道路工程施工中的二灰碎石基层技术

曹洪梅

四川建筑职业技术学院 四川 德阳 618000

道路工程施工中，二灰碎石基层是一种非常重要的基层材料，它的应用可以有效地提高道路工程的质量，降低工程成本。二灰碎石路基层为一种半刚性结构，是公路的主体承载层，其特点分别为：力学性能好、整体性强、水稳性好以及抗冻性能好。

1 项目概况

该项公路建设项目工程，起点为K32+430-K46+750，线路总长度为14.32km。随着道路交通车流量的增加，该段道路已不能满足人们对交通的需求。经过分析，确定了道路的整体性加宽方案，即将两个方向的4车道拓宽至6车道。在车道加宽工程中，路基采用二灰碎石铺设，为了保证道路基层的总体质量达到要求，必须掌握有关的施工工艺。

2 二灰碎石路面的施工工艺

在搅拌场施工现场内，二灰碎石采取集中搅拌、车辆运送、按车辆过秤、分层摊铺，并且控制每幅路面总量的方式。道路铺面基层分为两层铺筑，基层厚30cm，虚铺层厚＜25cm。其中，第一层铺12cm厚，第二层铺18cm厚；上下两层纵缝的重叠宽度为5～10cm，上下两层纵缝的位置应该间隔50～ 60cm。除此之外，下层铺筑只有通过技术人员对各种技术指标的检测，才能对上层进行铺筑施工。图1为施工工艺流程图。

图1 二灰拌合法的施工程序图

2.1 施工前准备工作

2.1.1 基层底板处理

为了保证二灰碎石基层施工的顺利进行，需要对下承层进行适当的处理，并按照有关规范的规定，对底基层进行检验和验收，确保其表面平坦，有合适的路拱。下承层标高、平整度、压实度等指标都要符合设计和规范的要求，对出现问题的部分要采取行之有效的方法进行解决，以免对二灰碎石基层的施工产生不良影响，延误后续施工。

2.1.2 配制基本原料

采用石灰、粉煤灰、碎石和水作为二灰碎石基层施工的基本原料，相关技术指标要求如下：

（1）石灰要选择Ⅱ级以上，且质量合格的生石灰。运输到施工现场后，采用插管的方式消化，消化时间大约持续7-10天，将其消化为粉末后，将石灰石粉末要及时盖好以及做好隔湿措施，以免引起扬尘，造成周围环境污染。粉状生石灰最多能存放30天，必须在保质期内全部用掉，而且过期的生石灰不能用于施工。

（2）粉煤灰以SiO2、Al2O3、Fe304和FeO2的质量分数和烧失率为主要控制指标，在粉煤灰的施工之前，必须对其进行采样测试，并将吸湿结块的粉煤灰粉碎。

（3）石料的选用需要符合设计和规范要求，并对石料的各项性能进行测试，按照级配的要求，选择合适的碎石尺寸，以此来决定材料的来源，提交监理工程师审批，得到同意后才能进场[1]。

（4）搅拌水的质量应该达到有关规范标准的规定要求，不能使用受污染的水源，一般情况下采用自来水。

2.1.3 配合比的设计

二灰碎石的配比设计需要合理和符合规范要求，一般包括以下三点：

（1）二灰碎石是由石灰、粉煤灰、碎石和水按照一定的配比制成的一种混合物质。经过多次碾压后，该材料可以获得一定的强度，大致可以把二灰碎石的强度划分为粘性和抗剪性两种，这两种物质在共同作用力下，构成了道路基层的总体强度。因此，石灰、粉煤灰、碎石的品质及其配比对二灰碎石路面的强度有关键影响。

二灰碎石配比中，石灰对粉煤灰的作用最大，产生的胶结强度较高，但配比不能过量，配比在1.2-1.4范围内较为合适。而二灰与石块的配比，则是将石块包裹在二灰之中，让石块发挥出最大骨架效应，通常两者的比率是15:85-20:80。碎石具有较好的粒度，保证了骨料和二灰颗粒的充分填充，使粗骨料占主导地位。

（2）要根据现场条件和施工要求，在满足强度需求的条件下，进行二灰碎石配合比设计。石灰、粉煤灰与碎石的比例为6:14:80。7天的无侧限抗压强度是1.1 MPa，平均偏移系数是13.7%，最优的含水率是8.3%，最大的干燥体积是2.03 g/cm3。利用粉煤灰自身燃烧损失大的特点，在二灰碎石中加入10%的石灰，可以增加二灰碎石的抗压强度，从而可以将二灰碎石的强度提升至1.65 MPa。

（3）在确定最后的生产配合比时，可以根据试验段施工，通过现场试验，将其调整到最佳比例，保证配制出的二灰碎石混合料的各项指标符合设计要求，并经现场监理工程师审批，生产配合比适当的二灰碎石混合料。

