道路改造工程中多孔隙水泥稳定碎石层施工技术研究

陈丽娜

本文结合海绵城市建设理念，以厦门市海景东五路工程为例，深入研究了多孔隙水泥稳定碎石层施工难点，并从稳定层厚度、配合比设计、下承层准备、拌和与运输、摊铺、压实施工和养护管理等方面分析了施工技术要点，以期为同类工程施工提供有益的参考。

2012 年，我国政府首次提出了“海绵城市”的概念，在2013 年《中央城镇化工作会议》上，习近平总书记强调“提升城市排水系统时，要优先考虑将有限的雨水留下来，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。同年，国务院办公厅出台了《推进海绵城市建设的指导意见》。指出通过“渗、滞、蓄、净、用、排等措施，将70%的降雨就地消纳和利用”。同时，在市政道路工程中，大部分自然降水可通过路面横坡、纵坡排出路基，但雨水充足的地区因未能及时排出，导致部分水渗透至路基，使基层材料受到侵蚀，在道路荷载的作用下，形成孔隙水压力，造成路面水损害，路基结构下沉，加速市政道路路面结构破坏。多孔隙水泥稳定碎石层是一种道路结构渗水施工技术，使基层自然降雨或地下水可通过多孔隙水泥稳定碎石横向渗漏至道路边缘，并通过边缘排水系统排出、收集和利用，提高自然降水收集、利用效能，达到 “海绵城市”建设目的。其次，多孔隙水泥稳定碎石层作为路面的结构层还具有一定的力学性能和耐久性，为路面提供了支撑，不但能保证路面的使用性能，还延长道路的使用寿命，是较好的内部排水方式，也是高级路面的理想基层材料。

一、工程概况

本工程为海景东五路工程，位于福建省厦门市海沧区。起点位于南海三路交叉口，终点位于角嵩路交叉口，道路全长为1390.955m。红线宽度为24.8m，设计时速为30km/h，设计基准年限为15 年。路面结构从上往下分别为22cm 透水混凝土路面、20cm 多孔隙水泥稳定碎石、15cm 级配碎石、土工布200g/m2。

二、施工技术难点及对策

本工程的多孔隙水泥稳定碎石层施工技术难点主要体现在材料配合比和压实两个方面。

1.配合比设计难点及对策

多孔隙水泥稳定碎石层是由细集料、粗集料和水泥组成的基层结构，具有良好的透水性能。作为面层支撑结构层，需具备良好的渗透性能、强度性能和抗变形能力，以满足车辆通行荷载要求。根据《公路路面基层施工技术细则》（JTGT F20—2015）要求，多孔隙水泥稳定碎石层7 天的无侧限抗压强度可达4.0Mpa，孔隙率控制在15%～25%，渗透系数不小于0.35cm/s，以满足稳定层渗透能力要求，水泥含量一般在9%～11%左右，水灰比0.38～0.42，干密度2.046g/cm3。为满足该要求，施工企业应严格控制配合比，并加强质量控制，以满足施工技术规范和工程设计要求。

2.压实难点及对策

由于多孔隙水泥稳定碎石层是一种骨架孔隙结构，孔隙率较高、粗集料较多，如直接采用大吨位碾压施工机械易造成集料压碎，进而影响道路基层孔隙结构和承载性能，为满足基层压实和孔隙结构要求，通过试验段碾压压实效果后，选用8T 和14T 的压路机进行碾压。

三、施工技术要点分析

1.排水基层参数确定

多孔隙水泥稳定碎石层的主要目的是进一步排除路面渗水。由于自由水滞留时间直接影响路基结构浸水时间长度。根据《公路路面基层施工技术细则》（JTGT F20—2015）要求，路面最大渗漏时间不能超过2h，渗流路径长度小于45m。根据《公路排水设计手册》相关公式计算渗水量、渗入率、渗透时间，计算多孔隙水泥稳定碎石层厚度为12cm。考虑到本工程为城市交通主干线，车辆通行量较大，本工程多孔隙水泥稳定碎石层厚度按20cm进行控制，渗流时间为1.9h。含水量应根据不同气温来调整，最佳含水量应控制在±2%，如气温较高时，蒸发较快，应缩短碾压长度，应及时补洒少量的水，以保证最佳含水率，通过击实法来测得最佳含水率及最大干密度。

2.原材料质量控制和配合比设计

为确保多孔隙水泥稳定碎石层施工质量，本工程加强原材料质量控制，一般采用PO42.5 普通硅酸盐水泥和粗集料进行试配，水泥密度为2.99g/cm3，氯离子含量小于水泥用量0.15%，其他质量指标符合国家标准要求，并对水泥的强度及安定性进行实验检测。细集料选用2.5mm 以上的级配碎石，粗集料应选择质地坚硬粒径为19mm～26.5mm 的级配碎石，压碎值控制在30%以内，针片状碎石含量小于20%，含泥量控制在0.5%以内，拌和的水采用自来水。

