高速公路路面基層的施工技術

摘要

?? 隨著我國經濟的高速發展，交通量也迅速上升，現如今的道路已經不能滿足要求，使得道路大量的損壞影響交通，并且交通量的增加并且不斷地對道路的碾壓磨損，使得現在已經修建好的道路的路基、路面損壞，造成一系列的交通問題。因此，對道路的等級、以及道路的設計質量有了更高的要求。路基路面是構成公路線形主體結構密不可分的主要組成部分。因此，根據根據公路等級和任務，合理的選擇路基路面結構，精心設計，精心施工使路面路基在設計年限內具備良好的使用性能，對節約投資，提高運輸效益，具有十分重要的意義。

??? 而瀝青路面的基層是路面結構中的承重層,它承受由瀝青面層傳來的車輛荷載的垂直力，并擴散到下面的墊層和土路基中去。因此路面基層在路面工程中起到十分關鍵的作用。

??? 從碎石類基層的柔性基層和無機混合料的半剛性基層講解了這兩種基層的不同及其特點；對廣泛運用的半剛性基層進行要點的分析，講解了其主要技術要求。

??? 基層的強弱和好壞對整個路面，無論是瀝青路面還是水泥混凝土路面的整體強度、使用質量和使用壽命都有十分重要的影響。強度和剛度、水穩性和冰凍穩定性、抗沖刷能力、收縮性、平整度和與面層的結合證明了路面基層的主要技術和要求。

水泥穩定碎石基層配合比設計、施工控制過程，從施工工藝和施工組織的角度，探討了水泥穩定碎石的施工質量控制過程和控制要點。對無機結合料穩定材料的干縮特性進行分析。對水泥穩定碎石基層的技術關鍵環節作了重點強調；其次，討論了碎石基層混合料的最佳級配要點及現代化施工工藝和質量控制。對混合料的配比，以實驗室的資料為依據，結合工地的實地情況，選擇最佳配比。

從拌和、運輸、攤鋪、壓實、養生五方面，橫縫設置和季節性施工兩方面論述了高速公路路面基層的質量控制內容和方法，明確了高速公路路面基層的施工工藝，闡述了路面基層在施工過程中容易出現的質量問題及對策和預防措施。只有緊抓方方面面的因素，落實各項控制要點，嚴把各個施工環節質量關，排除一切不利因素，才能建設出優質工程、一流工程、精品工程。

結合自身的施工經驗，從原材料、配合比設計、施工工藝及施工過程控制、施工要點，以及施工中容易出現的質量弊病和防治措施，文明施工和安全生產等方面作一下論述。

關鍵詞：路面基層、混合料、施工工藝、安全生產、質量控制、施工組織

前言

???? 路基是高速公路最基本的組成部分之一，保證高速公路具有堅實而穩定的路面基層，是路基設計的中心任務。隨著國民經濟持續高速增長，目前中國高速公路通車里程已超過美國，躍居世界第一。我國公路交通狀況又產生了明顯變化，交通量增長很快，重載卡車數量顯著增加，超載車輛比較普遍。新交通狀況對路面基層提出了更高的技術要求。高速公路路面基層的施工技術也越來越成熟

一、路面基層的分類與特點

?基層是直接位于面層下的結構層次，而墊層則位于基層與路基之間?；▔|）層都是路面結構中的重要組成部分。

??? 基層類型有瀝青混合料（瀝青貫入碎石、熱拌瀝青碎石、乳化瀝青碎石混合料等）及瀝青穩定土，各種集料基層及采用無機結合料穩定集料或穩定土類。后者指的是用石灰或水泥穩定集料或土類，以及用各種含有水硬性結合料的工業廢渣基層，當環境適宜時，強度與剛度會隨著時間的增長而不斷增大，其最終抗彎拉強度和彈性模量，比一般的基層要大，但還是遠較剛性路面為低，稱為半剛性基層。而用瀝青穩定各種集料的基層及不加任何結合料的各種粒料基層則統稱為柔性基層。

??? 碎石類基層屬柔性基層，按強度構成可分為嵌鎖型與級配型。嵌鎖型基層，強度主要依靠碎石顆粒間的嵌鎖和摩阻作用所形成的內摩阻力，而顆粒之間的粘結力是次要的，這種結構層的抗剪強度主要取決于剪切面上的法向應力和材料的內摩阻角。嵌鎖型包括泥結碎石，泥灰結碎石、填隙碎石等。級配型粒料基層的強度和穩定性，取決于內摩阻力和粘結力的大小。它的強度與穩定性在很大程度上取決于集料的類型（碎石、礫石或碎礫石），集料的最大粒徑和級配以及混合料中0.5mm 以下細料的含量及塑性指數，同時，還與密實度有很大關系。

??? 無機結合料穩定類基層屬半剛性基層，系指以石灰、水泥摻入土（集料）中或與工業廢渣等共同或分別摻入土（集料）中，通過加水拌和，碾壓成型的基層。常用的有石灰土、水泥土、石灰粉煤灰土、石灰水淬渣土，以及以此類材料分別或共同摻入礫（碎）石、工業廢渣中，成為各種無機結合類材料。盡管半剛性基層品種繁多，但其作用機理是石灰與水泥中的活性物質與細粒土發生化學反應或此類活性物質對工業廢渣中的材料起激化作用而膠結、凝固，成為高強度的整體材料，以抵抗外力的作用。而結合料的劑量、性質、集料的級配等都會影響此類基層材料的強度。

二、路面基層的主要技術要求

?? 基層的強弱和好壞對整個路面，無論是瀝青路面還是水泥混凝土路面的整體強度、使用質量和使用壽命都有十分重要的影響。因此，作為路面的基層，一般必須具備以下幾個基本條件：

1、?? 足夠的強度和剛度

（1）? 強度

??? 基層必須能夠承受車輪荷載的反復作用，即在預定設計標準軸載反復作用下，基層不會產生過多的殘余變形，更不會產生剪切破壞（無結合料的粒料基層）或疲勞彎拉破壞（用各種結合料處治的基層）?；鶎右獫M足上述的技術要求，除必需的厚度外，主要取決于基層材料本身的強度。對基層材料的強度要求，在重交通道路上要比一般道路上的高。材料的強度包括兩個主要方面：一方面是石料顆粒本身的硬度或強度，可用集料壓碎值或集料磨耗值表示，我國也用巖石的抗壓強度表示；另一方面是材料整體（混合料）的強度和剛度。

