是用干缩性小的石灰粉煤灰粒料和水泥粒料铺筑的基层，在养生结束后，如曝晒时间过久（时间长短随各地当时的气候条件而变），也会产生一般间距为5~10m的横向干缩裂缝。就各种半刚性材料的干缩裂缝而言，主要是横向裂缝，大部分间距是3~10m也有少数纵向裂缝，缝的顶宽约0.3~0.5mm。这种裂缝危害性最大。在沥青路面使用过程中，在某种条件下，裂缝会逐渐向上扩展并通过沥青面层出现在表面，或在某种条件下，基层的裂缝会促使沥青面层表面先开裂，并逐渐向下扩展与基层的裂缝相连。由这两种方式形成的沥青面层的裂缝都俗称“反射裂缝”。因此，在铺筑沥青面层前，采取措施防止半刚性基层开裂是个十分重要的问题。

    但是，如果施工碾压时的含水量偏大，即使已铺上一层或两层（6~12cm）沥青面层，在旱季或冬季基层也可能产生干燥缩缝，同时将沥青面层拉裂或很快反映到沥青面层上。

    就半刚性材料的干缩性而言，稳定细粒土的干缩系数大于稳定中粒土和稳定粗粒土的。在稳定细粒土（如水泥土和石灰土）中，稳定塑性指数大的粘性土混合料的干缩系数大于稳定塑性指数小的粉性或砂性土混合料的干缩系数。此外，石灰粉煤灰土的干缩系数小于石灰土和水泥土的干缩系数。在稳定中粒土和粗粒土时，稳定粒料土的干缩系数大于稳定不含细土的粒料的干缩系数，而且细土的含量愈多，混合料的干缩系数愈大。

（2）  温缩的影响

    半刚性基层内部的温度变化和温差会产生温度应力。在冷的季节，半刚性基层表面的温度低，基层的顶部会产生拉应力；在暖和的春季，半刚性基层底部的温度低（特别在薄沥青面层的情况下），在基层的底部可能产生温度应力（拉应力）。这个拉应力与行车荷载在基层底部产生的拉应力相结合，会促使基层底面开裂。因此，半刚性基层材料的温度收缩特性（或程度）对沥青路面，特别是薄沥青面层的开裂有重要影响。

    不同半刚性材料的温缩性质有很大差异。石灰土、水泥土和石灰粉煤灰土等稳定细粒土的温缩性（包括温缩系数和温缩应变）最大。但是，除非在日温差大的地区，通常即使是稳定细粒土基层，如在养生过程中或在养生后能较及时地铺筑沥青面层，在正常温度下就不致产生温缩裂缝。但是，半刚性基层，即使是温缩性最小的水泥稳定粒料和石灰粉煤灰稳定粒料基层，较长时间的裸露或在上仅有一薄的沥青封层，会受到日温差产生的温度应力的反复作用。此温度应力与基层顶面产生的干缩应力相结合，更容易引起半刚性基层开裂。在冰冻地区，暴露的半刚性基层过冬，容易受到负温度作用而开裂。温缩性大的基层材料更是如此。此外，在冬季，裸露的温缩性大的半刚性材料层受到水和反复冻融的作用，其上层还容易冻胀变松。基层一旦开裂，在其上铺筑沥青面层后，就容易在沥青面层内形成反射裂缝或对应裂缝。因此，在基层养生结束后，应立即铺筑沥青面层。

    在重冰冻地区，温缩性大的半刚性材料基层上为薄或较薄的沥青面层时，由于这种基层材料的温缩系数明显大于沥青混凝土的温缩系数，在冬季气温急剧降低时，半刚性基层会产生温度收缩裂缝。半刚性基层一旦开裂，在持续低温或又一次降温的过程中，半刚性基层的裂缝张开很容易将沥青面层拉裂并形成反射裂缝，从而增加沥青面层内裂缝的总数。半刚性基层材料的刚性越大，铺筑半刚性基层时的温度与冬季温度之间的差别越大，半刚性基层就越容易产生温度裂缝，裂缝的间距也就越小（即单位长度内的裂缝数量多），缝的开口也越宽。

