水泥稳定碎石基层两层连铺施工工法.docx
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水泥稳定碎石基层两层连铺施工工法
水泥稳定碎石基层两层连铺施工工法
一、前言
1.1工法形成原因
永泰县城区三环路站前段道路工程全长2公里，设计等级为城市主干路，双向四车道，路面结构层由上到下依次为16cm厚沥青混凝土面层+20cm厚5%水泥稳定碎石基层+20cm厚3%水泥稳定碎石基层+15cm级配碎石底基层。
该工程位于城区，道路沿线平交口众多，受限于地理位置影响，新建道路施工期间无法改移其他施工便道，故施工过程中无法进行封闭施工，周围居民通行仍要经过施工现场。
水泥稳定粒料半刚性基层早期强度高，水稳定性好，但其在刚施工完，水泥还没有水化反应，强度低，需要不小于7d的养生期，养生期间严禁开放交通。
本工程共两层水泥稳定碎石基层，若按常规单层间隔摊铺法，仅养生期就达14d，严重影响周围居民通行，易引发投诉事件。
为尽可能缩短工期，降低对居民通行的影响，经业主、监理及施工三方沟通，水泥稳定碎石基层施工采用了两层连铺施工工艺。
通过采用水泥稳定碎石两层连铺施工工艺，大大压缩了施工工期，将对沿线居民的通行影响降到最低。
1.2技术鉴定
对采用两层连铺施工工法后水泥稳定碎石基层，安排外委检测单位对其各项指标（压实度、弯沉值、厚度）进行检测，其中通过钻孔取芯发现，芯样完整无松散现象，满足要求。
1.3技术可靠性证明
公司已施工完成的福清市外环路（清昌大道～瑞亭街至融宽环路段）道路工程已通车半年，通过半年来的持续观测，采用两层连铺施工的水泥稳定碎石基层强度及刚度均满足道路通行要求，质量可靠。
1.4工法应用及获奖情况
分公司在福清、永泰两个市政道路工程中均进行了实践应用，经过不断尝试、总结，形成了水泥稳定碎石两层连铺施工工法。
二、工法特点
水泥稳定碎石基层传统施工方法为单层间隔摊铺法，两层连铺施工工艺对比单层间隔摊铺法而言，有利于压缩工期，提前开放交通。
为得到更详细的参数，从工期、质量、安全、造价、设备投入等方面综合进行比较。
为保证数据对比的排他性和绝对性，采用两条市政道路（永泰县小汤山道路工程和永泰县三环路站前段道路工程）同时施工，共用一座拌合站（拥有两台同规格水稳拌和机），原材料、版和时间、运输等方面基本相同，对比结果详见下表：
对比项目
单层间隔摊铺法
两层连铺法
对比结果（两比单）
工期
摊铺2d+养生14d
摊铺1d+养生7d
工期节约8d
质量
经检测，两层水稳均合格
经检测，两层水稳均合格
质量均合格
安全
安全风险小，管理受控
安全风险小，管理受控
安全风险均较小
工程造价
材料费+机械台班费+人工费
材料费+机械台班费+人工费
仅考虑施工期间费用，两者相同
资源投入
1台摊铺机+1台压路机
2台摊铺机+2台压路机
单次投入设备多
社会效益
工期长，长时间影响周围居民通行
工期短，对居民通行影响小
社会反应好
综上可得，水泥稳定碎石基层两层连铺法对比单层间隔摊铺法而言，施工质量、安全、工程造价均无区别。
关键指标均合格情况下，两层连铺法比单层间隔摊铺法工期压缩达一倍。
三、适用范围
该工法广泛适用于各等级道路中水泥稳定碎石基层（两层水稳结构）施工，尤其适用于工程量大、工期紧施工项目。
四、工艺原理
单层间隔摊铺法施工原理为路面结构层逐层进行施工，上下基层分别进行水化反应，强度分别增长。
待下基层质量经检测满足要求后进行上基层施工。
两层连铺法施工原理为水稳结构层连续进行施工，待下基层压实度满足要求后即摊铺上基层，上下基层同时进行水化反应，强度同步增长，一次成型。
五、施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