根据多次试配，多孔隙水泥稳定碎石层的粗集料与水泥质量比为9：1，水泥含量调整至5%，试块孔隙率、强度可满足施工技术规范和工程设计要求。

配合比按水泥剂量12%、10%、8%进行配合比试验，每次级配成型试件6 件，按标准养护管理标准进行养护，7d 后测试无侧向渗水系数和抗压强度。根据测试结果，在水泥剂量12%、10%、8% 条件下均能满足孔隙率要求，渗透系数为0.35 ～0.40cm/s。

3.下承层准备

正式施工前，为合理确定大面积施工参数，本工程开展试验段施工，试验段长度为50m。施工前，应对下承层进行清理、整平，排除积水，并在排水基层底面和下基层表面摊铺3mm 厚乳化沥青透层，防止渗水向路基渗透，引起路基不均匀沉降。同时，考虑到本工程稳定层道路施工边界控制要求。在道路红线位置设置立模，采用18mm 厚钢模板支模，厚度与稳定层厚度一致。

4.拌和与运输

搅拌站拌和加工后由搅拌车辆运送至施工现场摊铺。运输过程中应加以覆盖，以防止水分散失。拌和中发现碎石空隙率较大时，水分散失较快，导致混凝土过早凝结，应视实际情况合理调整用水量，并注意集料投料前湿润，降低混合料拌和、运输过程中水分散失。

施工过程中，施工单位安排专人进行现场监督，严格按配合比投料，拌和时间不少于2min，确保无离析、泌水。为满足混合料连续摊铺要求，本工程加强运输车辆数量控制和优化调度，采用4 台运输车辆运送混合料，1 台为备用，运输距离为5km，运输时间控制在20min 以内。

5.摊铺

摊铺前应整平地面，清除垃圾杂物，表面加以洒水湿润，本工程混合料摊铺时，按1.2 松铺系数进行摊铺，摊铺速度为1.5m/min。车辆卸料时，错开距离为4m，保持摊铺机混合料连续供应。卸料车后退进入试验段，卸料后向前驶出试验段，防止运输车辆反复碾压碎石，影响稳定层结构。卸料前，严格检查混合料质量，如发现离析、过早初凝等问题做废料处理。由于混合料中主要为粗集料，卸料时易发生卡料堵塞出料口的问题，由人工进行疏通，避免影响施工效率。

6.碾压成型

为防止混合料摊铺前初凝，施工单位在混合料摊铺后及时进行碾压施工处理。本工程中，为保障稳定层压实度和孔隙率要求，本工程采用8t 双钢轮压路机静压1 遍后，静压速度为2 ～3km/h，复压使用14t 单钢轮压路机振动碾压2 遍，振动碾压速度为3 ～5km/h，终压使用8t 双钢轮压路机静压收光，碾压速度为3 ～6km/h。施工过程坚持“先慢后快，先轻厚重”的原则先从两侧向中间碾压，压路机相邻轨迹重叠1/3，确保碾压施工无死角、漏角。初压和复压过程中，遇不平整区域由人工补平。复压和终压应覆盖路缘，轨迹与钢支模齐平。严禁压路机在碾压刚完成或正在碾压的路段上调头或急刹车。由于本工程混合料含水率较低，水分散失问题较为突出，要求施工单位严格控制混合料拌和、摊铺、碾压时间，最大时间不超过2h。

7.养护管理

排水基层施工期间，为避免人、车辆通行影响路基结构压实度，施工单位与交通部门协调，加强现场交通管制，面层施工前不得开放交通。施工完成后，施工单位加强现场养护管理，一般采用定期洒水养护，防止路基结构因干缩应力产生贯通裂缝，养护期不少于7d，并始终保持表面湿润。面层施工时，应注意加强基层结构保护，防止砂、细集料、杂物填充到稳定层孔隙中，影响排水效果。

四、工程质量检测

本工程试验段施工完成后，及时收集、验证施工参数有效性，对试验段进行现场取芯检测，重点检测试验段稳定层抗压强度和空隙率, 并对试验段路段平整度、厚度和弯沉值进行检测。芯样经泡水1d 后检测抗压强度及空隙率（如表1 所示），均符合工程设计要求。

表1 芯样抗压强度寄孔隙率检测表

五、结语

通过本工程施工实践表明，在多孔隙水泥稳定碎石层施工时，应结合技术规范和工程设计要求合理计算稳定层厚度，并通过试验方式确定混合料配合比，以满足多孔隙水泥稳定碎石层孔隙和抗压强度要求。在混合料摊铺和压实过程中，应加强碾压技术方案的对比和选择，在不压缩集料和不影响孔隙结构的前提下，合理选择初压、复压、终压设备，确保稳定层施工技术要求。