    半刚性基层混合料的温缩系数小于沥青面层材料的温缩系数，由于基层所遭受的负温度和温度变化（温度梯度）明显小于面层所遭受的温度变化，特别在沥青面层较厚的情况下更是如此，基层往往不会率先开裂。

    目前，我国高等级道路上的沥青面层一般都厚8~15cm，有的甚至厚20cm以上。如果能选用适宜的半刚性材料（如水泥粒料和二灰粒料等）做基层，就可能避免在路面使用过程中半刚性基层先于沥青面层产生温度收缩裂缝。

    半刚性基层材料温缩性的大小大致与其干缩性的大小有相同的规律，即：稳定细粒土的温缩系数明显大于稳定中粒土和稳定粗粒土的温缩系数；石灰粉煤灰土的温缩系数明显小于石灰土的温缩系数；稳定粒料土的温缩系数明显大于稳定不含细土的粒料的温缩系数，而且中粒土或粗粒土中细土含量愈多，混合料的温缩系数愈大。

5、   有足够的平整度

   基层的平整度对薄沥青面层的平整度有十分重大的影响。薄沥青面层的平整度取决于基层的平整度。

    基层的平整度对较厚沥青混凝土面层的平整度的影响虽不如对薄沥青面层的影响那么大，但基层的不平整会引起沥青混凝土面层厚薄不匀，使沥青面层在使用过程中的平整度降低较快，并导致沥青混凝土面层产生一些薄弱面。它会成为路面使用期间产生温度收缩裂缝的起点。因此，基层的平整度对较厚沥青面层的使用性能也有很重要的影响。

6、   与面层结合良好

   面层与基层间的良好结合，对于沥青面层的使用质量是非常重要的。与不结合的情况比较，它可以减少面层底面由于行车荷载引起的拉应力和拉应变（一般情况下可减小50%以上，有时甚至可减小到1/4），它还可以明显减小由温度变化引起的沥青面层内的拉应力和拉应变。基层与面层良好结合可以使薄沥青面层不产生滑动、推移等破坏。为此，基层表面应该稳定并且具有一定的粗糙度，表面还应该结构均匀，无松散颗粒。对于无机结合料处治基层，不应有局部松散不结合的情况。基层上的局部松散常是沥青面层碎裂破坏的祸根。含有石灰土或石灰粉煤灰的稳定粒料基层表面，应使粒料颗粒外露，在喷洒透层或粘层沥青前，应将表面的浮尘及粒料颗粒表面的薄层石灰粉煤灰或石灰土扫除；级配碎（砾）石基层表面不能有薄层砂土；无机结合料处治基层的表层不应有薄层找补，薄层找补往往是薄沥青面层在使用过程中产生推移破坏的根源。

    高等级公路上和其它等级公路上的石灰粉煤灰稳定级配集料基层和石灰土级配集料基层在竣工后表面往往有一薄层石灰粉煤灰或石灰土覆盖，这种薄面细料通常与其下整体结合不好，即使在有透层沥青或下封层的情况下，它实际上也妨碍沥青面层与基层间的粘结。开放交通后，雨水一旦浸入，此薄层细料容易形成浆，导致产生唧浆现象并使面层与基层脱开。

三、高速公路基层施工技术和工艺特点

      据统计我国90％以上的高等级公路沥青路面基层和底基层均采用了半刚性材料。半刚性基层已经成为了我国高等级公路路面基层的主要类型。半刚性基层是指用无机结合料稳定土类材料铺筑的一定厚度的基层。按其组成结构状态可分为均匀密实结构、悬浮密实结构、骨架密实结构和骨架空隙结构等四种类型。

    下面以半刚性基层水泥稳定碎石（砂砾）基层施工工艺为例进行说明：

1、施工准备

   （1）材料。水泥稳定碎石(砂砾)混合料的质量应符合有关设计和规范标准的要求，水泥稳定碎石(砂砾)混合料要求为厂拌混合料。

    （2）主要机械、检测设备。摊铺机、铲车、振动压路机、自卸汽车、水车、胶轮压路机、三轮压路机、水准仪、经纬仪、全站仪、弯沉仪、钻芯机、靠尺等。

    （3）作业条件。待施工路段尽量封闭交通。施工前，对待施工的路床应进行检查，有积水坑槽、弹软、松散等现象要及时处理，并且整段进行复压（无论是否存在缺陷）。应该平整、坚实，各项检测指标必须要符合有关的规定。恢复中线，直线段每隔20m要设一中桩，平曲线段每隔10m要测设一个中桩，同时必须测放摊铺面宽度，并且在摊铺面上每侧200~500mm安放中墩同时测设其高程。摊铺应采用双基准线控制，基准线可以采用钢丝绳或铝合金导梁，高程控制桩间直线段宜为20m，曲线段宜为10m。当采用钢丝绳作为基准线时，应该注意紧张度，200m长钢丝绳紧张度不应小于1000N。