5.2操作要点
5.2.1测量放样
施工前先采用木桩放设边桩，直线段每10m设一桩，在木桩上画出刻线，定出设计标高；然后在木桩邻近位置打设特制可调式钢桩作为摊铺边桩，在摊铺边桩上定出水泥稳定碎石基层虚铺标高，水泥稳定碎石基层虚铺系数为1.3，即水泥稳定碎石基层虚铺厚度26cm,在摊铺边桩上用钢丝纵向挂线。
辅助施工的人员不得擅自更改钢丝的高度和位置，一旦扰动要马上汇报测量人员，让测量人员立即对该处钢丝进行标高复核。
水泥稳定碎石基层施工标高控制
5.2.2基层混合料拌合及运输
为满足两层连续摊铺施工要求，水稳拌合站两台设备需同时启动，拌和前严格按照要求对计量系统进行标定，确保设备计量准确；拌合过程中，结合材料实际情况及时调整配合比。
严格控制混合料含水率，使混合料的含水量略大于最佳含水量，保证混合料运到现场摊铺后碾压时的含水量不小于最佳值。
由于两层混合料的配合比不同，因此在运输前将运输车辆分别做不同的标记，上、下基层的混合料分别用不同标识的车辆运输。
采用18t自卸车将拌合好的混合料运送到摊铺现场，运输过程中采用篷布覆盖水泥稳定碎石混合料，防止水稳料水分损失。
装车时应控制出料口与车厢的高度尽量小些。
卸料时运输车应前后中移动，分三次卸料，以减少卸料时离析现象。
5.2.3下基层摊铺及碾压
运输车辆卸料时设专人指挥，自卸车在摊铺前0.2-0.3m前停住，严禁撞击摊铺机。
摊铺机摊铺时，设专人检查、调整摊铺机标高调节器，在摊铺机后设专人消除粗细集料离析现象。
采用20t振动压路机进行碾压，含水率控制在最佳含水率正偏差1.5%内为宜，由两侧路肩开始向路中心碾压；碾压时，轮迹应重叠1/2轮宽，后轮必须超过两段的接缝处。
碾压遍数参照水泥稳定碎石典型施工确定参数，即1遍静压，3遍振压，2遍静压；碾压后表面应平整，无明显轮迹。
混合料从拌合到碾压完成不应超过3小时。
碾压过程中混合料表面应始终保持潮湿。
碾压时，不能在正在碾压或完成的路段上“调头”和急刹车。
初步碾压时局部低洼时，采用人工补料找平后进行碾压；严禁薄层贴补找平，出现个别拥包时配专人进行铲平处理。
水泥稳定碎石下基层摊铺及碾压
5.2.4上基层摊铺及碾压
下基层碾压完成经检测合格后立即进行上基层的摊铺，摊铺时两台摊铺机成梯队行进，两台摊铺间距控制在100-150m，摊铺速度与下基层一致。
摊铺上基层时，运输车辆要提前调头慢慢倒向摊铺机，禁止在碾压完成的下基层上急刹车或调头，运输车辆卸完料后平稳的驶离下基层。
上基层碾压过程同下基层碾压，碾压过程中。
水泥稳定碎石上基层摊铺及碾压
5.2.5养生
基层施工完毕后，覆盖土工布洒水潮湿养生，时间不少于7天，养生期内封闭交通。
5.3施工控制要点
水泥稳定碎石基层采取两层连铺工法时，为保证施工质量，所需掌握的关键因素有①拌合站生产能力；②机械摊铺效率；③拌合至碾压时间控制；④下基层成品保护；
5.3.1两台拌和机同时生产
将水泥稳定碎石两层连铺施工看作对单层间隔摊铺进行合并，两个单层在同一时间段内同时进行施工。
为保证混合料质量的稳定性，施工时需同时投入两台拌和机进行生产作业。
拌合站的生产能力，应结合摊铺机施工效率、运输距离和运输车数量综合确定。
按照水泥稳定碎石基层两层均为20cm厚（虚铺26cm），宽度8m，摊铺效率评价1.5m/min折合320T/h（虚方189m3/h），拌合时间忽略不计。
综上分析，拌合机选用WDZ500（水泥稳定碎石密度2.2T/m3）。
5.3.2配备足够的数量机械设备
两层连铺作为两条同时进行的生产线，每条生产线必须至少配备摊铺机1台、胶轮压路机1台、钢轮压路机1台以及满足摊铺需要的运输车，在摊铺、碾压作业过程中，机械设备不得相互调借。
机械设备在施工前需仔细检查设备性能，满足要求方可投入使用，同时过程中加强机械保养，降低故障发生率，保证施工平稳进行。
