公路碎石基層施工質量控制技術探析

栗麗海

（張家口市交通運輸局，河北 張家口 075000）

0 引言

對于公路來說，基層的重要性不言而喻，其中二灰碎石基層是一種較為常用的公路基層。就目前二灰碎石基層的應用情況來看，必須對二灰碎石基層的原材料進行嚴格的選取，同時應嚴格確定二灰（石灰和粉煤灰）的配合比例。

1 原材料的質量控制

1.1 粉煤灰的選取

對于二灰碎石基層來說，粉煤灰是一種重要原材料。粉煤灰是火力發電廠燃燒煤粉產生的粉狀灰渣，絕大多數粉煤灰的主要成分是二氧化硅（SiO2）和三氧化二鋁（Al2O3），其總含量超過70%，氧化鈣（CaO）含量一般在2%～6%，這種粉煤灰被稱為硅鋁粉煤灰。個別地方的粉煤灰含有10%～40%的氧化鈣，這種粉煤灰被稱為高鈣粉煤灰。粉煤灰的燒失量一般小于10%，有的則在20%以上。燒失量過大將明顯降低混合料的強度。粉煤灰的粒徑變化在0.001～0.3mm 之間，但大部分在0.01～0.1mm之間，其比表面積一般在2000～3500cm2/g之間。

不同有效成分含量和細度的粉煤灰對二灰碎石的影響差別較大，同樣的配合比（7∶13∶80）筑建的二灰碎石其7d 強度在0.8～2.0MPa之間變化。另外，含水量也是施工控制的重點。粉煤灰在沉積池中的層位、部位不同，則含水量不同，有的差別較大。含水量過大時，粉煤灰顆粒會凝聚成團，少量不易破碎，且過濕的粉煤灰不易通過下料斗的開口，直接影響預先設置的配合比和拌和機的產量。

1.2 石灰選取

工程實踐效果表明，影響二灰類質量的除了石灰質量等級（《公路工程施工技術規范》中規定為Ⅲ級以上石灰）外，另一個主要因素是有效劑量即二灰混合料中參與各種化學、物理反應的石灰顆粒比表面積。石灰顆粒越小，比表面積越大，反應越充分。石灰消解產生大量的熱能，防護不好會給人體帶來傷害。飛揚的粉塵污染環境，也損害人體的呼吸道。大多數施工單位采用人工消解石灰，效率低、質量不穩定。石灰往往堆得較高，工人用大量灑水或是輔助帶噴嘴的鋼管深入內部灑水，往往上面水量多了，而下部水量不足。一些單位采取裝載機翻堆二次消解的方法，在一定程度上解決了消灰質量不均的問題。近年來，一些單位采用石灰消解機，消灰質量和效率有了很大的提高，但推廣范圍有限。石灰應異地消解，貯料場覆蓋存放，這是提高消石灰質量的有效措施。石灰在非使用地采用薄層消解，把石灰攤薄，厚度不超過1m均勻澆水，含水量容易控制。消解后初步悶料，用裝載機翻堆進一步悶料，過篩，然后運到拌和場覆蓋備用。薄層消灰用水量易于控制，石灰消解比較充分，且經過二次倒運，進一步混合，多一次悶料過程，質量均勻性有了保證。

1.3 石料選取

根據石料來源、工藝水平、施工管理狀況確定備料分為幾個粒級，粒級越多，拌出的混合料越穩定。如果碎石來自不同的料場，或由供料商供應，就要多分一個粒級；自辦料場或聯合加工就可以少一個粒級。以前，有些單位習慣備0～31.5mm混合料，這在較低等級公路上勉強可用，在高速公路上這是非常錯誤的做法，要嚴格禁止。應鼓勵或強制施工單位自辦料場加工碎石，這是解決混合料級配不穩定的有效措施。

1.4 碎石的堆料高度

對碎石的堆料高度也應該進行限制。有些承包商為了節省占地，備石料時堆得很高，在料堆上修筑坡道，自卸汽車上到頂部，從上往下卸，較大的石料溜下來，一層又一層，自然離析，給混合料的生產帶來隱患。一般來說，石料堆放高度不超過2m就能保持較好的自然的狀態，對均勻性不會產生太大的影響。

2 碎石基層的配合比

二灰碎石具有良好的力學性能、板體性、水穩性和一定的抗凍性。優良的組成設計是保證工程質量的技術關鍵，是搞好二灰碎石基層施工的第一步。影響或控制配合比設計有兩個主要指標，一是強度，二是抗裂性。強度指標在設計文件或《公路工程施工技術規范》中已明確，廣大技術管理人員都比較重視，在施工中得到了較好的貫徹。