??? 在我國路面基層施工技術規范中，對于集料，采用集料壓碎值作為選擇粒料的技術指標。集料壓碎值既可用來檢驗碎石，也可以用來檢驗礫石以及其他粒料。測定該技術指標的儀器構造簡單、操作方便以及試驗精度高。對于用水硬性結合料處治的材料，采用抗壓強度指標，而沒有采用其它指標。它試件的制備到試驗本身都是比較簡單易行的，也積累了豐富的資料和經驗。另外，不同強度指標是相互關聯的，同種材料的不同強度指標間具有較好的統計關系。

（2）? 剛度

??? 基層的剛度（回彈模量）必須與面層的剛度相配。如面層和基層的剛度差別過大，則面層會由于過大的拉應力或拉應變而過早開裂破壞。各種基層材料，就其強度和剛度而言，大致可分為三個等級。強度和剛度最高的一級中可包括水泥穩定粒料（土）、石灰粉煤灰穩定粒料（土）、石灰土穩定碎石（或砂礫）或石灰穩定砂礫土、瀝青碎石（混合料）及瀝青貫入式碎石（該兩種含瀝青的材料僅指在較低溫度下）。強度和剛度中等的一級中可包括水泥土、石灰粉煤灰土、石灰土、級配碎石和填隙碎石。強度和剛度最低的是級配礫石和級配碎礫石。當然，在同一等級中的不同材料的強度和剛度也是有明顯差別的。因此，在瀝青面層下，應該選用結合料穩定材料做基層，特別是用水泥或石灰粉煤灰等穩定的粒料。在普通道路上，瀝青面層一般較薄，整個路面的承載能力將主要依靠基層來滿足。這就要求基層材料具有較高的強度和剛度，而且基層的厚度也要較大。使用強度大、承載能力高的基層，以適應較薄的瀝青面層，或適當減薄瀝青面層，在我國的具體情況下具有很大的現實意義和經濟意義。對于普通道路，采用水泥混凝土路面時，也希望采用強度大、承載能力高的基層。在重交通道路、一級公路和高速公路上，基層材料還應該有高的抗疲勞破壞能力。

??? 目前，在我國的高等級道路上，特別是在高速公路上，無論是瀝青面層，還是水泥混凝土面層，幾乎全部采用半剛性材料做基層。這是因為半剛性材料，特別是厚層的半剛性材料（它可以是同一種材料，也可以是兩種不同半剛性材料的組合），可使路面具有很高的承載能力。

2、有足夠的水穩性和冰凍穩定性

??? 瀝青面層和瀝青貫入式面層，往往是透水的，尤其在使用初期，其透水性較大。因此，雨季表面水有可能透過瀝青面層進入基層和底基層，也可能從兩側路肩或路面與路肩的結合處以及中央分隔帶緣石（通常是預制混凝土塊）與路面結合處透入路面結合層中。如果瀝青面層產生了裂縫，表面水更將從裂縫透入路面結構層中。在地下水位接近地表的地段，特別在路基填土不高時，地下水可通過毛細作用進入路面結構層；在冰凍地區，由于冬季水分重分布的結果，路基上層和路面底基層都可能處于潮濕或過分潮濕狀態。瀝青面層雖不是完全不透水的，但卻能阻礙路面結構層和土基中的水分蒸發。調查試驗表明，水分從瀝青面層蒸發出來，要比透進去困難得多，慢得多。

??? 水泥混凝土路面面板，由于橫縫、縱縫及脹縫的存在，盡管廣泛采取填縫料灌縫密封，但事實上表面水不可避免地沿縫進入基層、底層甚至路基。通常情況下，水進入基層頂面，并滯留在那里，在高速行車作用下產生高壓水，對基層頂面產生沖刷，致使板下脫空、碎裂、斷板。

??? 進入路面結構層的水（包括氣態水）能使含土較多、土的塑性指數較大的基層或底基層材料的含水量增加及強度大大降低，從而導致瀝青路面過早破壞，或剛性路面損壞。在冰凍地區，這種水造成的危害更大。因此，必須用水穩性好的材料做路面的基層和底基層。

??? 就各種基層材料的水穩性而言，水泥粒料的水穩性最好，石灰粉煤灰粒料次之，細土含量多且塑性指數大的級配碎石和級配礫石的水穩性最差。水泥處治粒料及石灰處治粒料土的水穩性隨其中細土含量的增加及其塑性指數增大而降低。

??? 必須特別注意，在確定基層材料的強度時，必須考慮表面水不可避免地要進入基層的最不利情況。

??? 用于冰凍地區，特別是重冰凍地區的路面基層材料還應該有足夠的冰凍穩定性。

??? 在冰凍地區，在地下水位接近地表或路基兩側有長期積水的情況下，如果路基填土高度不大，在冬季土路基中會發生水分重分布，在0—3℃溫度下，長期滯留水的土層會形成嚴重的聚冰現象，土層會有很多冰晶體，甚至冰夾層。這層土常稱做路基中的聚冰帶。到春融期間該聚冰帶化凍時，土層變得過分潮濕，使土基的強度急劇下降。如果在這種可能變得過分潮濕的土基上（例如含細土較多的粒料土、石灰土、水泥土等）直接鋪筑與土基相接觸的路面結構層的材料，將產生明顯的毛細水作用。在這種材料層內也會發生水分重分布現象。如這些材料層又位于冰凍深度范圍，在這些材料層內也可能發生聚冰帶，到春融化凍期間，這些材料層強度也會明顯下降，導致路面整體承載能力明顯下降，甚至發生破壞。

??? 在冰凍地區，當石灰土用在過分潮濕路段時，常發生路面破壞，就是因為石灰土的冰凍穩定性不好。因此，在冰凍地區的潮濕路段上，在路面的底基層或基層內有可能產生聚冰帶時，應該采用冰凍穩定性好的材料。各種粒料、含土少的粒料土、結合料穩定粒料和穩定粒料土都是冰凍穩定性好的材料。在冰凍地區的潮濕路段上，當只能使用

