探討路基基層材料及其施工控制

鄧風(fēng)亭

(江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司，江蘇南京 211111)

0 引言

道路工程中，一般把基層分成兩層鋪筑，在上面的那一層起承重作用稱為基層或上基層，下面一層則稱底基層，起次要承重作用。下面這些材料通常用來做基層的材料，總結(jié)如下：穩(wěn)定粒料(如碎石、砂礫)、石灰、瀝青等穩(wěn)定土、水泥、碎石混合料或天然砂礫、工業(yè)廢渣穩(wěn)定土或穩(wěn)定粒料等等。在材料選擇時(shí)，底基層通常會(huì)利用當(dāng)?shù)夭牧希@樣能有效地控制工程造價(jià)。

1 基層質(zhì)量對(duì)路面的影響分析

在道路結(jié)構(gòu)中位于面層之下，墊層或路基之上的那一層稱為基層。道路的基層能把車輪垂直作用在面層的作用力擴(kuò)散到墊層和土基上，由于路基的基層常年會(huì)受到面層滲水，以及地下水的侵蝕，所以在路基施工時(shí)會(huì)選擇具有足夠水穩(wěn)性、強(qiáng)度較高、剛度較大的材料。基層的施工質(zhì)量對(duì)路面有很大的影響，在基層部分施工完成以后，要對(duì)基層進(jìn)行一系列的檢測(cè)。基層的很多質(zhì)量問題，基層的平整度會(huì)直接影響到路面的平整，就象房屋的基礎(chǔ)一樣，基礎(chǔ)必須要打好。彎道超高、加寬、緩和段控制標(biāo)高誤差大，偏差不均勻等，都會(huì)在路面施工后反射到道路表面上來。公路施工的檢驗(yàn)部門應(yīng)在公路施工階段，認(rèn)真驗(yàn)收、交接，檢測(cè)和記錄對(duì)路基質(zhì)量有影響的主要指標(biāo)，為提高后續(xù)施工的質(zhì)量提供參考。

2 探討二灰穩(wěn)定碎石類基層材料

二灰碎石基層有良好的骨架結(jié)構(gòu)，且粗集料緊密排列。二灰作為膠結(jié)材料與密實(shí)的集料一起填滿骨架空隙，使整個(gè)骨架膠結(jié)成為穩(wěn)定的整體。通過對(duì)國(guó)內(nèi)施工案例的統(tǒng)計(jì)和調(diào)查，采用二灰或水泥碎石基層修筑的路面基本都獲得良好的效果。但仍然有一些缺點(diǎn)暴露出來，筆者著重分析二灰穩(wěn)定碎石這種材料做基層暴露出的缺點(diǎn)，提出合理改善的意見。

原因分析：查閱相關(guān)資料結(jié)合筆者的工作經(jīng)驗(yàn)分析得出，其原因主要為基層混合料的配合比不當(dāng)，碎石骨料級(jí)配不合理。在處理時(shí)，要著重考慮影響質(zhì)量的這些因素：基層粒料偏細(xì)、收縮性大、反射裂縫嚴(yán)重和二灰類基層早期強(qiáng)度低等問題也比較突出。細(xì)集料為主體時(shí)，對(duì)水比較敏感，所以基層在施工時(shí)容易受到干縮裂縫的困擾。

解決措施：在組成比例合適的條件下，二灰和細(xì)集料組成的砂漿，細(xì)集料能大大地改善二灰的性能，使得砂漿與單純二灰相比，具有較高的強(qiáng)度和較好的抗收縮性能。可以采用合理級(jí)配的二灰穩(wěn)定碎石混合料，這種混合料壓實(shí)成型后，會(huì)具有較高的強(qiáng)度和抗裂性。其工作原理如下：施工用的石灰在水溶液中會(huì)產(chǎn)生水解作用。

氫氧化鈣這種物質(zhì)，能夠溶解于水，在水溶液中電離解成Ca2+和OH-，在反應(yīng)過程中散發(fā)微量的熱。同時(shí)石灰與粉煤灰中的物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，產(chǎn)生硅酸鋁酸鈣等類型的沉淀，形成膠結(jié)物；另一是表面的化學(xué)反應(yīng)，即其新相直接結(jié)晶在顆粒表面。

