半刚性基层大厚度整体成型施工新工艺介绍_路面新闻_资讯

水泥稳定半刚性基层是我国高等级公路主要的基层设计，其设计厚度一般在 35-55cm，有的设计为底基层与基层结构，每个单层均超过20cm厚度。双向四车道单幅宽度在10m-13m。由于摊铺设备及压实设备的能力对工艺水平的限制，厚度超过20cm的基层，传统施工方法均采用两台摊铺机并行、分层摊铺。

传统设备支撑下的传统工艺不能完全满足我国高等级公路建设的需求，针对中国半刚性基层为主的国情，随着设备研发的进步，以抗离析为核心的大厚度整体成型基层施工的创新工艺为我国高等级公路建设提供了一种优质高效的施工方案。

一传统工艺现状及存在的问题

2000年颁布的《公路路面基层施工技术规范》JTJ 034-2000中 3.1.7（7）水泥稳定土结构层应用12t以上压路机碾压。用12~15t三轮压路机碾压时，每层的压实厚度不应超过15cm；用18~20t三轮压路机和振动压路机碾压时，每层的压实厚度不应超过20cm；对于水泥稳定中粒土和细粒土，采用能量大的振动压路机碾压时，或对于水泥稳定细粒土，采用振动羊足碾与三轮压路机配合碾压时，每层的最小压实厚度为10cm，下层宜稍厚。对于稳定细粒土，以及用摊铺机摊铺的混合料，都应采用先轻型、后重型压路机碾压。

2000年颁布的《公路路面基层施工技术规范》JTJ 034-2000中 3.5.14 应避免纵向接缝。高速公路和一级公路的基层应分两幅摊铺，宜采用两台摊铺机一前一后相隔5~10m同步向前摊铺混合料，并一起进行碾压。

1、压实厚度不大于20cm的并机分层摊铺、压实（传统工艺）

优点：

传统设备，传统工艺，有经验借鉴便于实施

缺点：

层间结合差，不能形成整体板块结构

并机接缝存在质量缺陷

养生周期长、费用大

层间结合费工费时

双机并铺横向平整度差

2、压实厚度不大于20cm的摊铺压实，初凝结束前重复施工，一次养生(双层连铺）

优点：

常规设备、常规施工，仅施工组织变化，较易操作

节省养生时间和费用

缺点：

层间结合（无嵌咬）不可靠，整体板块不理想

停顿时间浪费，效率低

若双机并铺横向平整度差

上层压实对下层扰动，2015年颁布的《公路基层施工技术细则》对这种工艺方法提出要慎重。

以上是两种常见的传统工艺，是传统设备条件下的无奈之举，不是设计者的初衷。普遍存在以下不尽人意的缺陷。

层间结合状态不连续大大降低了设计强度；

分层摊铺压实上层时会对下层产生扰动，甚至是破坏性的；

分层摊铺费工、费时、浪费材料、浪费人力；

并机摊铺中间接缝处的竖向离析带贯穿始终，搭接处二次摊铺，重复振捣塞料使高程凸显。

二大厚度整体成型创新工艺的优势

1、整体板块结构，提高路面结构强度和道路使用寿命

何杰( 湖南省通平高速公路建设开发有限公司，湖南岳阳 414500)

结合通平高速公路的工程实践，通过计算分析不同层间粘结状态下的大厚度基层沥青路面与普通半刚性基层沥青路面的力学特性和疲劳特性，得出了总厚度相同的大厚度基层沥青路面要明显优于普通半刚性基层沥青路面的结论

当结构的面层与基层间、基层与基层间处于完全滑动状态时，采用大厚度摊铺技术的大厚度基层沥青路面其各项力学特性和疲劳特性要大大优于普通半刚性基层沥青路面，其计算疲劳寿命是普通半刚性基层沥青路面的 5 倍多。

吴平( 甘肃路桥第三公路工程有限责任公司，甘肃兰州 730030)

利用有限元应用软件ANSYS建立有限元模型，对大厚度水泥稳定碎石基层层间结合状态对层间性能的影响进行了三维空间有限元分析。大厚度基层整体摊铺较分层摊铺有路表弯沉值小，使得面层处于完全受压，保证了基层整体稳定性等方面的优点。

