探讨路基基层材料及其施工控制

2012-03-19邓风亭

城市道桥与防洪 2012年5期

邓风亭

(江苏省交通规划设计院股份有限公司，江苏南京 211111)

0 引言

道路工程中，一般把基层分成两层铺筑，在上面的那一层起承重作用称为基层或上基层，下面一层则称底基层，起次要承重作用。下面这些材料通常用来做基层的材料，总结如下：稳定粒料(如碎石、砂砾)、石灰、沥青等稳定土、水泥、碎石混合料或天然砂砾、工业废渣稳定土或稳定粒料等等。在材料选择时，底基层通常会利用当地材料，这样能有效地控制工程造价。

1 基层质量对路面的影响分析

在道路结构中位于面层之下，垫层或路基之上的那一层称为基层。道路的基层能把车轮垂直作用在面层的作用力扩散到垫层和土基上，由于路基的基层常年会受到面层渗水，以及地下水的侵蚀，所以在路基施工时会选择具有足够水稳性、强度较高、刚度较大的材料。基层的施工质量对路面有很大的影响，在基层部分施工完成以后，要对基层进行一系列的检测。基层的很多质量问题，基层的平整度会直接影响到路面的平整，就象房屋的基础一样，基础必须要打好。弯道超高、加宽、缓和段控制标高误差大，偏差不均匀等，都会在路面施工后反射到道路表面上来。公路施工的检验部门应在公路施工阶段，认真验收、交接，检测和记录对路基质量有影响的主要指标，为提高后续施工的质量提供参考。

2 探讨二灰稳定碎石类基层材料

二灰碎石基层有良好的骨架结构，且粗集料紧密排列。二灰作为胶结材料与密实的集料一起填满骨架空隙，使整个骨架胶结成为稳定的整体。通过对国内施工案例的统计和调查，采用二灰或水泥碎石基层修筑的路面基本都获得良好的效果。但仍然有一些缺点暴露出来，笔者着重分析二灰稳定碎石这种材料做基层暴露出的缺点，提出合理改善的意见。

原因分析：查阅相关资料结合笔者的工作经验分析得出，其原因主要为基层混合料的配合比不当，碎石骨料级配不合理。在处理时，要着重考虑影响质量的这些因素：基层粒料偏细、收缩性大、反射裂缝严重和二灰类基层早期强度低等问题也比较突出。细集料为主体时，对水比较敏感，所以基层在施工时容易受到干缩裂缝的困扰。

解决措施：在组成比例合适的条件下，二灰和细集料组成的砂浆，细集料能大大地改善二灰的性能，使得砂浆与单纯二灰相比，具有较高的强度和较好的抗收缩性能。可以采用合理级配的二灰稳定碎石混合料，这种混合料压实成型后，会具有较高的强度和抗裂性。其工作原理如下：施工用的石灰在水溶液中会产生水解作用。

氢氧化钙这种物质，能够溶解于水，在水溶液中电离解成Ca2+和OH-，在反应过程中散发微量的热。同时石灰与粉煤灰中的物质产生反应，产生硅酸铝酸钙等类型的沉淀，形成胶结物；另一是表面的化学反应，即其新相直接结晶在颗粒表面。

溶液中的氢氧化钙也可以与空气中的CO2反应，溶解出的Ca2+与CO2的水溶液产生反应：

按照规范要求，设计采用石灰粉煤灰碎石这种材料做基层时，石灰与粉煤灰的比例常用l：2～1：4，石灰粉煤灰与级配碎石的比应是20：80～15：85。如果由于施工要求，为了提高二灰碎石的早期强度，也可以外加1%～2%的水泥。强度要求和选定的配合比有关，平均抗压强度R应符合下面公式的要求：

式中：Rd——设计抗压强度；

cv——试验结果的偏差系数；

za——标准正态分布表中的保证率(通常在高速公路和一级公路中，取保证率95%)。

在满足规范强度的情况下，确定合适的配合比(见图 1)。

从图1中，可以分析出无沦在哪个龄期二灰稳定碎石的强度均随着龄期的增加而增大。同时可以明显地根据线形走势，看出SY(二灰稳定级配碎石)抗压强度增长速度比GF(二灰非级配碎石)快。