溶液中的氫氧化鈣也可以與空氣中的CO2反應(yīng)，溶解出的Ca2+與CO2的水溶液產(chǎn)生反應(yīng)：

按照規(guī)范要求，設(shè)計(jì)采用石灰粉煤灰碎石這種材料做基層時(shí)，石灰與粉煤灰的比例常用l：2～1：4，石灰粉煤灰與級(jí)配碎石的比應(yīng)是20：80～15：85。如果由于施工要求，為了提高二灰碎石的早期強(qiáng)度，也可以外加1%～2%的水泥。強(qiáng)度要求和選定的配合比有關(guān)，平均抗壓強(qiáng)度R應(yīng)符合下面公式的要求：

式中：Rd——設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度；

cv——試驗(yàn)結(jié)果的偏差系數(shù)；

za——標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表中的保證率(通常在高速公路和一級(jí)公路中，取保證率95%)。

在滿足規(guī)范強(qiáng)度的情況下，確定合適的配合比(見圖 1)。

從圖1中，可以分析出無(wú)淪在哪個(gè)齡期二灰穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度均隨著齡期的增加而增大。同時(shí)可以明顯地根據(jù)線形走勢(shì)，看出SY(二灰穩(wěn)定級(jí)配碎石)抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)速度比GF(二灰非級(jí)配碎石)快。

3 二灰穩(wěn)定碎石施工時(shí)的質(zhì)量控制

3.1 分析公路本身的性質(zhì)

公路工程施工管理由于其本身的復(fù)雜性，龐大性，所以是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，涉及的內(nèi)容包括勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工等，所涉及的各方面都必須有良好的管理。道路施工項(xiàng)目管理有以下特點(diǎn)：(1)變化性：在公路工程項(xiàng)目建設(shè)中，施工的環(huán)境，施工手段和施工材料都會(huì)不斷地變化。(2)整體性：工程項(xiàng)目的質(zhì)量、進(jìn)度、成本管理是一項(xiàng)系統(tǒng)管理工作，既要有總的計(jì)劃安排，又要有各個(gè)分項(xiàng)工程發(fā)展階段制訂的詳細(xì)計(jì)劃，且它們之間相互聯(lián)系、相互影響。(3)不平衡性：工程項(xiàng)目發(fā)展的各個(gè)階段內(nèi)的計(jì)劃和實(shí)施控制的方式有不同，具有很大的不確定性。

3.2 路基壓實(shí)工藝的控制

為保證路基的質(zhì)量，必須嚴(yán)格按照我國(guó)的《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行嚴(yán)格施工，施工過程中質(zhì)量控制的主要項(xiàng)目有：含水量、集料級(jí)配、石料壓碎值、混合料配合比、拌和均勻性、壓實(shí)度、彎沉值等。采用合理的含水量；碾壓遍數(shù)；最佳的機(jī)械配套；適宜的松鋪厚度，加上優(yōu)化的施工組織等等措施確保工程質(zhì)量。

二灰穩(wěn)定碎石基層，在選取集料時(shí)，其最大尺寸不能大于31.5 mm,外形應(yīng)選擇立方圖塊。集料的選擇應(yīng)有一定級(jí)配，在施工時(shí)可以參照表1所列的數(shù)據(jù)。

