二灰碎石基層施工技術(shù)淺析

【摘 要】以提高半剛性基層的抗裂性、抗沖刷能力和耐久性為目標(biāo)，通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)舍的研究方法，重點(diǎn)研究了二灰碎石的幾個(gè)施工中存在的技術(shù)問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】二灰碎石；施工技術(shù)；混合料配合比；養(yǎng)生

1.二灰碎石混合料的合理組成

相對(duì)天然級(jí)配（或無(wú)級(jí)配）型大粒徑集料二灰碎石而推廣采用的小粒徑連續(xù)級(jí)配型混合料組成，雖然在提高二灰碎石的早期強(qiáng)度和適應(yīng)機(jī)械化生產(chǎn)方面有所改善。但卻明顯惡化了半剛性基層的抗裂性能和抗沖刷能力，這已成為近幾年工程實(shí)踐中不爭(zhēng)的事實(shí)。近年對(duì)二灰碎石7d的無(wú)側(cè)限飽水抗壓強(qiáng)度（R7）要求由0.80MPa提高到1.1MPa，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)驟然提到38%，成了工地進(jìn)行混合料組成設(shè)計(jì)和基層施工的關(guān)鍵，年期強(qiáng)度偏低，后期強(qiáng)度很高是二灰碎石結(jié)構(gòu)的一大特點(diǎn)。

2.二灰碎石混合料的拌制

采用合格材料并以合理組成進(jìn)行了準(zhǔn)確配比以后。拌制工藝即成為能確保二灰碎石混合料優(yōu)質(zhì)的重要施工技術(shù)。高等級(jí)公路使用的二灰碎石混合料應(yīng)采用連續(xù)式拌和機(jī)集中廠（場(chǎng)）予以拌制。二級(jí)以下公路可以采取路拌方式。二灰碎石混合料拌制質(zhì)量的關(guān)鍵在于混合料的充分拌勻粗集料為基體材料的良好裹覆和合適的含水量。二灰碎石混合料的最佳含水量Wo是二灰（或基體材料）的最佳含水量與粗集料的飽和面干含水量之和。采用連續(xù)式拌和機(jī)拌制二灰碎石混合料時(shí)，單純依賴在機(jī)倉(cāng)內(nèi)噴水以使混合料達(dá)到略高于最佳含水量，都經(jīng)常表現(xiàn)為集體材料偏低甚至成團(tuán)，而粗集料仍處于干燥狀態(tài)，（遠(yuǎn)低于飽和面干含水量）造成明顯的離析現(xiàn)象，效果欠佳。合理的方法應(yīng)該是在開機(jī)拌制混合料之前2h（即當(dāng)天清晨，最好在前一天傍晚）在擬使用的集料上先行灑水，務(wù)使顆粒尺大于10mm的粗集料達(dá)到飽和面干狀態(tài)。以求粗集料在拌制混合料中為基體材所充分裹覆，這將有助于減少粗集料的離析，保證混合料的均勻性。路拌法拌制混合料。也應(yīng)向先予攤鋪的集料層灑水.確保集料的濕潤(rùn)狀態(tài)，而后鋪上按配比組成并經(jīng)預(yù)先拌勻的二灰混合料，最后進(jìn)行二灰碎石混合料的拌制工藝。

3.二灰碎石混合料的攤鋪

集中廠（場(chǎng)）機(jī)械拌制的二灰碎石混合料，可視氣候和施工條件于當(dāng)日或隔日實(shí)行攤鋪。在拌和機(jī)供料能力相對(duì)低于攤鋪機(jī)攤鋪能力的情況下，以履帶式攤鋪機(jī)攤鋪二灰碎石混合料的效果優(yōu)于輪胎式攤鋪機(jī)。攤鋪機(jī)攤鋪二灰碎石混合料的關(guān)鍵技術(shù)在于攤鋪混合料的均勻性和基層的平整性。

二灰碎石混合料攤鋪的均勻與否將全面影響到基層的使用品質(zhì)，即它不僅關(guān)系到基層的耐久性和穩(wěn)定性，而且涉及基層的抗裂和抗沖刷能力。在二灰碎石施工中，一臺(tái)攤鋪機(jī)攤鋪寬度過(guò)寬，易給所攤鋪混合料橫向的均勻性帶來(lái)不良影響。為此，二灰碎石基層一次攤鋪寬度大于8m的路幅，宜采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)攤鋪混合料的橫向均勻性。攤鋪機(jī)攤鋪混合料的行進(jìn)速度宜小不宜大，宜慢而勻、少停頓。行進(jìn)速度大.混合料接近最大公稱尺寸的粗集料極易被熨平板拉動(dòng)，造成混合料層內(nèi)上下的粗細(xì)不勻。攤鋪層厚與集料的最大公稱尺寸比例失調(diào)也將產(chǎn)生類似的弊病。