重庆交通大学赵可博士

淮息高速淮固高速试验检测，25cm大厚度压实度代表值98%，

上下层压实度差值最大1.4%，最小0.1%，变异系数0.64%。

内蒙古鄂尔多斯沿黄一级公路大路至树林召段，16+16cm底基层做32cm整体成型施工，各标段所用施工设备不尽相同，施工工艺也有差别，但碾压6遍后均可达到压实度98%以上，施工中未发现明显的离析现象，碾压后基层表面粗糙、均匀。后期检查，各表基层裂缝较少甚至无裂缝，抗裂效果较好

选用UTM-14P型四分点加载疲劳试验机，恒应力控制模式，应力比0.3，荷载频率10Hz，环境温度25℃。水泥稳定碎石混合料疲劳试验的变异性较大，整层和分层成型的试件其变异系数分别为31.2%和42.5%。在恒定的应力比下整层压实成型试件的疲劳次数是分层压实成型试件的158倍。《公路施工项目技术负责人员第二期培训资料汇编2017.2.25》

2、经济效益显著

整体成型大厚度新工艺施工周期比传统双机并铺缩短

大厚度一次性铺筑：摊铺机设置每分钟1.5米，每个台班实际能铺筑600米，完成10km的基层只需要17个工作日。再加上养生期、组织施工，机械人工等，同样的10km的基层一次性大厚度铺筑可以缩短工期10天以上。说明一次性大厚度铺筑可以有效的缩短施工工期【韩战涛建筑工程2010年第4期112 】。

大厚度一次性铺筑成型。摊铺机设置每分钟1.5米，理论上每个台班铺筑是600米，根据实际施工情况是每个台班能铺筑400米。做完10KM的基层需要25个工作日。并机分层铺筑。分层摊铺10KM的基层按单层计算是20KM，根据实际经验每个台班可以铺筑600米，干完20KM的单层需要33.3个工作日。再加上养生期、组织施工，机械人工等，同样的10KM的基层一次性大厚度铺筑可以缩短工期10天以上【陈连祥工程建设与管理】。

并机分层铺筑人工机械费用合计为10.76+1.2=11.96元/ m 。单机一次成型摊铺的人工机械费用合计为：9.19+0.8=9.99元/ m 。大厚度一次性摊铺比并机分层摊铺每立方节省1.97元【韩战涛建筑工程2010年第4期112 】

大厚度整体成型施工减少一次养生、撒水泥浆，节省成本缩短施工周期。

河南洛三线实地考察，分层摊铺需要洒水泥浆和养生，其费用成本构成

1、水泥用量及费用：1.3kg/平方米*0.33=0.43元/平方米。

2、洒水泥浆人工费：4*150=600元，600 9000=0.07元/平方米。

3、场地清扫费：6*150 9000=0.1元/平方米。

4、养生材料及人工费：养生材料平均为0.15元/平方米，
人工费为9*150 9000=0.15元/平方米。

5、洒水及运费：0.1元/平方米。

合计：1元/平方米

吐小高速测算，按每10公里计算，可节省约51.22万-19万=32.22万元

3、整幅大厚度摊铺与并机摊铺相比，提高横向平整度

双机并铺在双机搭接处由于基准的多次转换，两机搭接处二次布料二次振捣，存在并机缺陷的同时全幅横向直线度（平整度）难以保证。某工地基层采用并机摊铺后，采用单机全幅摊铺下面层，下面层测量拱度正确、横坡正确，情况如下。