运输距离以拌合站为中心，运输距离2Km，运输车辆采用25m3渣土车，单趟运输时间10min，为满足摊铺机320T/h的需求，单个摊铺机需至少配备运输车辆数N=（189/25）/（60min/28min）=4辆，两台摊铺机同时作业配备运输车不少于8辆。
5.3.3施工时间控制
根据规范要求水泥稳定碎石基层混合料从拌合站拌合完成至碾压完成，总时间不得超过3h（取混合料的初凝时间与容许延迟时间较短的时间作为施工控制时间）。
水泥稳定碎石基层两层连铺施工时，为改善层间间隔，提高路面结构的整体性。
为此，上基层摊铺及碾压完成时间应控制相对应下基层混合料初凝前完成。
5.3.4下基层试验检测时间
水泥稳定碎石下基层主要检验项目为压实度及厚度，为保证检测的及时性，将压实度检测仪器就近存放在施工现场，便于随时进行压实度检测。
根据压实度数据指导现场施工，对不合格的点立即采取复压1-2遍，碾压后再次进行压实度检测，重复该过程，直至压实度满足要求。
5.3.5两台摊铺机施工控制距离
根据上文摊铺机摊铺效率为1.5m/min，混合料拌合并运至现场需10min，可摊铺长度约12m。
在不浪费压路机工效的情况下，尽可能的缩短碾压时间，考虑每摊铺24米进行碾压，碾压速度约30m/min，共计碾压6遍，碾压工序历时t=6×2×24/30=10min。
因此，下基层（24m）碾压完成共需时间T=运输+摊铺+碾压=10+16+10=36min。
同理，上基层完成首段24m水泥稳定碎石基层碾压历时也为36min，富余摊铺时间（以初凝时间3h为允许间隔时间）T1=180-36-36=108min,该富余时间可摊铺长度为L=108×1.5=162m，故在该情况下两台摊铺机最大间隔距离不得超过L1=24+162=186m。
5.3.6下基层成品保护
两层连铺施工时，两台摊铺机成梯队式前进，下基层作为上基层摊铺时的运输车通行平台，由于下基层水化反应尚未开始，强度不足，重车通行易破坏表面。
为减少运输车对下基层的破坏，需缩短运输车在下基层的通行距离，同时，严禁运输车在下基层表面掉头、刹车。
六、材料与设备
水泥稳定碎石两层连铺工法，在材料规格、技术指标、施工控制措施及外观要求方面与传统单层间隔摊铺法相同，不同处为两层连铺单次投入设备较多，单次投入设备情况如下表：
主要机械设备一览表
序号
名称
型号
数量
用 途
备注
1
稳定土拌和站
WDZ500
2套
水稳混合料拌和
2
装载机
ZL50
2台
拌合站上料
3
振动压路机
XG6203M
2台
碾压
4
胶轮压路机
XP301
2台
碾压
5
洒水车
7m3
1辆
养生
6
摊铺机
RP952
2台
混合料摊铺
7
自卸车
25m3
8台
混合料运输
七、质量控制
7.1工程质量标准
工程质量标准执行《城镇道路工程施工与质量验收规范》（CJJ1-2008）中第7.8.2项相关规定。
7.1.1主控项目
1）原材料质量检验满足本规范相关要求；
2）基层压实度应大于等于97%；
3）基层7d无侧限抗压强度符合设计要求；
7.1.2一般项目
1）表面应平整、坚实、接缝平顺，无明显粗、细骨料集中现象，无推移、裂缝、贴皮、松散、浮料。
2）基层偏差符合下表要求：
项目
允许偏差
检验频率
检验方法
范围
点数
中线偏位（mm）
≤20
100m
1
用经纬仪测量
纵断高程（mm）
±15
20m
1
用水准仪测量
平整度（mm）
≤10
20m
1
用3m直尺和塞尺连续量两尺，取较大值
宽度（mm）
不小于设计规定+B
40m
1
用钢尺量
横坡（mm）
±3%且不反坡
20m
2
用水准仪测量
厚度（mm）
±10
1000m2
1
用钢尺量
7.2施工质量控制措施