石灰土時，應采用隔水措施，使冰凍期間水分不會明顯進入石灰土層中。

??? 特別注意，在重冰凍地區，即使在干燥路段上，石灰土和水泥土，特別是劑量不足或強度達不到要求的上層石灰土和水泥土，經過冬季的冰凍作用，其強度也會明顯降低。

3、?? 有足夠的抗沖刷能力

?? 隨著交通量和汽車載重量的增加，對路面基層材料提出了新的抗沖刷的要求。

（1）沖刷唧漿現象

??? 國內外的調查研究表明，基層材料的沖刷及由之而產生的唧漿現象是經常存在的。

??? 前面已經說明，表面水會通過多種途徑進入瀝青路面結構層內，同樣也會進入水泥混凝土路面結構層內。如果進入的水不能及時排出，而是停留在面層與基層的交界面上，就會使得基層局部潮濕甚至接近飽和。例如，從瀝青面層的裂縫進入的自由水，往往使裂縫附近的基層材料過分潮濕，特別是面層裂縫下無機結合料穩定基層也開裂的情況，基層裂縫中往往充滿自由水，在行車荷載作用下，路面結構層內或基層材料中的自由水會產生相當大的水壓力。這種有壓力的水會沖刷基層材料中的細料。一次沖刷的量是很小的，在行車荷載作用下反復多次沖刷，就會積少成多，在裂縫中形成細料漿，細料漿被逐漸擠壓擠出裂縫，形成瀝青面層上裂縫處的唧漿現象。顯然，路面結構層內自由水產生的水壓力隨行車荷載的增加而增加，同時沖刷量隨行車反復作用的次數而增加。因此，在輕交通道路上不易發生的沖刷唧漿現象，在重交通道路上就容易發生。

??? 行車荷載在路面結構層內引起的水壓力是非常大的，它不但可以沖刷級配集料基層中的細料，而且可以沖刷石灰穩定基層材料中的細料。雖然水泥穩定基層材料的7天齡期無側限抗壓強度超過2MPa，但只要原集料中含有較多的細料（特別是小于0.075mm的顆粒），仍然會產生沖刷現象。

??? 半剛性基層瀝青路面的唧漿現象，多雨地區較為常見，在干旱地區也有發生。我國的高速公路瀝青路面幾乎全部采用水泥穩定級配集料或石灰粉煤灰穩定級配集料做基層，沖刷唧漿現象是一些高速公路瀝青路面早期損壞的主要現象之一。無論是多雨地區，還是干旱地區都有，一般都在雨后發生。

??? 水泥混凝土路面的混凝土面板下的基層同樣會產生沖刷現象。70 年代以來，我國各省，特別是水泥混凝土路面較多的省份，如浙江、安徽、湖南、廣東等都有類似情況，在混凝土板的接縫處由于板在行車作用下的泵吸作用造成唧漿現象，由于唧漿使混凝土板的邊、角脫空而造成邊、角斷裂。為了避免這種現象，改善水泥混凝土路面的使用性能和延長其使用壽命，現在普遍地采用水泥穩定碎石集料或水泥穩定礫石集料作為混凝土面的基層。

?(2)影響沖刷程度的因素

??? 基層的沖刷程度與進入路面結構的水量大小有很大關系。進入的水愈多，沖刷程度愈大。沖刷程度還與基層材料本身有很大關系，對于未處治的級配集料來說，集料中小于0.075mm的粉粒與粘粒愈多，沖刷愈嚴重。對于無機結合料處治基層材料，穩定細粒土的沖刷最嚴重；穩定粒料土（中粒土或粗粒土）的沖刷程度隨集料中0.075mm以下的顆粒含量而變，細料含量愈多，沖刷愈嚴重。對于同一種穩定粒料土而言，其沖刷程度隨水泥劑量增加而減少，水泥劑量在4%～5%以上時，抗沖刷能力大幅度提高。

??? 無機結合料處治材料用做基層時的沖刷問題是多個因素綜合作用的結果，因此，它不是絕對的。對于穩定細粒土，也并不是必然會產生沖刷和唧漿現象。如果其組成設計合適，施工質量好，施工后經過夏季高溫天氣強度形成得好、強度得到充分發展，氣候較干燥（雨量不大）以及交通量不大等有利因素綜合在一起，即使是開裂嚴重的薄瀝青面層，也不一定產生明顯的唧漿現象。

(3) 提高基層抗沖刷性的措施

??? 為了提高高等級道路上路面基層的抗沖刷性能，應采取以下措施：

1.在采用水泥穩定粒料基層時，粒料的級配應依照基層施工規范中規定的級的碎石或級配礫石基層的集料級配范圍而定，同時限制集料中小于0.075mm的顆粒含量不超過5%（有塑性指數）或7%（無塑性指數）。

2.在采用石灰粉煤灰粒料基層時，混合料中粒料的比例應是80%~85%，同時粒料需具有良好的級配，且其中小于0.075mm的顆粒含量應等于0。

3.在采用石灰穩定級配粒料土或石灰土穩定級配粒料時，混合料中粒料的比例應接近85%。

4、?? 收縮性好

??? 對于高等級道路上的基層，特別是半剛性基層，還應該要求其收縮性小。半剛性材料的收縮性包括兩個方面，一是由于水分減少而產生干縮的程度，二是由于溫度降低而產生溫度收縮的程度。