 

2、施工工艺

    水泥稳定碎石（砂砾）施工流程图：

（1）材料的质量控制

水泥稳定碎石基层这种结构对原材料要求较严，严把材料质量关是保证工程质量的基础和重要环节。水泥稳定碎石路面基层的原材料主要有水泥、粗集料、细集料、矿粉。水泥应选用初凝时间3h以上和终凝时间较长（宜在6小时以上）的低标号水泥（为325），且不应采用快凝水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥。各项技术指标应满足技术规范的要求，水泥初终凝时间是确定水泥稳定碎石的施工控制时间的重要依据。粗集料的质量控制指标主要是根据结构层性能决定的碎石压碎值和颗粒组成，确定出碎石的强度和级配，石料的压碎值不超过30%，磨耗值不超过35%。细集料主要是控制好石屑的颗粒组成和掺加量，保证级配连续。为了把好原材料质量关，应需加强对各类原材料的料源进行提前确定和检查，在使用过程中按规定频率抽样检验，不合格的材料一律清退出场。通常适合于饮用的水，均可拌制和养护水泥稳定碎石。如对水质有疑问，要确定水中是否有对水泥强度发展有重大影响的物质时，需要进行试验。从水源中取水制成的水泥砂浆的抗压强度与蒸馏水制成的水泥砂浆抗压强度比，低于90%者，此种水不能用于水泥稳定碎石的施工。

（2）配合比设计

试验室经过一定数量的原材料试验和混合料制成试件进行无侧限抗压强度试验，确定了混合料的配合比及最大干密度和最佳含水量，以后就靠拌合设备的配料准确。配料准确是保证水泥稳定碎石内在质量的关键环节。配料准确的基本前提是两种原材料要合格。通过对工程实际应用的矿料分别进行筛分试验和测定其相对密度，根据各种矿料的颗粒级配和计算用量比调配出合理的级配曲线。由于水泥剂量对干缩性的影响，随集料平均粒径的增大而减少，集料平均粒径越大，水泥剂量对干缩性的影响越小；在相同条件下，水泥稳定碎石中粗粒土的收缩性较细粒土的收缩性要小得多；对大多数土混合料而言，随水泥剂量的减少，收缩性逐渐减少，并达到最小值，随水泥剂量的增加，收缩性逐渐增大，水泥剂量过大，同样会产生收缩裂缝。配料准确的施工过程为：碎石的级配要严格控制，在粗集料中单个颗粒最大粒径不应超过37.5mm；水泥稳定碎石混合料的比例也要严格控制。即通过一定料斗门开启高度下的给料皮带机电机转速比实现既定的混合料比例，具体调试时，碎石比例宜控制在80%～85%之间。根据不同设计强度的要求，确定水泥用量，确定各种混和料的最佳含水量、最大干密度，以此初步确定各料仓的供料比例。应考虑各地材料性能不同而引起的差异，注意混和料的强度应能满足7d钻芯取样检测完整的要求。拌和站根据施工配合比施工，由于水稳含水量本身较少，气温对其含水量影响较大，试验室人员要根据气温的具体情况进行调节。具体如下：

 

气候条件	晴天：温度<24度	晴天：温度>25度	阴天：温度<24度
施工含水量和最佳含水量相比	高1.0个百分点	高1.5个百分点	高0.5个百分点

 