3 二灰稳定碎石施工时的质量控制

3.1 分析公路本身的性质

公路工程施工管理由于其本身的复杂性，庞大性，所以是一项系统的工程，涉及的内容包括勘测设计、施工等，所涉及的各方面都必须有良好的管理。道路施工项目管理有以下特点：(1)变化性：在公路工程项目建设中，施工的环境，施工手段和施工材料都会不断地变化。(2)整体性：工程项目的质量、进度、成本管理是一项系统管理工作，既要有总的计划安排，又要有各个分项工程发展阶段制订的详细计划，且它们之间相互联系、相互影响。(3)不平衡性：工程项目发展的各个阶段内的计划和实施控制的方式有不同，具有很大的不确定性。

3.2 路基压实工艺的控制

为保证路基的质量，必须严格按照我国的《公路路基施工技术规范》进行严格施工，施工过程中质量控制的主要项目有：含水量、集料级配、石料压碎值、混合料配合比、拌和均匀性、压实度、弯沉值等。采用合理的含水量；碾压遍数；最佳的机械配套；适宜的松铺厚度，加上优化的施工组织等等措施确保工程质量。

二灰稳定碎石基层，在选取集料时，其最大尺寸不能大于31.5 mm,外形应选择立方图块。集料的选择应有一定级配，在施工时可以参照表1所列的数据。

表1 二灰稳定碎石合理级配及级配范围表

基层材料在施工时，采用连续式拌和机，先将消石灰和粉煤灰按比例用装载机预拌，闷料不少于24 h。拌好后采用高马槽、大吨位、车况较好、保水性好的自卸汽车来运输二灰碎石混合料。这样可以减少混合料在空气中暴露的面积。在摊铺时，目前由于二灰的特殊性质与施工技术的原因，尚没有采用摊铺机摊铺混合料。施工人员通常采用推土机结合平地机摊铺，这样就会增加手工操作，同时平整度也不易得到保证，所以需改进施工方法。在基层施工时压实是二灰碎石混合料的关键，采用钢轮压路机、轮胎压路机、振动压路机压实，能达到高的相对密实度混合料，且具有良好的性能。应满足初步密实，压实度达到80%～85%左右，含水量控制在8.5%～9.0%，松铺系数在摊开整形后为1.25，初压后为1.1。两工作段的搭接部分，应采用对接形式。前一段拌和后，留5～8 m不进行碾压。后一段施工时，将前段留下未压部分一起再进行拌和、整型和碾压。养生期间至少7d，每次要少洒水、勤洒水，始终保持基层表面处于湿润状态。

3.3 合理地布置排水设施

路基里面的水对整个路基的质量有决定性的影响，如果路基里面还有水会使得路基在受荷载作用时出现局部塌陷，缝隙水在冻融循环的作用下会使得路基存在很大的威胁。所以必须保证路基经常处于干燥、坚固和稳定状态。排水沟的线形要求平顺，尽可能采用直线形，转弯处宜做成弧线，其半径不宜小于10 m，排水沟长度根据实际需要而定，通常不宜超过500 m。挖截水沟的土填在路堤与截水沟之间，修筑倾斜坡度为2%的护坡道或土台，路基上方有弃土堆时，截水沟应离开弃土堆坡脚1～5 m，弃土堆坡脚离开路基挖方坡顶不应小于10 m，设2%横坡在弃土堆顶部并倾向截水沟。防止水流下渗和冲刷，截水沟应进行严密的防渗和加固，截水沟的出水口须与其他排水设施平顺衔接。在进行路基施工时，要合理地布置排水设施，对流向路基的地下水应予以截断、疏干、降低水位，并引导到路基范围以外。使得整个路段的很多管道桥涵等形成一个排水系统。

3.4 路基施工人员安排

在进行路基施工时，要严格按照《公路路基施工技术规范》的要求进行相关的操作。对于不同等级的公路要求不同，施工现场应该进行优质、高效的组织安排，建立项目经理部，同时监理公司也应该到位，同时在施工队伍中也应选择一些专业的施工队伍。这就要求在人员上进行合理的组织安排。在技术人员选用中，对于管理工地现场的技术人员应该熟悉此项工程的施工，以保证项目的运行进度和质量要求，按照要求严格掌握施工进度。