（1）? 干縮的影響

??? 干縮性大的半剛性材料基層鋪成后，在鋪筑瀝青面層前就可以產生干縮裂縫。例如，石灰土、水泥土或水泥石灰土基層碾壓結束后，如果不及時養生或養生結束后未及時鋪筑瀝青封層或瀝青面層，只要曝曬2~3d就可能出現干縮裂縫。隨曝曬時間增長，裂縫會越來越嚴重，將基層表面切割成數平方米大小的小塊。即使是用干縮性小的石灰粉煤灰粒料和水泥粒料鋪筑的基層，在養生結束后，如曝曬時間過久（時間長短隨各地當時的氣候條件而變），也會產生一般間距為5~10m的橫向干縮裂縫。就各種半剛性材料的干縮裂縫而言，主要是橫向裂縫，大部分間距是3~10m也有少數縱向裂縫，縫的頂寬約0.3~0.5mm。這種裂縫危害性最大。在瀝青路面使用過程中，在某種條件下，裂縫會逐漸向上擴展并通過瀝青面層出現在表面，或在某種條件下，基層的裂縫會促使瀝青面層表面先開裂，并逐漸向下擴展與基層的裂縫相連。由這兩種方式形成的瀝青面層的裂縫都俗稱“反射裂縫”。因此，在鋪筑瀝青面層前，采取措施防止半剛性基層開裂是個十分重要的問題。

??? 但是，如果施工碾壓時的含水量偏大，即使已鋪上一層或兩層（6~12cm）瀝青面層，在旱季或冬季基層也可能產生干燥縮縫，同時將瀝青面層拉裂或很快反映到瀝青面層上。

??? 就半剛性材料的干縮性而言，穩定細粒土的干縮系數大于穩定中粒土和穩定粗粒土的。在穩定細粒土（如水泥土和石灰土）中，穩定塑性指數大的粘性土混合料的干縮系數大于穩定塑性指數小的粉性或砂性土混合料的干縮系數。此外，石灰粉煤灰土的干縮系數小于石灰土和水泥土的干縮系數。在穩定中粒土和粗粒土時，穩定粒料土的干縮系數大于穩定不含細土的粒料的干縮系數，而且細土的含量愈多，混合料的干縮系數愈大。

（2）? 溫縮的影響

??? 半剛性基層內部的溫度變化和溫差會產生溫度應力。在冷的季節，半剛性基層表面的溫度低，基層的頂部會產生拉應力；在暖和的春季，半剛性基層底部的溫度低（特別在薄瀝青面層的情況下），在基層的底部可能產生溫度應力（拉應力）。這個拉應力與行車荷載在基層底部產生的拉應力相結合，會促使基層底面開裂。因此，半剛性基層材料的溫度收縮特性（或程度）對瀝青路面，特別是薄瀝青面層的開裂有重要影響。

??? 不同半剛性材料的溫縮性質有很大差異。石灰土、水泥土和石灰粉煤灰土等穩定細粒土的溫縮性（包括溫縮系數和溫縮應變）最大。但是，除非在日溫差大的地區，通常即使是穩定細粒土基層，如在養生過程中或在養生后能較及時地鋪筑瀝青面層，在正常溫度下就不致產生溫縮裂縫。但是，半剛性基層，即使是溫縮性最小的水泥穩定粒料和石灰粉煤灰穩定粒料基層，較長時間的裸露或在上僅有一薄的瀝青封層，會受到日溫差產生的溫度應力的反復作用。此溫度應力與基層頂面產生的干縮應力相結合，更容易引起半剛性基層開裂。在冰凍地區，暴露的半剛性基層過冬，容易受到負溫度作用而開裂。溫縮性大的基層材料更是如此。此外，在冬季，裸露的溫縮性大的半剛性材料層受到水和反復凍融的作用，其上層還容易凍脹變松?；鶎右坏╅_裂，在其上鋪筑瀝青面層后，就容易在瀝青面層內形成反射裂縫或對應裂縫。因此，在基層養生結束后，應立即鋪筑瀝青面層。

??? 在重冰凍地區，溫縮性大的半剛性材料基層上為薄或較薄的瀝青面層時，由于這種基層材料的溫縮系數明顯大于瀝青混凝土的溫縮系數，在冬季氣溫急劇降低時，半剛性基層會產生溫度收縮裂縫。半剛性基層一旦開裂，在持續低溫或又一次降溫的過程中，半剛性基層的裂縫張開很容易將瀝青面層拉裂并形成反射裂縫，從而增加瀝青面層內裂縫的總數。半剛性基層材料的剛性越大，鋪筑半剛性基層時的溫度與冬季溫度之間的差別越大，半剛性基層就越容易產生溫度裂縫，裂縫的間距也就越?。磫挝婚L度內的裂縫數量多），縫的開口也越寬。

??? 半剛性基層混合料的溫縮系數小于瀝青面層材料的溫縮系數，由于基層所遭受的負溫度和溫度變化（溫度梯度）明顯小于面層所遭受的溫度變化，特別在瀝青面層較厚的情況下更是如此，基層往往不會率先開裂。

??? 目前，我國高等級道路上的瀝青面層一般都厚8~15cm，有的甚至厚20cm以上。如果能選用適宜的半剛性材料（如水泥粒料和二灰粒料等）做基層，就可能避免在路面使用過程中半剛性基層先于瀝青面層產生溫度收縮裂縫。

??? 半剛性基層材料溫縮性的大小大致與其干縮性的大小有相同的規律，即：穩定細粒土的溫縮系數明顯大于穩定中粒土和穩定粗粒土的溫縮系數；石灰粉煤灰土的溫縮系數明顯小于石灰土的溫縮系數；穩定粒料土的溫縮系數明顯大于穩定不含細土的粒料的溫縮系數，而且中粒土或粗粒土中細土含量愈多，混合料的溫縮系數愈大。

5、?? 有足夠的平整度

?? 基層的平整度對薄瀝青面層的平整度有十分重大的影響。薄瀝青面層的平整度取決于基層的平整度。

??? 基層的平整度對較厚瀝青混凝土面層的平整度的影響雖不如對薄瀝青面層的影響那么大，但基層的不平整會引起瀝青混凝土面層厚薄不勻，使瀝青面層在使用過程中的平整度降低較快，并導致瀝青混凝土面層產生一些薄弱面。它會成為路面使用期間產生溫度收縮裂縫的起點。因此，基層的平整度對較厚瀝青面層的使用性能也有很重要的影響。

