道路二灰碎石基层施工技术要点

2022-11-25肖国华

交通世界 2022年27期

肖国华

（廊坊市公路工程质量安全监督处，河北廊坊 065000）

1 工程概况

某道路工程起讫桩号为K32+430—K46+750，路线全长14.32km。由于车流量不断增大，使得该路段无法满足通行需要，经研究，决定对路面整体性拓宽，变双向四车道为六车道。拓宽过程中，基层采用二灰碎石铺筑，为确保基层的整体质量，应掌握相关的施工技术要点。

2 道路二灰碎石基层施工技术要点

2.1 施工准备

2.1.1 下承层处理

为确保二灰碎石基层施工的顺利开展，要对下承层妥善处理，并依据相关规范的规定要求，对底基层检查验收，保证表面平整，有适宜的路拱。下承层标高、平整度以及压实度等指标，均应与设计和规范要求相符，存在问题的部位应采取有效的措施予以处理，避免对二灰碎石基层施工造成不利影响。

2.1.2 准备原材料

本工程中，二灰碎石基层施工使用的主要原材料有石灰、粉煤灰、碎石、水等。

（1）石灰应选用等级在Ⅱ级以上、质量达标的生石灰，当生石灰运至现场后，可以通过插管的方法，将之消解成粉末状，整个消解过程持续7～10d 左右，消解好的石灰石粉末要覆盖保存，避免引起扬尘污染环境。粉末状的生石灰最长可以保存30d，应在保质期内用完，过期的生石灰不得在施工中使用[1]。

（2）粉煤灰以氧化硅、三氧化二铝、氧化铁的含量及烧失量作为主要的控制指标，粉煤灰施工前要取样试验，并将其中的结块敲碎。

（3）选择与设计和规范要求相符的石料，并通过试验的方法，对石料的各项指标加以检测，依据级配要求，选取适宜的碎石规格，据此确定料源，报监理工程师审核，获得批准后方可进场。

（4）拌和水的水质应符合相关规范标准的规定要求，不得使用污水，可将自来水作为首选。

2.1.3 配合比设计

（1）二灰碎石归属于混合料的范畴，是由石灰、粉煤灰、碎石及水，按一定的比例混合而成的材料，通过碾压，能够使该材料达到一定的强度，大体上可将二灰碎石的强度分为黏粘力和抗剪切力，二者在相互作业下，形成基层的整体强度。由此可见，石灰、粉煤灰和碎石的质量及混合比例，对二灰碎石基层的强度具有直接影响。二灰的最佳比例为石灰可以充分激发粉煤灰，进而产生出最大的胶结强度，但不宜超量，二者的比例以1.2～1.4 为宜。而二灰与碎石的比例为碎石能够被二灰包裹，并且碎石可以发挥出自身的骨架作用，二者常用的比例为15∶85～20∶80[2]。碎石要有良好的级配，可以确保集料与二灰相互充填，形成以粗集料为主的骨架。

（2）在对二灰碎石的配合比设计时，应以实际情况和施工要求作为依据，在满足强度需要的前提下，石灰、粉煤灰与碎石的比例为6∶14∶80。7d 无侧限抗压强度为1.1MPa，平均偏差系数为13.7%，最佳含水量和最大干容重分别为8.3%和2.03g/cm³。由于粉煤灰本身具有较大的烧失量，所以可通过掺入10%的石灰，提高抗压强度，这样可使二灰碎石的强度达到1.65MPa左右[3]。

（3）在对最终的生产配合比确定时，可以试验段施工为依据，按现场试验，调整至最佳比例，确保配制出来的二灰碎石混合料各项指标与设计要求相符，并报现场监理工程师审核，批准后，以此作为配合比，生产二灰碎石混合料。

2.1.4 铺筑试验段

在二灰碎石基层正式施工前，要选取一定长度的路段作为试验段，通过对试验段的铺筑，可以确定二灰碎石混合料中的集料比例、松铺系数、施工方法等。本工程中，试验段的长度为300m。

2.2 施工技术要点

2.2.1 混合料拌和

在原材料质量合格、级配合理的情况下，通过拌和能够使混合料搅拌均匀，集料与二灰便可获得合理的含水量，彼此之间能够充分裹覆。常用的拌和方式有两种，一种是路拌法，另一种是厂拌。本工程中选取厂拌法拌和二灰碎石混合料。厂拌法又被称为集中拌和，是一种利用机械拌对原材料集中拌制的方法，拌和好混合料通过摊铺设备，直接在路基上铺筑，形成基层。