二灰碎石材料容易產生收縮變形，基層的收縮開裂不僅破壞基層結構的整體性從而降低其強度，而且向上反射，影響瀝青面層。由于變形檢測技術和儀器復雜，抗裂性指標沒有寫入《公路工程施工技術規范》。要建設高質量高速公路，還必須考慮二灰碎石的抗裂性。導致二灰碎石基層收縮變形的因素很多，其中主要有環境溫度、相對濕度等外因，以及組成材料與外摻劑相互作用生成新相的相變過程等因素兩部分。這些因素引起的收縮可以歸納為硬化收縮、溫度收縮以及干燥收縮三類來考慮。一般認為，基層材料的三類收縮中以溫度收縮較為重要。

二灰碎石基層材料的開裂模式可以直觀地理解為在溫度作用下產生的收縮應變超過了材料自身所能承受的最大拉應變。“高強度+低剛度”有利于材料極限拉應變值的提高。根據集料所占有的比例，二灰碎石材料可分為懸浮式和密實式結構。《公路工程施工技術規范》中規定集料占80%以上即為密實式結構。即使是密實結構，碎石混合料中4.75mm以下細集料所占比例約為30%～45%，加上10%～20%的二灰結合料，總量要占到40%～65%。換算成體積，則比例更大。一般認為，收縮是由細集料、粉料引起的，因此必須高度重視這部分材料，加以控制，經過試驗進一步優化二灰碎石混合料級配范圍。

3 施工設備要求

安裝拌和樓的數量和型號應根據承擔的任務來決定。結合實踐經驗來分析，對于一條四車道高速公路，一個攤鋪作業面需要安裝一臺500型或兩臺300型的拌和樓，前者優于后者。一臺拌和樓不必考慮出料均勻一致的問題，配套發電機、裝載機較少，故障較少，管理人員、輔助工人也較少，費用較低。

路面施工是投入大、見效快的項目。各單位都實行成本核算，一旦拌和樓發生故障導致停工，其他設備也就只能閑置。一個作業面2臺攤鋪機、5臺壓路機、3臺裝載機一天的費用在3萬元左右，經濟損失不容忽略。必須配置高性能的、狀態良好的拌和樓。一臺500型的拌和樓，售價在70萬元左右，新的與舊的相比、狀況好的與差的相比，工期可提前1個月，工程管理的效益一目了然。任何設備都會出故障，為了保證工期和質量，或贏得最佳經濟效益，就必須加強設備管理，加強維修保養。攤鋪機、壓路機等設備可備用1臺，以防止停工、誤工，如工期緊，這也是搶工期的一項好措施。

4 拌合施工質量控制

混合料的生產是二灰碎石的關鍵工藝，粒料是由拌合樓采用連續式拌和缸生產，各種材料是由皮帶電子秤計量，具有產量高、維修方便等特點，但配比誤差較間斷式拌和樓大。電子秤計量的是各種材料的總量，即干料重加水重，水是影響配合比準確性的重要因素。石灰、粉煤灰含水量為20%～40%，有時更大。所以要求備料時必須將含水量控制在一個小范圍內。一方面要防止材料被雨淋，以免增加含水量的不均勻性；另一方面，施工現場必須及時跟蹤檢測各種材料的含水量，一個簡便的方法就在現場試驗室配備微波爐，幾分鐘內測出含水量，及時調整電子秤控制器，使生產的混合料滿足配合比的要求。

5 攤鋪施工質量控制

二灰碎石攤鋪前應重視下承層的檢查和準備，必須對二灰土底基層足量灑水，這是因為二灰碎石混合料是在最佳含水量下拌和的，沒有多余的水分，若二灰土干燥，則勢必會吸收二灰碎石混合料中的水分，影響強度形成。路肩培土要保證一定的含水量，以便于整形壓實。二灰碎石混合料攤鋪時，預先在路肩側面鋪設塑料薄膜，防止混合料水分散失而影響邊緣部分混合料強度形成。

6 結語

二灰碎石基層作為高等級公路路面的過渡層，是很重要的路面結構層之一，其質量的好壞直接影響路面的使用效果。各施工單位在施工過程中應遵照其施工技術規范要求，嚴格把好二灰碎石基層施工質量關，以確保工程的整體質量。

［1］李麗民，何兆益.瀝青二灰碎石基層設計與施工［J］.中南公路工程，2006，（5）：118-119.

［2］程興記.淺談公路二灰碎石基層的施工［J］.山西建筑，2003，（16）：31-33.

［3］李麗民，何兆益.瀝青二灰碎石基層設計與施工［J］.中南公路工程，2006，（5）：11-15.