6、?? 與面層結合良好

?? 面層與基層間的良好結合，對于瀝青面層的使用質量是非常重要的。與不結合的情況比較，它可以減少面層底面由于行車荷載引起的拉應力和拉應變（一般情況下可減小50%以上，有時甚至可減小到1/4），它還可以明顯減小由溫度變化引起的瀝青面層內的拉應力和拉應變?；鶎优c面層良好結合可以使薄瀝青面層不產生滑動、推移等破壞。為此，基層表面應該穩定并且具有一定的粗糙度，表面還應該結構均勻，無松散顆粒。對于無機結合料處治基層，不應有局部松散不結合的情況?；鶎由系木植克缮⒊Ｊ菫r青面層碎裂破壞的禍根。含有石灰土或石灰粉煤灰的穩定粒料基層表面，應使粒料顆粒外露，在噴灑透層或粘層瀝青前，應將表面的浮塵及粒料顆粒表面的薄層石灰粉煤灰或石灰土掃除；級配碎（礫）石基層表面不能有薄層砂土；無機結合料處治基層的表層不應有薄層找補，薄層找補往往是薄瀝青面層在使用過程中產生推移破壞的根源。

??? 高等級公路上和其它等級公路上的石灰粉煤灰穩定級配集料基層和石灰土級配集料基層在竣工后表面往往有一薄層石灰粉煤灰或石灰土覆蓋，這種薄面細料通常與其下整體結合不好，即使在有透層瀝青或下封層的情況下，它實際上也妨礙瀝青面層與基層間的粘結。開放交通后，雨水一旦浸入，此薄層細料容易形成漿，導致產生唧漿現象并使面層與基層脫開。

三、高速公路基層施工技術和工藝特點

????? 據統計我國90％以上的高等級公路瀝青路面基層和底基層均采用了半剛性材料。半剛性基層已經成為了我國高等級公路路面基層的主要類型。半剛性基層是指用無機結合料穩定土類材料鋪筑的一定厚度的基層。按其組成結構狀態可分為均勻密實結構、懸浮密實結構、骨架密實結構和骨架空隙結構等四種類型。

??? 下面以半剛性基層水泥穩定碎石（砂礫）基層施工工藝為例進行說明：

1、施工準備

?? （1）材料。水泥穩定碎石(砂礫)混合料的質量應符合有關設計和規范標準的要求，水泥穩定碎石(砂礫)混合料要求為廠拌混合料。

??? （2）主要機械、檢測設備。攤鋪機、鏟車、振動壓路機、自卸汽車、水車、膠輪壓路機、三輪壓路機、水準儀、經緯儀、全站儀、彎沉儀、鉆芯機、靠尺等。

??? （3）作業條件。待施工路段盡量封閉交通。施工前，對待施工的路床應進行檢查，有積水坑槽、彈軟、松散等現象要及時處理，并且整段進行復壓（無論是否存在缺陷）。應該平整、堅實，各項檢測指標必須要符合有關的規定?；謴椭芯€，直線段每隔20m要設一中樁，平曲線段每隔10m要測設一個中樁，同時必須測放攤鋪面寬度，并且在攤鋪面上每側200~500mm安放中墩同時測設其高程。攤鋪應采用雙基準線控制，基準線可以采用鋼絲繩或鋁合金導梁，高程控制樁間直線段宜為20m，曲線段宜為10m。當采用鋼絲繩作為基準線時，應該注意緊張度，200m長鋼絲繩緊張度不應小于1000N。

?

2、施工工藝

??? 水泥穩定碎石（砂礫）施工流程圖：

（1）材料的質量控制

水泥穩定碎石基層這種結構對原材料要求較嚴，嚴把材料質量關是保證工程質量的基礎和重要環節。水泥穩定碎石路面基層的原材料主要有水泥、粗集料、細集料、礦粉。水泥應選用初凝時間3h以上和終凝時間較長（宜在6小時以上）的低標號水泥（為325），且不應采用快凝水泥、早強水泥以及已受潮變質的水泥。各項技術指標應滿足技術規范的要求，水泥初終凝時間是確定水泥穩定碎石的施工控制時間的重要依據。粗集料的質量控制指標主要是根據結構層性能決定的碎石壓碎值和顆粒組成，確定出碎石的強度和級配，石料的壓碎值不超過30%，磨耗值不超過35%。細集料主要是控制好石屑的顆粒組成和摻加量，保證級配連續。為了把好原材料質量關，應需加強對各類原材料的料源進行提前確定和檢查，在使用過程中按規定頻率抽樣檢驗，不合格的材料一律清退出場。通常適合于飲用的水，均可拌制和養護水泥穩定碎石。如對水質有疑問，要確定水中是否有對水泥強度發展有重大影響的物質時，需要進行試驗。從水源中取水制成的水泥砂漿的抗壓強度與蒸餾水制成的水泥砂漿抗壓強度比，低于90%者，此種水不能用于水泥穩定碎石的施工。

（2）配合比設計

試驗室經過一定數量的原材料試驗和混合料制成試件進行無側限抗壓強度試驗，確定了混合料的配合比及最大干密度和最佳含水量，以后就靠拌合設備的配料準確。配料準確是保證水泥穩定碎石內在質量的關鍵環節。配料準確的基本前提是兩種原材料要合格。通過對工程實際應用的礦料分別進行篩分試驗和測定其相對密度，根據各種礦料的顆粒級配和計算用量比調配出合理的級配曲線。由于水泥劑量對干縮性的影響，隨集料平均粒徑的增大而減少，集料平均粒徑越大，水泥劑量對干縮性的影響越??；在相同條件下，水泥穩定碎石中粗粒土的收縮性較細粒土的收縮性要小得多；對大多數土混合料而言，隨水泥劑量的減少，收縮性逐漸減少，并達到最小值，隨水泥劑量的增加，收縮性逐漸增大，水泥劑量過大，同樣會產生收縮裂縫。配料準確的施工過程為：碎石的級配要嚴格控制，在粗集料中單個顆粒最大粒徑不應超過37.5mm；水泥穩定碎石混合料的比例也要嚴格控制。即通過一定料斗門開啟高度下的給料皮帶機電機轉速比實現既定的混合料比例，具體調試時，碎石比例宜控制在80%～85%之間。根據不同設計強度的要求，確定水泥用量，確定各種混和料的最佳含水量、最大干密度，以此初步確定各料倉的供料比例。應考慮各地材料性能不同而引起的差異，注意混和料的強度應能滿足7d鉆芯取樣檢測完整的要求。拌和站根據施工配合比施工，由于水穩含水量本身較少，氣溫對其含水量影響較大，試驗室人員要根據氣溫的具體情況進行調節。具體如下：

?