（1）将各种原材料运至拌和场，按顺序加入拌和楼中，开始集中拌制。用于二灰碎石混合料拌制的拌和楼有5个料斗，盛装不同的原材料，通过对料斗转速的控制，达到控制原材料用量的目的。

（2）混合料拌制正式开始前，要先进行级配试验，根据试验结果对级配加以调整，使其达到最优。在拌和过程中，要对原材料的含水量严格控制，其与混合料的质量和性能密切相关，尤其是石灰的含水量。若是高于试验结果，则会导致材料在拌和时成团，对出料造成不利影响。

（3）为确保混合料的拌和质量，应对如下事项加以注意：要选用性能良好的拌和设备，具备电子计量功能，按施工情况，确定拌和设备的数量；要控制好级配碎石的质量，拌和前，对碎石反复测试，直至级配达到规定要求为止，每个工作日开拌前，必须开展筛分试验，针对存在的问题，采取有效的措施加以处理，拌制好的混合料按照规定的频率抽检；严格控制含水量，尤其是在气温较高的夏季，混合料在拌和、运输以及摊铺等工序中，水分会出现蒸发的现象，所以要将含水量控制在大于最佳含水量1%～2%。

2.2.2 摊铺

二灰碎石混合料摊铺是否均匀，除了对基层的使用效果具有直接影响外，还会间接影响到基层的耐久性。基于此，要对摊铺过程加以严格控制，以此来确保质量达标。

（1）摊铺二灰碎石混合料的过程中，要对摊铺机的行进速度加以控制，不宜过大，以免混合料被熨烫板拉动，在惯性的作用下，造成料层上下粗细不均匀。若是摊铺机的行进速度过快，粗集料容易被叶轮分向两侧，进而引起离析。一旦施工中发生这种情况，应安排工人将摊铺机两侧的混合料铲除，避免对基层的均匀性造成影响。

（2）摊铺时，要控制好基层的平整度。由于二灰碎石基层的平整度与路面的平整度密切相关，如不平，会影响路面的行车舒适性，容易诱发交通事故。当拌和楼的生产能力与摊铺机的作业能力不匹配时，摊铺机会出现停机待料的情况，在该情况下启动摊铺机，纵面上会出现微小的波浪。因此，摊铺机作业时，不得随意变换速度，要保持匀速前进，摊铺尽可能不要中断，以免对平整度造成影响。

（3）摊铺过程中要处理好接缝，纵缝的重叠宽度以5.0～10cm为宜，一个作业段摊铺完毕后，留出50cm不压，与下一个作业段一并碾压[4]。摊铺机作业时，安排专人跟随，处理接缝位置处的粗集料，如有必要，应耙松、整平，全宽范围内一起碾压密实；横缝在当天摊铺作业后，末端预留出2.0m 不压实，次日开工前，将该段的混合料耙松，与新料一并拌和、整平后，碾压密实。

2.2.3 压实

二灰碎石混合料摊铺完毕后，要及时碾压密实，这是确保基层平整度达标的关键。碾压除了能够使二灰碎石混合料达到密实效果外，还能加快二灰的反应速度，使基层得到更高的强度，有助于增强结构稳定性。

（1）碾压二灰碎石混合料的过程中，为达到预期中的压实效果，要选择适宜的压实机械，以振动压路机和光轮压轮机作为首选。压实设备选好后，要对碾压程序合理安排，重型压路机不宜过早使用，以免将中粗集料压碎，影响基层的整体性。碾压时，要遵循先轻后重、先慢后快、先静后动的原则，从而使基层的结构稳定性、密实度和平整度等指标达标规范要求。

（2）二灰碎石基层采取分层碾压的方法，每层的压实厚度控制在20cm 以内，若是厚度超出，则可能导致底层的混合料无法压实，从而影响结构的稳定性。严重时，会出现疏松的细集料，给水体的渗入提供通道，在车辆荷载作用下，会引起唧浆等病害。通过强振碾压虽然可以使较厚的基层被压实，但在振动碾压时，混合料中的粗集料会大量破碎，基层的强度将会降低。所以厚度较大的基层必须分层摊铺、分层压实。在公路改扩建工程中，原路面或多或少存在一定的病害，且平整度一般，若是只摊铺一层，虽然摊铺后的顶面较为平整，但碾压后则可能出现表面不平的现象。所以应分层摊铺和分层压实。