7.2.1建立完善的质量自检体系，以项目经理作为质量负责的第一责任人，下面设技术小组和质量检查小组，由项目总工负责两小组的工作安排，施工生产班组配备专门的质检人员，做到各负其责，责任到人。
7.2.2施工前对施工作业人员进行水泥稳定碎石施工技术交底，施工过程中发现问题及时进行总结。
7.2.3落实典型施工，通过典型施工总结施工参数，用于指导后续施工。
7.2.4加强对拌合站计量设备监管，施工前严格按要求进行计量标定，施工过程中定时进行校正。
7.2.5所有的材料进场或使用前应进行检查并取样送检，加强原材料的全过程管理，对不合格的材料坚决予以退场，不予使用。
7.2.6严格按照施工配合比拌和混合料，专人控制拌和混合料所用的水泥、砂、石子、石粉等原材料的质量，严格控制混合料的水泥剂量及含水量，保证拌合料的出机质量。
7.2.7施工前，对运输路径进行排查，确保水稳混合料运输过程中不发生停滞，一旦发生停滞需立即安排人员进行疏导交通，对于停滞时间超过2h的混合料应做废料处理。
7.2.8在进行水泥稳定碎石上基层施工时，运输车辆需以下基层为运输通道，为减少对下基层的破坏，应提前对运输车辆进行交底，车辆行驶必须运输缓慢，严禁车辆在下基层表面刹车、提速、掉头。
八、安全措施
8.1落实安全生产责任制
8.1施工前编制实施性安全技术措施，完善各项安全生产管理制度，针对各工序及各工种的特点制定相应的安全管理制度，并由各级安全组织检查落实。
8.2严格执行安全技术交底制度，施工前组织有关人员进行详细的安全技术交底，各级专职安全员对安全措施的执行情况进行检查、督促并作好记录。
8.2加强施工现场安全教育
8.2.1针对工程特点，定期进行安全生产教育，重点对拌合站设备操作人员、施工班组长、电工、机动车辆驾驶员、摊铺机作业人员等进行培训和考核，学习安全操作必备的基本知识和技能，提高安全意识。
8.2.2未经安全教育的管理人员及施工人员不准上岗。
变换工种时必须经过技术培训，并经考试合格者才准上岗。
8.2.4通过安全教育，增强职工安全意识，树立“安全第一，预防为主”的思想，提高职工遵守施工安全纪律的自觉性，认真执行安全操作规程，做到“不伤害自己、不伤害他人，不被他人伤害”，确保自身和他人安全，提高职工整体安全防护意识和自我防护能力。
8.3认真执行安全检查制度
项目部保证检查制度的落实，按规定定期检查，重点检查拌合站设备运转情况、运输车辆性能、井口防护等安全隐患。
对检查中发现的安全隐患，建立登记、整改制度，按照“三不放过”的原则制定整改措施。
在隐患没有消除前，采取可靠的防护措施。
如有危及人身安全的险情，立即停工，处理合格后方可施工。
8.4水稳拌合站安全措施
8.4.1定时检查水泥罐体缆风绳紧固情况、罐体基础稳固情况，发现缆风绳松动、断裂或基础位移等现象立即停止现场施工并组织人员疏散，检查完毕后方可复工生产。
8.4.2施工正值夏季，雷暴天气频繁，水泥罐体的防雷措施为重中之重，在罐体顶部安装避雷针，并由专人定时检查避雷针性能，发现失灵应及时更换。
8.4.3定时对拌合站所有设备进行检查，采用一机一档进行管理。
搅拌设备进行有人进入进行维修时，应切断电源，并在搅拌机悬挂“有人作业严禁合闸”的警示标语。
8.5车辆运输安全措施
8.5.1水泥稳定碎石施工过程中运输车辆较多，车辆在拌合站及摊铺现场应做好安全警示工作，倒车前应仔细观察周边环境，确定安全后方可倒车。
摊铺现场进行倒车施工时，应安排专人进行指挥。
8.5.2运输车辆在运料途中，需谨慎驾驶，不得超速行驶。
8.5.3施工现场施工机械种类多、数量大，应安排专人指挥工程机械穿插作业。
8.5.4施工道路有许多平交道口，施工过程中安排专人进行交通疏导工作，对正在施工的区域需进行临时性封闭。
在进行封闭的路口，设置导行标志，引导过往行人绕道通行。