氣候條件	晴天：溫度<24度	晴天：溫度>25度	陰天：溫度<24度
施工含水量和最佳含水量相比	高1.0個百分點	高1.5個百分點	高0.5個百分點

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上述施工含水量的調節已考慮了拌和料裝卸、運輸、攤鋪、碾壓過程中水分損失。

3、混合料的拌合

在水泥穩定碎石混合料拌和過程中，均勻性是影響水泥穩定碎石結構強度的關鍵因素?；鶎铀喾€定碎石必須采用集中廠拌混和料，混合料的拌制可從以下方面控制：

（1）廠拌設備的選擇

拌和設備的性能決定了混和料的配料精度和均勻性，應選用帶有電子計量裝置的高性能穩定土拌和機，以保證混合料的級配符合配合比要求，保證拌和料的穩定性。

（2）水泥劑量控制

水泥的用量對水泥穩定碎石基層質量起著關鍵作用，劑量太小，不能確保水泥穩定碎石施工質量，而且水泥穩定碎石強度也不能滿足承載力要求，而劑量太大，既不經濟、還會使基層的裂縫增多、增寬，從而引起面層相對應的反射裂縫?？紤]施工時各種損耗，工地實際采用的水泥劑量應比室內試驗確定的劑量增加0～0.5%，以確保水泥穩定碎石基層的質量，但應控制不超過6%，以減少混和料的收縮性。

（3）含水量控制

根據路面基層施工技術規范及國內外施工經驗，一般情況下拌和含水量應比最佳含水量略高0.5%～1%，若氣溫較高或運輸距離較長時應高1%～2%，以彌補混和料運輸、攤鋪和碾壓過程中水分的損失。含水量過大，既會出現“彈軟”、“波浪”等現象，影響混和料可能達到的密實度和強度，也會增加混和料的干縮性，使結構層容易產生干縮裂縫。含水量過小，混和料易松散，不容易碾壓成型，也會影響混和料可能達到的密實度和強度。施工過程中要根據氣溫情況及運輸距離及時調整含水量的大小，根據規范、經驗及現場攤鋪碾壓的效果確定。

4、混合料的運輸

??? 運輸環節的質量控制往往不被重視，實際在運輸階段，如果不采取措施，也會使混合料的性能受到影響，主要應采取下列措施來控制運輸環節的質量：

（1）降低貯料倉與運輸車之間的高度并且在裝車時，指揮車輛向前分四次移動，減少混合料離析。

（2）運輸車輛在每天開工前，應檢驗其完好情況，裝料前應將車廂清洗干凈。運輸車輛數量應滿足拌和出料與攤鋪需要，并配有備用車輛。

（3）對混合料采取全運輸過程覆蓋，以減少混合料表面水分的蒸發。當車內混合料運到工地時已超過水泥初凝時間，應予以廢棄。

（4）嚴格控制運輸車裝載重量，減少施工中超載對路面結構的損害。

（5）嚴格限制運輸車行駛速度，減輕對未完工作面的磨損。

5、混合料的攤鋪

施工前采用灑水車對路面下基層灑水，使其表面濕潤。

??? 嚴格按層厚和高程，調整控制好傳感器臂與控制線。最大壓

實厚度不宜大于20cm，當壓實厚度大于20cm 時應分二層攤鋪。

??? 攤鋪機的起步在整個攤鋪過程中是技術性最強, 要求最高, 難度最大的工作, 起步的好壞關系到接縫的平整度、壓實度和連接質量。特別是整條路段鋪筑得愈平整, 接縫的質量顯得愈重要, 因此攤鋪機起步對整條路段的鋪筑具有重要作用。

??? 攤鋪機起步時應在熨平板的中部, 和靠近兩邊1 /3處墊雜木板, 供起步之用, 木板的厚度應根據松鋪系數和攤鋪厚度確定, 由于路基頂面高程的變化和鋪層厚度在攤鋪過程中的調整, 該厚度為切縫墊板處的實測厚度。計算公式見式：

△? h = ( r - 1) ×h

式中：△h為墊板厚度；

?????? r為松鋪系數，一般為1.20~1.35；

?????? h為測點鋪層厚度

??? 攤鋪機行走時，先傳送穩定拌和料，再走行攤鋪，運送拌和料的車輛向攤鋪機料斗內卸料時，嚴禁后車輪在倒車時撞擊攤鋪機，運料車輛應距攤鋪機料斗10cm，由攤鋪機向前頂靠住汽車后輪，再起斗卸料。

??? 攤鋪機應連續攤鋪，攤鋪速度宜控制在2～3m／min。

??? 施工中采用兩臺攤鋪機梯隊作業，兩臺攤鋪機保持5～10m的距離。一前一后應保證速度一致、攤鋪厚度一致、松鋪系數一致、路拱坡度一致、振搗頻率一致等，作到攤鋪接縫平整，當接縫出現不平整時，旁候民工立即進行處理。

攤鋪5～8m時，立即檢查攤鋪面標高和橫向坡度，不符合設計要求時，應適當調整熨平板高度和坡度，直到合格，再繼續攤鋪；正常施工時，攤鋪機每前進10m，隨車檢測人員檢查一次攤鋪面標高、坡度；專配有2～3個工人跟在攤鋪機后面，及時消除粗細集料離析現象。對于粗集料“窩”和粗集料“帶”，要均勻添加細集料，并拌和均勻；對于細集料“窩”要添加粗集料，并拌和均勻。

??? 攤鋪機一旦開始攤鋪，不能無故中斷，如因故中斷時間超過2小時，攤鋪機要駛離混合料末端，壓路機進行碾壓，末端采取橫縫處理方法進行處理。

6、混合料的碾壓

??? 良好的壓實是基層最終完成工程實體、實現設計意圖的關鍵，可以說良好的壓實與基層強度、抗形變、抗沖刷能力密切相關。壓實質量的好壞與路面使用質量是密不可分的，為確保壓實質量，主要采取以下措施：