上述施工含水量的调节已考虑了拌和料装卸、运输、摊铺、碾压过程中水分损失。

3、混合料的拌合

在水泥稳定碎石混合料拌和过程中，均匀性是影响水泥稳定碎石结构强度的关键因素。基层水泥稳定碎石必须采用集中厂拌混和料，混合料的拌制可从以下方面控制：

（1）厂拌设备的选择

拌和设备的性能决定了混和料的配料精度和均匀性，应选用带有电子计量装置的高性能稳定土拌和机，以保证混合料的级配符合配合比要求，保证拌和料的稳定性。

（2）水泥剂量控制

水泥的用量对水泥稳定碎石基层质量起着关键作用，剂量太小，不能确保水泥稳定碎石施工质量，而且水泥稳定碎石强度也不能满足承载力要求，而剂量太大，既不经济、还会使基层的裂缝增多、增宽，从而引起面层相对应的反射裂缝。考虑施工时各种损耗，工地实际采用的水泥剂量应比室内试验确定的剂量增加0～0.5%，以确保水泥稳定碎石基层的质量，但应控制不超过6%，以减少混和料的收缩性。

（3）含水量控制

根据路面基层施工技术规范及国内外施工经验，一般情况下拌和含水量应比最佳含水量略高0.5%～1%，若气温较高或运输距离较长时应高1%～2%，以弥补混和料运输、摊铺和碾压过程中水分的损失。含水量过大，既会出现“弹软”、“波浪”等现象，影响混和料可能达到的密实度和强度，也会增加混和料的干缩性，使结构层容易产生干缩裂缝。含水量过小，混和料易松散，不容易碾压成型，也会影响混和料可能达到的密实度和强度。施工过程中要根据气温情况及运输距离及时调整含水量的大小，根据规范、经验及现场摊铺碾压的效果确定。

4、混合料的运输

    运输环节的质量控制往往不被重视，实际在运输阶段，如果不采取措施，也会使混合料的性能受到影响，主要应采取下列措施来控制运输环节的质量：

（1）降低贮料仓与运输车之间的高度并且在装车时，指挥车辆向前分四次移动，减少混合料离析。

（2）运输车辆在每天开工前，应检验其完好情况，装料前应将车厢清洗干净。运输车辆数量应满足拌和出料与摊铺需要，并配有备用车辆。

（3）对混合料采取全运输过程覆盖，以减少混合料表面水分的蒸发。当车内混合料运到工地时已超过水泥初凝时间，应予以废弃。

（4）严格控制运输车装载重量，减少施工中超载对路面结构的损害。

（5）严格限制运输车行驶速度，减轻对未完工作面的磨损。

5、混合料的摊铺

施工前采用洒水车对路面下基层洒水，使其表面湿润。

    严格按层厚和高程，调整控制好传感器臂与控制线。最大压

实厚度不宜大于20cm，当压实厚度大于20cm 时应分二层摊铺。

    摊铺机的起步在整个摊铺过程中是技术性最强, 要求最高, 难度最大的工作, 起步的好坏关系到接缝的平整度、压实度和连接质量。特别是整条路段铺筑得愈平整, 接缝的质量显得愈重要, 因此摊铺机起步对整条路段的铺筑具有重要作用。

    摊铺机起步时应在熨平板的中部, 和靠近两边1 /3处垫杂木板, 供起步之用, 木板的厚度应根据松铺系数和摊铺厚度确定, 由于路基顶面高程的变化和铺层厚度在摊铺过程中的调整, 该厚度为切缝垫板处的实测厚度。计算公式见式：

△  h = ( r - 1) ×h

式中：△h为垫板厚度；

       r为松铺系数，一般为1.20~1.35；

       h为测点铺层厚度

    摊铺机行走时，先传送稳定拌和料，再走行摊铺，运送拌和料的车辆向摊铺机料斗内卸料时，严禁后车轮在倒车时撞击摊铺机，运料车辆应距摊铺机料斗10cm，由摊铺机向前顶靠住汽车后轮，再起斗卸料。

    摊铺机应连续摊铺，摊铺速度宜控制在2～3m／min。

    施工中采用两台摊铺机梯队作业，两台摊铺机保持5～10m的距离。一前一后应保证速度一致、摊铺厚度一致、松铺系数一致、路拱坡度一致、振捣频率一致等，作到摊铺接缝平整，当接缝出现不平整时，旁候民工立即进行处理。