2.1.4 沥青路面试验段

二灰碎石路面在未正式施工之前，先选择一段道路进行试验性施工，根据试验性施工情况，确定其骨料配比、松散系数、施工方法等。在该项目中，测试断面长300m。

2.2 施工工艺关键点

2.2.1 搅拌混合料

（1）把各类原料运到施工搅和区后，依次放入搅和塔中，进行集中搅拌。采用一种新型的二灰石混合料搅拌篓，其搅拌层设有5个料斗，可容纳各种原料，并可通过调节料斗的速度，来实现原料用量的控制。

（2）在正式混合搅拌之前，必须进行级配试验，并在试验结果的基础上进行优化。在搅拌时，必须对原料的水分进行严格的控制，这直接关系到水泥混合材料的品质及性质，特别是生石灰的水分含量。如果比试验值高，就会在搅拌过程中产生大颗粒或凝结成团块状，从而影响出料。

（3）为了保证混合料拌和的质量，要考虑到以下几个方面：①要选择具有优良性能的搅和设备，要具有电子计量功能，要根据施工情况，来确定拌和设备的数量。②要对级配碎石的品质进行严格的控制，在搅拌之前，要对这些碎石进行多次的检测，直到它们的级配符合规定的标准。③在每一个工作日开始搅拌之前，都要进行过筛分试验，并对出现的问题进行有效的解决，并根据规定的频率进行检验。④要对含水量进行严格的控制，特别是在夏天高温的时候，在混合料的拌和、运输以及摊铺等过程中，会有水分的蒸发，所以要将含水量控制在比最佳含水量高1%～2%的范围内。

2.2.2 摊铺施工

二灰碎石拌和料的均匀性不仅对路面的工作性能有重要影响，而且也间接地影响路面的耐久性能。在这种情况下，必须对铺面工艺进行严格的控制，才能保证铺面质量的合格。摊铺二灰碎石混合料过程需要注意以下几点：

（1）在摊铺时，应注意控制摊铺机的运行速度，不要太快，以避免混合料被熨烫板牵引，在惯性的影响下，导致料层上下厚度不均匀。如果摊铺机开得太快，也很可能会将粗骨料分成两半，造成离析。当出现此现象时，要及时组织人员将路面两边的碎石铲掉，以免影响路面的均匀度。

（2）在铺路过程中，应注意路面的平整。由于二灰碎石基层的平整程度与道路的平整程度有着很大的关系，如果平整程度不好，将会影响到道路行驶的平整度，从而引起道路的安全隐患。在搅拌篓的生产能力与摊铺机的工作能力不相适应时，摊铺可能会出现停机待料的情形，在此状况下重新启动摊铺机时，纵平面上将会产生较小的波浪。鉴于此，在摊铺机工作的时候，不能随便改变速度，必须保持均匀的推进，并且尽量不让摊铺被打断，导致对平整度产生不利影响。

（3）在摊铺的时候，要把接缝处理好，纵缝的重叠宽度控制在5.0～10cm之间，同时在一个工作段摊铺完毕后，要留出50cm位置不压摊，且与下一个工作段一起进行碾压。当摊铺机运转时，应派人随车，对接头和缝部位的粗骨料进行清理，必要时进行松耙、平整操作，使整个宽度都达到一次压紧。在当日摊铺完成后，在横缝的两端预留出2.0m不压实，在第二天开始施工之前，将这一段的混合料耙松，与新料一起拌和、整平后，进行挤压平实即可[2]。

2.2.3 基层碾压原则

（1）在二灰碎石的碾压作业中，为了获得理想的压实效果，必须选用合适的压实机，其中优先选用的两种设备为振动压路机、光轮压轮机。选择压实设备之后，要对碾压过程进行合理的布置，不要过早地使用大型或重型压路机，因为这样会造成中、粗骨料的破碎，从而影响到基层的整体性能。碾压作业时，应按照“先轻后重、先慢后快、先静后动”的原则，确保基层的结构稳定性、密实度和平整度等达到规范的要求。

（2）采用分层碾压法进行二灰碎石路面碾压，每一层的压实厚度＜20cm，否则会造成下层的拌和物不能完全压实，对路面的结构稳定造成不利的影响。在交通事故中，路基表面形成了一层松散的细骨料，为雨水的渗透创造了通道，并在行车荷载下引起了诸如“唧浆”等病害。采用强振碾压法，虽能达到对厚实路面进行压实的目的，但由于振捣过程中粗骨料的大量碎裂，导致了路面基层强度的下降。因此，在厚度高的路面的基础上，要遵循分层铺设，层层压实。