??? 每臺攤鋪機后面，應緊跟振動壓路機、輪胎壓路機和震動壓路機進行碾壓，一次碾壓長度宜為50 m～80 m。碾壓段落應層次分明，設置明顯的分界標志，有專人指揮。

碾壓順序，先穩壓（初壓）→弱振（復壓）→強振（復壓）→穩壓（終壓），壓至無輪跡為止。直線和不設超高的平曲線段，由路肩向路中心碾壓，設超高的平曲線段，由低的一側向高的一側碾壓。碾壓時，應重疊1/2輪寬，后輪必須超過兩段的接縫處。

??? 初壓一般為由膠輪壓路機碾壓1～2遍，碾壓速度要控制在1．5～2Km；復壓采用鋼輪振動壓路機，一般碾壓4～6遍。碾壓速度應控制在2～3Km／h為宜；終壓時，采用輕型壓路機，靜壓1～2遍。碾壓速度應控制在3～5Km／h為宜。在按試驗段所確定的碾壓遍數碾壓完成后，應立即檢測壓實度。若壓實度未達到規定的壓實度，要繼續碾壓，直至壓實度合格為止?；旌狭蠅簩嵑蟊砻嬉笃秸?，無輪跡或隆起、裂紋搓板或起皮松散等現象。

??? 壓路機倒車換擋要輕且平順，不要拉動混合料，在第一遍穩壓時，原路返回，在已壓好的段落上換擋。嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上調頭或急剎車，保證基層表面不受破壞。

??? 碾壓過程中，如有“彈簧”、“松散”、“起皮”等現象要及時進行處理。對嚴重彈簧現象，采取立即挖除重新回填處理；對松散、起皮現象，采取摻和細料混拌再進行灑水并碾壓。

??? 碾壓完成后用灌砂法檢測壓實度。要符合設計要求。

壓實 遍數	第二遍弱振	第三遍強振	第四遍強振	第五遍強振	第六遍消輪跡
平均壓實度	92.5	94.8	97.5	?	?

7、橫縫設置

??? 水泥穩定碎石混合料攤鋪時，應連續作業，如因故中斷時間超過2h，則應設橫縫；每天收工之后，第二天開工的接頭斷面也要設置橫縫。

??? 橫縫應與路面車道中心線垂直設置，接縫斷面應是豎向平面?；鶎幽雺和戤?，壓路機沿端頭斜面開到下承層上停機。下一段落施工前再將壓路機沿斜面行駛到施工完畢的基層上；用尺定出接縫位置，沿橫向斷面垂直挖除坡下部分混合料，清理干凈后，攤鋪機從接縫處起步攤鋪；壓路機沿接縫橫向碾壓，由前一天壓實層上逐漸推向新鋪層，

碾壓完畢再縱向正常碾壓；碾壓完畢，接縫處縱向平整度應符合規范規定要求。

8、養護

??? 碾壓成型后，必須有一段養生時間，使水泥穩定底基層、基層表面保持濕潤，防止水分蒸發，以保證水泥充分發揮作用，使得基層形成良好的強度，根據氣候特點，應采用塑料薄膜或土工布覆蓋養生，以保持基層表面的濕潤。為防止風破壞覆蓋物后使基層表面局部干燥，派專人檢查養生情況，及時補水并且加蓋養生覆蓋物，維持養生期內基層表面保持濕潤。在每段基層碾壓結束壓實符合要求后，立即進行覆蓋。養生期間派專人進行交通管制，限制重型車輛通行。

9、季節性施工

??? 雨期施工?；鶎邮┕び昶跁r應隨時掌握天氣變化的情況，降雨前應停止施工，降雨后腰對進場混合料的含水量加強監測，以保證攤鋪混合料的含水量適當。應特別注意施工前排除下承層積水。2)雨期施工?；鶎邮┕r，若氣溫低于5 時不宜進行水穩基層施工，另外，在重冰凍期(一3℃—5℃)之前半個月到一個月，要停止水穩基層施工，否則必須要有妥善的保溫措施。

??? 在基層施工實施過程中，需細化各工序質量控制，抓住每一道工序質量控制要點，最終優質完成基層實體，保證基層施工質量。

10、施工中容易出現的質量問題及對策

（1）基層、底基層強度達不到設計要求，整體性差，鉆芯時取不出完整芯樣。其原因有：水泥、石灰等結合料質量不合格，或者摻量不足；雖然結合料摻量符合要求，但集料級配與配合比設計時出入較大；混合料拌和、攤鋪不均勻，造成離析，影響強度和整體性；延遲時間太長，造成強度和干密度損失嚴重；壓路機噸位不足，壓實遍數不夠或混合料含水量不當壓實困難；養生不到位，強度增長慢；交通管制不嚴，使基層早期受到重載作用。

預防措施有：使用檢測合格的原材料，已變質的材料杜絕使用；檢校計量器具，對結合料、集料、水等進行準確的計量，加水量以混合料含水量比最佳含水量大1%~2%為宜；從碎石加工的源頭進行控制，確保進場碎石級配符合要求；拌和時間足夠保證拌和均勻，攤鋪機螺旋槳距地面高度適宜，在攤鋪機后設專人消除粗細集料離析現象；合理組織施工生產，各種設備狀態良好，在規定時間內壓實完畢；

采取正確的壓實工藝并嚴格落實，安排責任心強的人對壓實工序全過程監督，發現問題及時督促解決；按規范要求加強養生，嚴格交通管制。

（2）基層、底基層厚度達不到設計要求。而厚度直接影響基層（底基層）的承載能力，是一個十分重要的指標。厚度不足的原因有：人為故意因素：偷工減料； 所確定的松鋪系數有誤；攤鋪基準線設置有誤、基準線受到碰撞發生變化但沒有被發現；下承層標高高出設計，未將高出的下承層料刮除；擅自改變了攤鋪機的工作參數，如夯錘振動頻率。