摊铺5～8m时，立即检查摊铺面标高和横向坡度，不符合设计要求时，应适当调整熨平板高度和坡度，直到合格，再继续摊铺；正常施工时，摊铺机每前进10m，随车检测人员检查一次摊铺面标高、坡度；专配有2～3个工人跟在摊铺机后面，及时消除粗细集料离析现象。对于粗集料“窝”和粗集料“带”，要均匀添加细集料，并拌和均匀；对于细集料“窝”要添加粗集料，并拌和均匀。

    摊铺机一旦开始摊铺，不能无故中断，如因故中断时间超过2小时，摊铺机要驶离混合料末端，压路机进行碾压，末端采取横缝处理方法进行处理。

6、混合料的碾压

    良好的压实是基层最终完成工程实体、实现设计意图的关键，可以说良好的压实与基层强度、抗形变、抗冲刷能力密切相关。压实质量的好坏与路面使用质量是密不可分的，为确保压实质量，主要采取以下措施：

    每台摊铺机后面，应紧跟振动压路机、轮胎压路机和震动压路机进行碾压，一次碾压长度宜为50 m～80 m。碾压段落应层次分明，设置明显的分界标志，有专人指挥。

碾压顺序，先稳压（初压）→弱振（复压）→强振（复压）→稳压（终压），压至无轮迹为止。直线和不设超高的平曲线段，由路肩向路中心碾压，设超高的平曲线段，由低的一侧向高的一侧碾压。碾压时，应重叠1/2轮宽，后轮必须超过两段的接缝处。

    初压一般为由胶轮压路机碾压1～2遍，碾压速度要控制在1．5～2Km；复压采用钢轮振动压路机，一般碾压4～6遍。碾压速度应控制在2～3Km／h为宜；终压时，采用轻型压路机，静压1～2遍。碾压速度应控制在3～5Km／h为宜。在按试验段所确定的碾压遍数碾压完成后，应立即检测压实度。若压实度未达到规定的压实度，要继续碾压，直至压实度合格为止。混合料压实后表面要求平整，无轮迹或隆起、裂纹搓板或起皮松散等现象。

    压路机倒车换挡要轻且平顺，不要拉动混合料，在第一遍稳压时，原路返回，在已压好的段落上换挡。严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车，保证基层表面不受破坏。

    碾压过程中，如有“弹簧”、“松散”、“起皮”等现象要及时进行处理。对严重弹簧现象，采取立即挖除重新回填处理；对松散、起皮现象，采取掺和细料混拌再进行洒水并碾压。

    碾压完成后用灌砂法检测压实度。要符合设计要求。

压实 遍数	第二遍弱振	第三遍强振	第四遍强振	第五遍强振	第六遍消轮迹
平均压实度	92.5	94.8	97.5

7、横缝设置

    水泥稳定碎石混合料摊铺时，应连续作业，如因故中断时间超过2h，则应设横缝；每天收工之后，第二天开工的接头断面也要设置横缝。

    横缝应与路面车道中心线垂直设置，接缝断面应是竖向平面。基层碾压完毕，压路机沿端头斜面开到下承层上停机。下一段落施工前再将压路机沿斜面行驶到施工完毕的基层上；用尺定出接缝位置，沿横向断面垂直挖除坡下部分混合料，清理干净后，摊铺机从接缝处起步摊铺；压路机沿接缝横向碾压，由前一天压实层上逐渐推向新铺层，

碾压完毕再纵向正常碾压；碾压完毕，接缝处纵向平整度应符合规范规定要求。

8、养护

    碾压成型后，必须有一段养生时间，使水泥稳定底基层、基层表面保持湿润，防止水分蒸发，以保证水泥充分发挥作用，使得基层形成良好的强度，根据气候特点，应采用塑料薄膜或土工布覆盖养生，以保持基层表面的湿润。为防止风破坏覆盖物后使基层表面局部干燥，派专人检查养生情况，及时补水并且加盖养生覆盖物，维持养生期内基层表面保持湿润。在每段基层碾压结束压实符合要求后，立即进行覆盖。养生期间派专人进行交通管制，限制重型车辆通行。

