随着道路建设材料的发展与旧道路结构形式的优化，水泥混凝土板再生料作为一种环境友好型的材料逐渐出现在道路工程建设领域。再生料以其再生性、环保性，同时其物理指标、力学性能、抗冻性均符合规范要求等优势逐渐被用于半刚性基层。随着科技的发展，大型化、智能化的施工机械逐渐改变了传统的施工工艺，其中大厚度基层一次施工成型技术逐渐出现在省道、干线公路等道路的大修中。此技术是将原本需要分层施工的基层在大功率机械的科学控制下只需要一次施工就能成型的工艺。一次施工成型工艺不仅避免了传统施工中上下层因工序衔接等待时间长而被污染的问题，而且大大节省了施工的时间。一次施工成型的基层在外荷载作用下所产生的应力、应变沿厚度方向均匀、稳定变化，从而使基层受力更加合理，相对多层摊铺施工而言，其抗拉伸、抗冲击强度能提高30%以上，可以有效避免和推迟早期路面病害的产生，延长道路的使用寿命。
然而，大厚度半刚性基层由于在设计时目标配合比选取不当、施工时生产配合比与目标配合比之间存在较大的差异、施工现场出现离析、含水量不合理、碾压工艺有缺陷等原因，都会降低半刚性基层的强度，从引起路面的早期破坏、缩短道路的使用寿命。因此，本文通过分析省干线公路大修改造工程施工现场易出现的质量缺陷，以期总结大厚度半刚性基层施工的关键控制因素，从而指导现场施工。
一、工程概况
湖南某干线公路原路面的结构为水泥混凝土路面，后用沥青混凝土罩面，由于两种材料的膨胀系数不同使沥青面层出现反射裂缝，在重载交通荷载作用下，路面出现坑槽、网状裂缝等病害。同时干线公路没有良好的排水构筑物，继而导致基层出现水损破坏。为保证改造后干线公路的强度能满足日益增加的车流量及轴载作用要求，同时保持原路面的路面标高，现将沥青面层铣刨，水泥混凝土板击碎挖除，废弃的水泥混凝土板经过破碎后用于基层。通过年平均日交通量判定此公路为一级重载公路，采用36cm水泥稳定碎石基层+5cmAC-20+4cmAC-16的路面结构形式。由于工期紧、交通量大、控制路面标高等因素，现将36cm的水泥稳定碎石基层采用一次施工成型的工艺施工。
二、配合比设计
大量研究表明，粗集料间的空隙被胶结材料填充形成的密实型基层具有强度高、抗裂性强等优点。故此次干线公路大修中基层采用骨架密实型的“S”型级配类型，以粗集料相互作用产生嵌挤力为骨架，无机结合料与细集料形成胶结材料为填料。与常规级配相比，粗集料含量在60%以上的密实型级配具有更高的强度，同时细集料含量过多易出现收缩裂缝，故应严格控制粗细集料的比例。为分析生产配合比与目标配合比的差异，将现场皮带上的混合料烘干、筛分然后对比。
目标、生产级配对比可知，生产级配曲线大部分在规范级配范围外，其偏差有：(1)生产配合比中较粗集料含量均较少，而细集料含量较多；(2)生产配合比中9.5mm、4.75mm筛孔通过率较小，与目标级配相比通过率分别减少17%、13%，同时其筛孔通过率超过规范级配下限；(3)生产级配在0.mm筛孔的通过率较大且超过规范级配上限，超过目标级配的通过率%以上。通过对搅拌站现场的检查，发现产生偏差的原因有：(1)再生料表面细小的砂石颗粒因相互挤压摩擦而被剥落，从而增加了细集料的含量；(2)目标配比中细集料含量较少，现场搅拌设备机械的计量系统不够精度、机械的反应速度不够迅速，从而导致细集料含量偏大；(3)再生料中的结晶水在高温时遭到破坏而挥发，但是现场常温下标定时并没有考虑结晶水的影响，故在此种计量系统下对拌和料进行烘干筛分的配合比必定与目标配合比有一定的偏差；(4)现场搅拌机器长时间没标定校核，从而导致个别筛孔通过率偏大。生产配比与目标配比出现较大偏差会影响基层强度，现场通过减少配比中0~5mm集料的百分含量、多次标定计量系统等方法调整生产配比，最终将两配合比偏差调整在5%之内。
三、施工控制关键要点
1.离析
水稳层混合料的离析是不同颗粒大小的材料在重力和外力作用下某一规格的石料聚集在一起，造成区域性级配发生较大的变动，从而导致压实困难甚至压实度低等问题。骨架密实型结构的基层主要以粗集料的嵌挤力来支撑荷载，故减少离析应是基层施工的重中之重。水稳层出现离析现象一般是部分粗集料周围缺少细集料的黏结作用，松散地“漂浮”在基层难以与周围材料形成一个密实的整体。为达到压实度要求，离析出现的区域性积聚的粗骨料在大吨位压路机重复碾压下被压碎出现“花白带”现象，而大部分细集料缺少粗集料的骨架作用无法形成足够的刚度，以至于不能充分发挥粗集料的骨架作用与细集料的胶结作用，严重影响基层的强度。通过调查与分析现场产生的离析现象，总结有以下几个主要原因：(1)混合料拌和时间不够，各档料不能充分拌和均匀；(2)自卸式汽车卸料时未能一次完成，同时摊铺机在混合料卸载完成后习惯性地合拢料斗；(3)摊铺机自身的缺陷，其螺旋分料器向两侧送料时不可避免地使混合料产生离析现象。为有效控制现场离析现象采取了以下措施：(1)必须保证混合料拌和的时间达到35ｓ，同时装料时必须移动自卸汽车装料位置，避免一次性装料；(2)每车混合料卸载完成后，摊铺机料斗里的混合料应铲除，将铲除的混合料均匀摊铺在摊铺机前面；(3)在满足摊铺厚度的情况下降低螺旋分料器叶片与路基的间距。通过这些措施再次调查发现，离析现象明显减少但无法杜绝，故现场应充分重视离析，加强控制以减少其产生。