預防措施：加強質量教育，通過技術進步和提高管理水平實現經濟效益，杜絕投機取巧、偷工減料事件的發生；試驗段確定松鋪系數時方法要正確：所布置的觀測點位要具有代表性，觀測數量要足夠以便于統計分析，兩組人同時觀測進行對比；技術員抄平計算經過復核后再使用，專人檢查攤鋪斷面兩側各50m范圍內的基準線有無碰撞，有變化時通知技術員重新敷設基準線；將下承層超出設計標高的部分刮除；認真執行試驗段總結的攤鋪工藝和施工參數，夯錘振動頻率、攤鋪機行走速度等參數（它們與松鋪系數息息相關）嚴禁隨意更改。

（3）基層（底基層）平整度不符合規范要求而基層的平整度直接影響著瀝青路面的厚度和平整度，平整度達不到規范要求的原因有：下承層標高和平整度不符合要求，導致基層施工時不同的壓實厚度卻采用相同的松鋪系數，使平整度不理想；拌和站供料不足，導致攤鋪機攤鋪不連續；攤鋪機攤鋪速度不均勻，忽快忽慢；卸料車撞擊攤鋪機；碾壓方法不當；施工接縫處理不當。

防治措施：下承層嚴格按規范施工，使標高、平整度、橫坡符合要求，避免高低不一使基層（底基層）攤鋪厚度不一致，壓實后平整度不達標；穩定土拌和站生產能力與攤鋪機攤鋪速度要相匹配，并配置足夠的運輸車輛，保證攤鋪機前至少有兩輛以上車等待卸料；在拌和站供料速度均勻的情況下，控制穩定土攤鋪機在攤鋪過程中以一種速度勻速前進，不可忽快忽慢，攤攤停停。專人指揮運料車在攤鋪機前15~20厘米處停車，嚴禁撞擊攤鋪機。碾壓時連續進行，中途盡量不停頓，行走順直。嚴禁壓路機在完成的或正在碾壓的路段上調頭、急轉彎、急剎車和猛然改變行走速度，保證穩定土層表面不受破壞。

四、質量保證措施

1、施工前加強對原材料試驗檢測，確保原材料質量符合規范要求。

2、經常性對拌合設備進行維護檢測，保證拌合混合料的質量。

3、拌合料必須經取樣檢測水泥劑量合格才能運至工地使用。

4、為了保證厚度，施工前必須先對現場的墊層高程進行復檢，如果局部出現超高現象，必須進行有效處理。

5、施工松鋪厚度必須經常核實，出現偏差及時調整，保證攤鋪厚度。

6、為了保證施工質量，必須嚴格控制底基層和基層的施工時間在三小時半內。同時為了避免攤鋪機等料情況，根據施工的距離調整好自卸車數量。

7、第一層經碾壓后檢測壓實度合格，馬上上第二層，相隔時間不能超過初凝時間。鋪基層時要保證底基層表面濕潤。

8、每班次必須取樣進行無側限抗壓強度等試驗，并加強施工現場的水泥劑量，高程、厚度，壓實度、平整度、寬度的檢測，檢測分底基層和基層，兩層分別檢驗。并將檢測結果及時向現場施工人員進行質量反饋，以便不斷完善工程質量管理保證施工質量。

9、前場后場由專人負責管理混合料，嚴格控制好底基層和基層混合料的區分和控制，底基層的混合料拌合及使用結束，才能上基層混合料，超過初凝時間的混合料，將廢棄不能使用。

10、施工完畢及時對基層覆蓋養生7天以上并且封閉交通。

11、嚴格按照《公路路面基層施工技術規范》JTJ034-2000的規定進行施工及質量控制。

12、嚴格按照設計圖紙和技術規范要求施工。

五、文明施工

1、所有的工點駐地，整平后進行場地硬化，避免翻漿及塵土飛揚。

2、配備灑水車，對施工車輛經過的道路經常灑水滅塵。

3、施工現場兩側設立施工告示牌、導向牌、限速牌等，告知過路車輛行人安全通過。

六、安全生產保證措施

1、安全生產組織機構和管理

（1）、建立安全生產組織機構。項目經理部設安全生產管理小組，具體負責日常安全生產工作，制定各項安全生產制度，檢查督促各項安全措施的落實，設立專職安全員，負責安全工作。

（2）、所有進入施工場地的員工戴安全帽，不得穿拖鞋，技術工種持證上崗。

（3）、施工現場用電及各種電器設備的安裝使用，按供電部門的安全用電要求及有關規定執行，嚴禁違章用電。

（4）、施工現場設置施工圍欄隔離措施和醒目警告標志，確保行人車輛與施工互不干擾，保證施工和交通暢通。

（5）、全體施工人員遵守國家法律法規，遵守當地政府各種管理條例，遵守單位規章制度，做到群防群治，確保安全。

（6）、施工組織設計有針對性的安全技術措施，經技術負責人審查批準。

（7）、進行全面的針對性的安全技術交底，受交底者履行簽字手續。

（8）、建立定期安全檢查制度。有時間、有要求，明確重點部位、危險崗位。安全檢查有記錄。對查出的隱患應及時整改，做到定人、定時間、定措施。

2、施工機械的安全技術措施

（1）、各種機械操作人員和車輛駕駛員，取得操作合格證，派專人管理。

（2）、操作人員執行工作前的檢查制度和工作中觀察及工作后的檢查保養制度。

（3）、禁止酒后操作機械、機械帶病運轉或超負荷運轉。

（4）、禁止對運轉中的機械設備進行維修、保養等作業。

（5）、運輸車輛遵守交通規則。

（6）、加強對運輸車輛的維修保養，確保具有良好的工作狀態。

（7）、運輸車輛倒車及卸料時，設立專人指揮，且自卸車卸料時兩側5米范圍內禁止人員停留，避免卸料時運輸車傾倒壓傷人。

七、結論與展望

工程質量的形成是一個系統過程，貫穿于項目決策、工程設

計、工程施工、工程驗收各個階段。其中工程施工階段是工程質

量形成的重要階段之一，影響工程質量的因素很多，人員、材料、

機械、方法、環境都對工程質量的形成有著重要影響。只有緊抓方方面面的因素，落實各項控制要點，嚴把各個施工環節質量關，排除一切不利因素，將質量隱患消滅在萌芽狀態，建設優質工程、一流工程、精品工程。

參考文獻

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