9、季节性施工

    雨期施工。基层施工雨期时应随时掌握天气变化的情况，降雨前应停止施工，降雨后腰对进场混合料的含水量加强监测，以保证摊铺混合料的含水量适当。应特别注意施工前排除下承层积水。2)雨期施工。基层施工时，若气温低于5 时不宜进行水稳基层施工，另外，在重冰冻期(一3℃—5℃)之前半个月到一个月，要停止水稳基层施工，否则必须要有妥善的保温措施。

    在基层施工实施过程中，需细化各工序质量控制，抓住每一道工序质量控制要点，最终优质完成基层实体，保证基层施工质量。

10、施工中容易出现的质量问题及对策

（1）基层、底基层强度达不到设计要求，整体性差，钻芯时取不出完整芯样。其原因有：水泥、石灰等结合料质量不合格，或者掺量不足；虽然结合料掺量符合要求，但集料级配与配合比设计时出入较大；混合料拌和、摊铺不均匀，造成离析，影响强度和整体性；延迟时间太长，造成强度和干密度损失严重；压路机吨位不足，压实遍数不够或混合料含水量不当压实困难；养生不到位，强度增长慢；交通管制不严，使基层早期受到重载作用。

预防措施有：使用检测合格的原材料，已变质的材料杜绝使用；检校计量器具，对结合料、集料、水等进行准确的计量，加水量以混合料含水量比最佳含水量大1%~2%为宜；从碎石加工的源头进行控制，确保进场碎石级配符合要求；拌和时间足够保证拌和均匀，摊铺机螺旋桨距地面高度适宜，在摊铺机后设专人消除粗细集料离析现象；合理组织施工生产，各种设备状态良好，在规定时间内压实完毕；

采取正确的压实工艺并严格落实，安排责任心强的人对压实工序全过程监督，发现问题及时督促解决；按规范要求加强养生，严格交通管制。

（2）基层、底基层厚度达不到设计要求。而厚度直接影响基层（底基层）的承载能力，是一个十分重要的指标。厚度不足的原因有：人为故意因素：偷工减料； 所确定的松铺系数有误；摊铺基准线设置有误、基准线受到碰撞发生变化但没有被发现；下承层标高高出设计，未将高出的下承层料刮除；擅自改变了摊铺机的工作参数，如夯锤振动频率。

预防措施：加强质量教育，通过技术进步和提高管理水平实现经济效益，杜绝投机取巧、偷工减料事件的发生；试验段确定松铺系数时方法要正确：所布置的观测点位要具有代表性，观测数量要足够以便于统计分析，两组人同时观测进行对比；技术员抄平计算经过复核后再使用，专人检查摊铺断面两侧各50m范围内的基准线有无碰撞，有变化时通知技术员重新敷设基准线；将下承层超出设计标高的部分刮除；认真执行试验段总结的摊铺工艺和施工参数，夯锤振动频率、摊铺机行走速度等参数（它们与松铺系数息息相关）严禁随意更改。

（3）基层（底基层）平整度不符合规范要求而基层的平整度直接影响着沥青路面的厚度和平整度，平整度达不到规范要求的原因有：下承层标高和平整度不符合要求，导致基层施工时不同的压实厚度却采用相同的松铺系数，使平整度不理想；拌和站供料不足，导致摊铺机摊铺不连续；摊铺机摊铺速度不均匀，忽快忽慢；卸料车撞击摊铺机；碾压方法不当；施工接缝处理不当。

防治措施：下承层严格按规范施工，使标高、平整度、横坡符合要求，避免高低不一使基层（底基层）摊铺厚度不一致，压实后平整度不达标；稳定土拌和站生产能力与摊铺机摊铺速度要相匹配，并配置足够的运输车辆，保证摊铺机前至少有两辆以上车等待卸料；在拌和站供料速度均匀的情况下，控制稳定土摊铺机在摊铺过程中以一种速度匀速前进，不可忽快忽慢，摊摊停停。专人指挥运料车在摊铺机前15~20厘米处停车，严禁撞击摊铺机。碾压时连续进行，中途尽量不停顿，行走顺直。严禁压路机在完成的或正在碾压的路段上调头、急转弯、急刹车和猛然改变行走速度，保证稳定土层表面不受破坏。