2.含水量
再生料是一种结构内部含有大量已水化过的水泥物质的集料，当采用重型击实试验来确定最佳含水量时，含有一定结晶水的水化产物在高温时水分容易散失，而散失的结晶水都被当作集料的含水量，造成计算最佳含水量明显偏大。通过有关试验研究，采用折减4.6%加水量的方法可以消除计算含水量偏大的影响。
拌和料含水量的大小是保证压实度的一个重要因素。按有效应力原理(有效应力＝总应力－孔隙水压力)可知，压路机产生的总应力可近似看成不变，当拌和料中的含水量过高时孔隙水压力较大，从而有效应力较小，以致造成“弹簧现象”无法达到规定的压实度。若拌和料含水量偏大，水分蒸发后基层会增加大量的收缩裂缝。反之当拌和料含水量偏小，细集料集聚在一起出现“窝团”现象，使得粗集料周围因缺少黏结料而产生离析。同时拌和料含水量偏小还会造成施工和易性差，干涩松散的拌和料也难以碾压成型。故在施工过程中应加强控制拌和料的含水量，同时也应控制材料的含水率，做好材料管理措施，避免材料因雨水、高温等天气原因造成含水率的突变。一般施工现场拌和料的含水量应对集料含水率、天气情况、运输距离、摊铺、压实机械的工作能力等方面综合考虑，其值比实验室最佳含水量高0.5%~1.0%，摊铺时拌和料以手握成团、落地开花为佳。
3.摊铺及碾压
摊铺碾压工艺是保证半刚性基层压实度、强度的关键因素，而大厚度半刚性基层施工是将传统的分层摊铺施工改成一次施工一次碾压成型，故其摊铺工艺更应加强控制。与传统分层施工工艺不同的是大厚度基层要达到压实度要求，在碾压过程中要喷洒少量的水，一般在第二遍振动碾压完后洒水。喷洒的水在大吨位压路机的振动作用下向周围渗透，拌和料有了水的润滑作用更容易碾压密实。另一方面的控制是施工机械的工作能力，摊铺机械应能满足大厚度半刚性基层施工的厚度、离析程度等要求，压路机的压实功必须要保证基层的压实度。在正式摊铺前应做好试验路段试压工作，以确定合适的松铺厚度、最佳碾压含水量、碾压遍数等参数。为了能将设计厚度为36cm的水稳层一次施工一次碾压成型。摊铺系数取1.3，摊铺速度为1.0~1.5m/min。摊铺前调整好摊铺机熨平板位置，以确保得到较好的基层平整度与横坡坡度。摊铺速度亦是产生离析的一个重要因素，故其速度不宜过快。碾压方式采用先静压后振动碾压再静压收光的原则，先用双钢轮压路机静压2遍，再用单钢轮压路机振动碾压5遍，最后用双钢轮压路机静压1遍以收光轮迹线。碾压时根据同等碾压遍数时压实的难易程度来控制距离，一般控制在25~35ｍ，高温、大风等不良天气时应适当减小碾压距离，若拌和料水分蒸发过多可采取洒水措施以保证压实度。碾压完成后立即封闭交通进行养护，避免车辆通行。
四、质量检测
为检验基层的施工效果，碾压完成后进行一系列检测试验。随机对基层进行压实度试验，当试坑深度为26cm时压实度为98%，而试坑深度为34cm时为96%，表明随着基层深度的增加压实度变小，但2／3基层厚度的压实度能达到规范要求；施工养护7d后对基层钻芯取样，厚度为37cm的芯样表面平整、光滑，石料分布均匀、挤嵌密实。通过无侧限抗压强度试验，其强度平均值为7.4MPa；采用贝克曼梁弯沉仪进行弯沉试验，轴载为kN时左幅基层代表弯沉为6.3(0.01mm)。压实度只是衡量基层强度的一项指标，虽然厚度为37cm时压实度偏小，但钻芯取样、无侧限抗压强度、代表弯沉值等指标均能满足重载交通道路水稳基层的规范要求。
五、结语
通过对再生料在大厚度水稳基层中施工控制要点的分析，得出以下结论：
(1)当以再生料为基层材料一次施工成型时，目标、生产配比有较大的偏差，生产配比中易产生收缩裂缝的细集料含量偏大，施工现场应减少细集料的掺入比例；
(2)影响压实度的因素有离析、含水量、摊铺设备、碾压工艺，在保证离析程度的基础上应严格控制拌和料的含水量，同时应该考虑再生料中结晶水的影响；
(3)一次施工成型的大厚度基层的碾压工艺与传统不同，在第二遍振动碾压完成后需在其表面洒水以保证基层压实度；
(4)施工现场通过对生产配比、离析、含水率、摊铺等关键因素的有效控制，虽然深层部位压实度偏小但其他强度指标均能达到重载交通道路的要求，表明施工关键控制要点的分析与现场施工控制效果对应很好，对大厚度水稳基层的施工具有指导作用。
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