在高速公路的改扩建中，原有的路面都会有不同程度的缺陷，并且其平整度也不高，如果只是摊铺一层，尽管摊铺后的顶面比较平坦，但是在碾压后就会产生表面不平坦的情况。所以“分层铺设，层层压实”遵循的原则在碾压作业中很有必要。

（3）按照已有的施工经验，若将二灰碎石基层的碾压时间延后，可增加混合料中的碱液浓度，从而加速二灰的反应速率，增加基层的初期强度。在进行碾压的时候，要对粗骨料太集中的部位进行适当的碾压，之后再洒布细骨料，还可以将粗骨料集中的部位挖出，然后再进行摊铺，再进行多次碾压。

2.2.4 养护措施

养护措施对水泥稳定碎石基层的强度、品质有很大的影响作用，如果养护措施不当，将造成水泥稳定碎石基层的强度不足，从而对水泥稳定碎石路面的使用性能产生一定的影响。因此，务必要做好二灰碎石基层的养护工作。在此期间，养护一周左右较合适，可以采用洒水车洒水的方式，浇水量要适当，不能太多或太少，以保证基层表面湿润。在路基养护期间，应对道路进行交通管制，养护结束后，应当及时开通道路，以免影响正常的交通[3]。

2.3 技术管控方法

2.3.1 物料品质的管理

（1）石灰中含有的 CaO、 MgO对二灰碎石基层的强度有较大的影响，其含量越高，二灰碎石基层的强度也越高。这两种材料在搅拌过程中，会与其它材料产生化学作用，添加石灰可以改善路面的强度，但是会增加施工成本，这会降低路面的抗裂性，但不符合经济性施工原则。

所以，应选用活性和含量高的生石灰，但 CaO和 MgO的比例不得小于80%。石灰消解是拌和的一个关键步骤，要对其进行有效地控制，从实质上来说，消解是一个水化放热的化学反应，因此要对添加水量进行控制，防止消解后的石灰过干或过湿，石灰的含水量要＜35%。在工程实际施工中，采用预先消减的方式，可达到工程施工要求。

（2）原本没有粘性的粉煤灰，加入了消灰剂后，就会形成一种新的化合物，即带有粘性的粉煤灰。掺加二灰碎石的粉煤灰，其有效掺量必须＞70%，烧失重＜20%。试验发现，粉煤灰的粒径与其强度相关，粒径愈小，其强度愈高。但如果粉煤灰的颗粒粒径过大，则会使其用水量大大增加，且易产生干燥收缩。因此，用于混合材料的粉煤灰的比表面积应该达到高于2500cm2/g。粉煤灰入厂后应妥善保管，可以采取遮盖的方法进行保护，以防止被风吹雨打。

（3）二灰碎石混合搅拌料时，大颗粒骨料起到了骨架效应，小颗粒骨料起到了填充孔洞、孔隙的作用，二灰碎石对孔洞的形成起到了很好的凝结和填充效果，所以必须对骨料的品质进行控制。可以着重研究骨料的压缩比、级配及含泥量，以保证所用骨料的品质达到标准。

2.3.2 搅拌质量的控制

（1）在搅拌混合料时，应严格控制石灰的含量，采用取样法，并定期检测，而且派专人到料仓的出口处进行排班巡查，保证出料正常运作。对检测过程中出现的问题，需要及时提出了相应的解决办法，每周至少进行3次灰量滴定法测试。

（2）二灰碎石基层收缩裂缝可分为温收缩和干收缩两种类型。结果表明，水份是影响混凝土温收缩的重要影响因素，在10℃附近时，混凝土收缩系数达到最大值的含水量。干缩指的是由于水分蒸发而造成的体积改变，所以在对混合料的含水量进行控制的时候，可以在拌和之前，将粉煤灰的含水量控制在不高于35%。除此之外，根据气候、运输距离等不可控因素，对加水量进行调节，在确保含水量适度的情况下，可以避免由于太干而导致混合料离析。

（3）在掺加二灰碎石的过程中，必须严格控制原料的投加量，使其级配符合规范要求。投料时，要进行筛选试验，以保证物料的质量符合设计，并要粉碎凝结成块或团状的粉煤灰，用石灰消化后，把其中粒径较大的大颗粒除去。在调整搅拌机门的开启时，要注意物料的颗粒尺寸，并且要保证马达在中、高转速范围内运转，以确保机器转速能稳定运行。

3 结语

公路二灰碎石基层的施工是一件比较复杂和系统性的工作，涉及到的环节很多，任何一个环节出了问题都会影响到基层的整体质量。为了防止这种现象的出现，必须在施工中把握好关键的施工技术，加强对其质量的监控，确保其强度满足规范的施工规定，从而保证路面的平整，保障人们的安全出行。