四、质量保证措施

1、施工前加强对原材料试验检测，确保原材料质量符合规范要求。

2、经常性对拌合设备进行维护检测，保证拌合混合料的质量。

3、拌合料必须经取样检测水泥剂量合格才能运至工地使用。

4、为了保证厚度，施工前必须先对现场的垫层高程进行复检，如果局部出现超高现象，必须进行有效处理。

5、施工松铺厚度必须经常核实，出现偏差及时调整，保证摊铺厚度。

6、为了保证施工质量，必须严格控制底基层和基层的施工时间在三小时半内。同时为了避免摊铺机等料情况，根据施工的距离调整好自卸车数量。

7、第一层经碾压后检测压实度合格，马上上第二层，相隔时间不能超过初凝时间。铺基层时要保证底基层表面湿润。

8、每班次必须取样进行无侧限抗压强度等试验，并加强施工现场的水泥剂量，高程、厚度，压实度、平整度、宽度的检测，检测分底基层和基层，两层分别检验。并将检测结果及时向现场施工人员进行质量反馈，以便不断完善工程质量管理保证施工质量。

9、前场后场由专人负责管理混合料，严格控制好底基层和基层混合料的区分和控制，底基层的混合料拌合及使用结束，才能上基层混合料，超过初凝时间的混合料，将废弃不能使用。

10、施工完毕及时对基层覆盖养生7天以上并且封闭交通。

11、严格按照《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000的规定进行施工及质量控制。

12、严格按照设计图纸和技术规范要求施工。

五、文明施工

1、所有的工点驻地，整平后进行场地硬化，避免翻浆及尘土飞扬。

2、配备洒水车，对施工车辆经过的道路经常洒水灭尘。

3、施工现场两侧设立施工告示牌、导向牌、限速牌等，告知过路车辆行人安全通过。

六、安全生产保证措施

1、安全生产组织机构和管理

（1）、建立安全生产组织机构。项目经理部设安全生产管理小组，具体负责日常安全生产工作，制定各项安全生产制度，检查督促各项安全措施的落实，设立专职安全员，负责安全工作。

（2）、所有进入施工场地的员工戴安全帽，不得穿拖鞋，技术工种持证上岗。

（3）、施工现场用电及各种电器设备的安装使用，按供电部门的安全用电要求及有关规定执行，严禁违章用电。

（4）、施工现场设置施工围栏隔离措施和醒目警告标志，确保行人车辆与施工互不干扰，保证施工和交通畅通。

（5）、全体施工人员遵守国家法律法规，遵守当地政府各种管理条例，遵守单位规章制度，做到群防群治，确保安全。

（6）、施工组织设计有针对性的安全技术措施，经技术负责人审查批准。

（7）、进行全面的针对性的安全技术交底，受交底者履行签字手续。

（8）、建立定期安全检查制度。有时间、有要求，明确重点部位、危险岗位。安全检查有记录。对查出的隐患应及时整改，做到定人、定时间、定措施。

2、施工机械的安全技术措施

（1）、各种机械操作人员和车辆驾驶员，取得操作合格证，派专人管理。

（2）、操作人员执行工作前的检查制度和工作中观察及工作后的检查保养制度。

（3）、禁止酒后操作机械、机械带病运转或超负荷运转。

（4）、禁止对运转中的机械设备进行维修、保养等作业。

（5）、运输车辆遵守交通规则。

（6）、加强对运输车辆的维修保养，确保具有良好的工作状态。

（7）、运输车辆倒车及卸料时，设立专人指挥，且自卸车卸料时两侧5米范围内禁止人员停留，避免卸料时运输车倾倒压伤人。

七、结论与展望

工程质量的形成是一个系统过程，贯穿于项目决策、工程设

计、工程施工、工程验收各个阶段。其中工程施工阶段是工程质

量形成的重要阶段之一，影响工程质量的因素很多，人员、材料、

机械、方法、环境都对工程质量的形成有着重要影响。只有紧抓方方面面的因素，落实各项控制要点，严把各个施工环节质量关，排除一切不利因素，将质量隐患消灭在萌芽状态，建设优质工程、一流工程、精品工程。

参考文献

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2、《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057）/中华人民共和国行业标准；  

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4、公路路面基层施工新技术新工艺与验收规范

5、无机结合料试验规程（JTJ057-1994）. 北京：人民交通出版社1994

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