表1 二灰穩(wěn)定碎石合理級(jí)配及級(jí)配范圍表

基層材料在施工時(shí)，采用連續(xù)式拌和機(jī)，先將消石灰和粉煤灰按比例用裝載機(jī)預(yù)拌，悶料不少于24 h。拌好后采用高馬槽、大噸位、車況較好、保水性好的自卸汽車來運(yùn)輸二灰碎石混合料。這樣可以減少混合料在空氣中暴露的面積。在攤鋪時(shí)，目前由于二灰的特殊性質(zhì)與施工技術(shù)的原因，尚沒有采用攤鋪機(jī)攤鋪混合料。施工人員通常采用推土機(jī)結(jié)合平地機(jī)攤鋪，這樣就會(huì)增加手工操作，同時(shí)平整度也不易得到保證，所以需改進(jìn)施工方法。在基層施工時(shí)壓實(shí)是二灰碎石混合料的關(guān)鍵，采用鋼輪壓路機(jī)、輪胎壓路機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)，能達(dá)到高的相對(duì)密實(shí)度混合料，且具有良好的性能。應(yīng)滿足初步密實(shí)，壓實(shí)度達(dá)到80%～85%左右，含水量控制在8.5%～9.0%，松鋪系數(shù)在攤開整形后為1.25，初壓后為1.1。兩工作段的搭接部分，應(yīng)采用對(duì)接形式。前一段拌和后，留5～8 m不進(jìn)行碾壓。后一段施工時(shí)，將前段留下未壓部分一起再進(jìn)行拌和、整型和碾壓。養(yǎng)生期間至少7d，每次要少灑水、勤灑水，始終保持基層表面處于濕潤(rùn)狀態(tài)。

3.3 合理地布置排水設(shè)施

路基里面的水對(duì)整個(gè)路基的質(zhì)量有決定性的影響，如果路基里面還有水會(huì)使得路基在受荷載作用時(shí)出現(xiàn)局部塌陷，縫隙水在凍融循環(huán)的作用下會(huì)使得路基存在很大的威脅。所以必須保證路基經(jīng)常處于干燥、堅(jiān)固和穩(wěn)定狀態(tài)。排水溝的線形要求平順，盡可能采用直線形，轉(zhuǎn)彎處宜做成弧線，其半徑不宜小于10 m，排水溝長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際需要而定，通常不宜超過500 m。挖截水溝的土填在路堤與截水溝之間，修筑傾斜坡度為2%的護(hù)坡道或土臺(tái)，路基上方有棄土堆時(shí)，截水溝應(yīng)離開棄土堆坡腳1～5 m，棄土堆坡腳離開路基挖方坡頂不應(yīng)小于10 m，設(shè)2%橫坡在棄土堆頂部并傾向截水溝。防止水流下滲和沖刷，截水溝應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)密的防滲和加固，截水溝的出水口須與其他排水設(shè)施平順銜接。在進(jìn)行路基施工時(shí)，要合理地布置排水設(shè)施，對(duì)流向路基的地下水應(yīng)予以截?cái)唷⑹韪伞⒔档退唬⒁龑?dǎo)到路基范圍以外。使得整個(gè)路段的很多管道橋涵等形成一個(gè)排水系統(tǒng)。

3.4 路基施工人員安排

在進(jìn)行路基施工時(shí)，要嚴(yán)格按照《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行相關(guān)的操作。對(duì)于不同等級(jí)的公路要求不同，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)該進(jìn)行優(yōu)質(zhì)、高效的組織安排，建立項(xiàng)目經(jīng)理部，同時(shí)監(jiān)理公司也應(yīng)該到位，同時(shí)在施工隊(duì)伍中也應(yīng)選擇一些專業(yè)的施工隊(duì)伍。這就要求在人員上進(jìn)行合理的組織安排。在技術(shù)人員選用中，對(duì)于管理工地現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員應(yīng)該熟悉此項(xiàng)工程的施工，以保證項(xiàng)目的運(yùn)行進(jìn)度和質(zhì)量要求，按照要求嚴(yán)格掌握施工進(jìn)度。

4 結(jié)語(yǔ)

要嚴(yán)格檢驗(yàn)各道工序，建立嚴(yán)格的質(zhì)量考核機(jī)制，實(shí)行質(zhì)量責(zé)任制，要嚴(yán)格控制公路路基的施工質(zhì)量。這樣才能確保整條公路的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量。施工單位在進(jìn)行路基施工時(shí)，要從路基施工的每一個(gè)細(xì)節(jié)開始重視，必須強(qiáng)化施工管理，完善施工工藝和施工方法，提高施工質(zhì)量，才能從源頭上、根本上解決問題，社會(huì)效益和工程質(zhì)量得以保證。

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