（3）依据相关工程的施工经验，对二灰碎石基层的碾压时间适当推迟，能够使混合料中碱性溶液的浓度有所增大，有助于加快二灰的反应速度，提高基层的早期强度。碾压时，对于粗集料过于集中的部分，应先适当碾压，随后撒布细集料，也可挖除粗集料集中的部分重新摊铺后碾压密实。

2.2.4 养生

养生与二灰碎石基层的强度和质量密切相关，若养生不到位，则会导致基层的强度不足，间接影响路面的使用性能。所以要做好二灰碎石基层养生。早期的养生以7d 左右为宜，可以采取洒水的方法，要确保洒水量适宜，避免水量过多或过少，以保持基层表面潮湿为准[5]。基层养生时，要采取交通管制措施，控制车辆通行，养生后及时开放交通。

2.3 技术措施

为使二灰碎石基层的质量达到相关规范标准的要求，应在施工过程中，采取行之有效的技术措施，对原材料及混合料的拌和质量加以控制。

2.3.1 控制材料质量

（1）石灰中所含的氧化钙和氧化镁，对二灰碎石基层强度具有直接影响，即含量越多，强度越高。上述两种物质在混合料拌和时，会与其他物质发生化学反应，通过增加石灰能够达到提高基层强度的效果，但却会导致造价升高，不符合经济性原则，并且还会使基层的抗裂性下降。因此，要将有效含量高的石灰作为首选，即氧化钙与氧化镁的含量不低于80%。石灰消解是拌和的重要环节，对此要加以控制，从本质的上讲，消解是水化放热过程，所以要控制好加水量，避免消解后的石灰过干或过湿，要求石灰的含水量不超过35%。实际施工中，可以采取提前消解的方法，满足施工需要。

（2）粉煤灰本身不具备黏结性，与消石灰混合后，会生成新的化合物，这种化合物具有黏结性。用于二灰碎石混合料拌和的粉煤灰中有效含量应达到70%以上，烧失量不超过20%[6]。试验表明，粉煤灰的颗粒与混合料的强度有关，即颗粒越细、强度越高。而较粗的粉煤灰颗粒会导致需水量增大，容易形成干缩裂缝。所以用于混合料拌制的粉煤灰比表面积应达到2 500cm2/g以上。进场后的粉煤灰要妥善保存，避免风吹雨淋，可采用覆盖的措施加以防护。

（3）在二灰碎石混合料中，粒径较大的集料具有骨架作用，而粒径较小的集料则能够充填空隙，二灰共同起着黏结和充填的作用。因此要对集料的质量加以控制。可将重点放在集料的压缩值、级配、含泥量等方面，确保用于拌和的集料质量达标。

2.3.2 控制拌和质量

在二灰碎石基层施工中，混合料的拌和是关键环节，与混合料的各项技术指标密切相关，不仅如此，还关系到摊铺、碾压效果。在该环节中，可将灰量、水量、级配作为质量控制的重点。

（1）拌制混合料的过程中，要对石灰含量加以控制，采取抽样检验的方法，定时检测，安排专人对料仓的出口巡视检查，确保出料正常。针对检查中发现的问题，应及时采取相应的措施处理，每个工作日灰量滴定试验的次数不少于3次[7]。

（2）二灰碎石基层归属于半刚性基层的范畴，此类基层的缩裂分为两种情况，一种是温缩，另一种干缩。温缩的主要影响因素为水，当温度在10℃左右时，最大温缩系数通常会出现在最佳含水量。干缩是因为水分蒸发引起的体积变化，对混合料的含水量控制时，可在拌和前，控制粉煤灰的含水量，保持在35%以内，按照气候、运输距离等因素，调整加水量，在保证含水量适中的前提下，避免过干引起混合料离析[8]。

（3）拌和二灰碎石混合料时，要对材料用量加以控制，确保级配在规定范围内。进料时，要做好筛分试验，使材料的规格达到设计要求，应将结团的粉煤灰打碎，石灰消解后，清除其中粒径过大的颗粒。调节拌和机的门口开度时，要充分考虑材料的粒径大小，并使电机处于中高速区间运行。