九、环保措施
9.1成立环保管理小组
成立了施工环境管理小组，在工程施工中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生活垃圾和废渣的控制和治理，遵守防火及废弃物处理的规章制度，做好交通疏导，满足便民要求，随时接受相关单位的监督检查。
9.2将施工作业场地和办公生活区合理布置，规范施工围挡，做到各种标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工现场做到整洁文明。
9.3在施工现场设立专用导流沟、沉淀池，对废浆、污水进行集中，认真做好无害化处理，从根本上防止废水乱流；对于废渣定期进行清理，并按照当地环保要求的指定地点排放。
9.4对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染环境。
9.5合理安排施工作业时间，避免夜间进行施工。
十、节能措施
水泥稳定碎石两层连铺较常规单层间隔摊铺法压缩工期7d，减少养护设施投入7d。
节省节能方面，按照单次摊铺500延米，共计节省燃油约200L。
十一、效益分析
水泥稳定碎石两层连铺施工工法对比常规的单层间隔摊铺法在压缩工期、节约人力成本等方面成效显著，为公司及项目创造了较大的经济效益及社会效益。
11.1经济效益
综合我公司类似工程施工情况，自2017年5月15日开始施工基层，于2017年6月3日完成，共计20天，比常规单层间隔摊铺工期提前20天，直接节省人工、机械设备、管理费等各项费用25万元。
11.2社会效益
通过本工法的实施，缩短了工期，保证了工程质量，降低了施工成本，将福州地区水泥稳定碎石基层施工带入一个新的高度。
本工法的实施，使工程提前开放交通，缓解了当地居民的通行压力，减少了投诉事件，赢得了业主单位的一致好评，担当起负责任的央企，打响了中交品牌。
十二、应用实例
水泥稳定碎石两层连铺施工工艺在我公司组织施工的永泰县城区三环路站前段道路工程、永泰县环城北路及仙福路、樟树坂大桥连接线道路工程、福清市外环路（清昌大道-瑞亭街至融宽环路段）道路工程中均得到了应用，取得了良好的社会效益及经济效益。
永泰县城区三环路站前段道路工程，道路起终点桩号为K28+950～K30+950，路线全长2.0km，建设规格为城市主干路，路基宽度30米，设计时速60Km/h。
道路路面为16cm厚沥青混凝土，基层为40cm厚水泥稳定碎石，底基层为15cm厚级配碎石。
我公司于2017年5月15日-6月3日采用该工法，顺利完成节点目标。
永泰县环城北路及仙福路、樟树板连接线道路工程，总长1.823公里，其中环城北路长0.935公里，道路等级为城市主干路，设计速度为40km/h，道路红线宽度为30米；仙佛路长0.599公里，道路等级为城市次干路，设计速度为40km/h，道路红线宽度为24米。
樟树坂大桥连接线长0.289km，道路等级为城市次干路，设计速度为40km/h，道路红线宽度为24m。
道路路面为16cm厚沥青混凝土，基层为32cm厚水泥稳定碎石，底基层为20cm厚级配碎石。
我公司于2016年10月20日-10月30日采用该工法，顺利完成节点目标。
福清市外环路（清昌大道～瑞亭街至融宽环路段）道路工程西起瑞亭街，线位由西向东布设，终点至拟建融宽环路，红线宽度为55m，全长0.97km，起止桩号为K0+000～K0+970，双向六车道，设计时速为60km/h。
道路路面为18cm厚沥青混凝土，基层为40cm厚水泥稳定碎石，底基层为20cm厚级配碎石。
我公司于2016年8月20日-9月10日采用该工法，顺利完成节点目标。
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