沥青层的厚度差距很明显，表明基层横向平整度存在问题。这种情况下，沥青层摊铺时为保证薄处厚度检测合格，将产生极大的浪费。双机并铺这种现象普遍存在。

结论：单机全幅摊铺避免了并机缺陷提高了横向平整度，可减少大量的材料浪费。

4、行业对整体成型大厚度的认可

宽幅抗离析大厚度摊铺水泥稳定碎石技术施工工法荣获国家级工法被住房和城乡建设部列为国家级工法。

大厚度、大宽度抗离析摊铺应用技术研究荣获中国公路学会科学技术奖。

2015年颁布的《公路路面基层施工技术细则》JTG/TF20-2015对基层摊铺压实厚度有新的条款。

5.4.1 混合料摊铺应保证足够的厚度，碾压成型后每层的摊铺厚度宜不小于160mm，最大厚度宜不大于200mm。

5.4.2 具有足够的摊铺能力和压实功率时，可增加碾压厚度，具体的摊铺厚度应根据试验结果确定。大厚度的摊铺施工时，应增加相应的拌合能力。

条文说明：近些年有些地方的工程出现摊铺厚度大于200mm的情况，如碾压厚度为240mm或280mm。碾压厚度的增加，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。但是要实现大厚度的摊铺碾压，需要具备相应的大功率摊铺设备和足够的碾压设备和碾压功率。同时需要通过灌砂、钻芯等手段加强质量抽验，确保摊铺混合料的压实度、均匀性满足技术要求。

混合料拌合能力没有提高，大厚度摊铺不能有效提高混合料的施工效率，反而出现混合料的等料情况，影响混合料摊铺的均匀性，造成过多的施工缝，影响施工质量。因此，如混合料的摊铺厚度为240mm，比传统的200mm增加20%的厚度，那么，混合料的拌合能力也需要提高20%。

同时对全幅摊铺也取消了限制。

5.4.6 采用两台摊铺机并排摊铺时，两台摊铺机的型号及磨损程度宜相同。在施工期间，两台摊铺机的前后间距宜不大于10m，且两个施工段面纵向应有300~400mm的重叠。

5、整体成型施工工艺应用已成新常态

基层大厚度大宽度施工工艺逐渐被人们认识和接受，全国各地都在探讨这种新工艺在本地区的应用和推广，云南思小高速、江西景婺黄高速、湖北大广北高速获詹天佑奖，其中就有采用大厚度工艺的基层施工创新工艺内容。

各公路设计部门也在探索基层厚度的设计，许多地区将基层总厚度设计为两层大厚度，如28cm+28cm、36cm+20cm，20cm+36cm，有些路段将三层变更设计为两层大厚度施工。大厚度整体成型新工艺施工已成新常态。

三大厚度整体成型施工新工艺对设备的需求

大厚度整体成型基层施工新工艺具有比传统施工工艺有明显的优势，以传统的施工设备和施工工艺进行成型大厚度施工将会出现摊铺离析、摊铺预密实度低、底部不易压实、顶部易过压、颗粒破碎、表面松散、面顶部水分散失严重易松散、压实推拥严重、碾压接头多平整度差等问题。所以整体成型大厚度施工必须要有良好的设备保证和适宜的工艺方法。

1、拌合设备

选择较先进的长拌缸、双拌缸、振动搅拌等搅拌设备，具有良好的水计量、粉计量系统，成品仓有防止落料离析设置，保证混合料拌合均匀、稳定。这是保证整体成型大厚度施工的先决条件。

拌合站生产率要高，生产率要与摊铺机生产率相匹配，保证单位时间的摊铺长度，提高碾压段长度，减少碾压接头，以提高整体生产率的同时提高施工质量。

2、运输设备

运输车辆数量根据运距匹配生产率，保证摊铺机和拌合站在正常的生产率下连续拌和和摊铺，这一点容易被忽视。

运输车辆的车型、料门铰轴结构应能与摊铺机良好匹配，保证混合料充足连续倾卸至摊铺机料斗，使摊铺机高效连续摊铺。

3、摊铺机特性需求

（1）抗离析结构设计（详见摊铺抗离析设计）
摊铺机必须具有良好的抗离析能力，充分减少横向离析、竖向离析、纵向离析、片状离析，使摊铺面各项均匀性尽可能的趋于一致，这是施工质量保证的关键条件，才能保证压实后各点沉降量一致，保证压实后的平整度。

（2）输料布料快速均匀

料斗容积的增大及液压伸缩推辊和倾翻灵活控制的辅助料斗与主料斗衔接配合，减小了料车后门形成的输料不畅，用最短的时间快速完成卸料工序，既防止了料车卸料抛撒，又提高了刮板输送效率，满足了大厚度一次摊铺作业对输料量的需求，同时由于辅料斗的前后收放，改善了卸料离析的同时加速了料车尾料的下落。有利于连续摊铺，对提高生产率意义重大。