4.二灰碎石基層的壓實(shí)

壓實(shí)工序既是確保二灰碎石混合料的密實(shí)，又是促進(jìn)二灰的火山灰反應(yīng).以使基層獲得足夠強(qiáng)度和穩(wěn)定性的重要施工環(huán)節(jié)。

4.1壓實(shí)機(jī)具的選擇

采用振動(dòng)壓路機(jī)或膠輪壓路機(jī)對(duì)二灰碎石層進(jìn)行碾壓均無(wú)不可。但在組合使用剛輪和膠輪碾壓機(jī)具時(shí)，必須合理安排壓路機(jī)的碾壓程序。過(guò)早使用重型壓路進(jìn)行碾壓，不僅會(huì)惡化基層的橫向平整度，而且由于基體材料過(guò)多的被提升至層面，將構(gòu)成易于唧漿的軟薄層。因此，當(dāng)組合使用碾壓機(jī)具碾壓二灰碎石基層時(shí)，宜采取先輕后重，先靜后振和先鋼后膠的碾壓方式，以求取得密實(shí)、穩(wěn)定、均勻和平整的最佳碾壓效果。

4.2壓實(shí)厚度及壓實(shí)成型時(shí)間

二灰碎石一層的壓實(shí)厚度以15cm為宜。壓實(shí)厚度增加，極有可能造成層底混合料的壓實(shí)度不足，其密度較疏松的基體材料將由結(jié)構(gòu)裂縫的滲水或其它方式積聚的水份在車輪荷載作用下產(chǎn)生動(dòng)力沖刷而形成唧漿損壞。采取過(guò)多或過(guò)強(qiáng)振動(dòng)的碾壓方式，雖能增大基層的壓實(shí)度，但卻驟增了由于混合料中粗集料的過(guò)多破碎而損害二灰碎石結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的風(fēng)險(xiǎn)。工程實(shí)踐和試驗(yàn)都證明：適當(dāng)延遲二灰碎石混合料的壓實(shí)成型時(shí)間，以增加混合料中堿性溶液的濃度，將有利于火山灰反應(yīng)的進(jìn)行而使二灰碎石的早期強(qiáng)度獲得顯著提高。適當(dāng)延遲混合料的壓實(shí)成型時(shí)間，也將有助于消除石灰粉消解顆粒因遲緩消解時(shí)的體積膨脹對(duì)二灰碎石層密度和強(qiáng)度的不利影響。因此，二灰碎石的施工，一般不宜在混合料攤鋪的當(dāng)日即行充分壓實(shí)，而應(yīng)采用鋪筑的當(dāng)日基本碾壓成型。必要時(shí)（尤其是夏季晴日）適量灑水過(guò)夜、隔日再行復(fù)壓密實(shí)的施工工藝。采用磨細(xì)生石灰粉鋪筑的二灰碎石基層，更應(yīng)采取當(dāng)日壓穩(wěn)、隔日壓實(shí)的施工工藝。

5.二灰碎石基層的養(yǎng)生

繼混合料的配比組成、拌制、攤鋪和壓實(shí)之后的早期養(yǎng)生工藝是二灰碎石基層前已獲得的施工質(zhì)量能否鞏固和提高的施工技術(shù)問(wèn)題。一旦養(yǎng)生不當(dāng)，輕則損及基層的強(qiáng)度和耐久性。重則可使原本屬于優(yōu)異品質(zhì)的基層最終因未能形成半剛性板體結(jié)構(gòu)而前功盡棄。早期養(yǎng)生必須是二灰碎石基層施工終結(jié)成功的最后一搏。二灰碎石基層的早期養(yǎng)生一般宜控制為7～10d。早期養(yǎng)生關(guān)鍵在于保持基層的濕潤(rùn)，避免烈日曝曬和控制車輛行駛。二灰碎石基層通常采取灑水法養(yǎng)生；夏日高溫季節(jié)采用這種養(yǎng)生方法，不僅灑水工作量大，而且難以避免基層水分的快速蒸發(fā)而至層面泛白。早期養(yǎng)生的基層失水過(guò)快和收縮應(yīng)變過(guò)大（≥500×10-6），不僅嚴(yán)重阻礙了二灰火山灰反應(yīng)的進(jìn)行，影響到基層的強(qiáng)度，而且迅速造成了基層的干縮裂縫。因此，二灰碎石基層宜于采用土工布一類薄膜覆蓋法進(jìn)行養(yǎng)生；或在基層灑水養(yǎng)生2—3d并經(jīng)質(zhì)量檢測(cè)合格后，再進(jìn)行瀝青下封法養(yǎng)生；土工布覆蓋或?yàn)r青下封均造成濕熱的養(yǎng)生條件，即有利于二灰碎石基層早期強(qiáng)度的快速增長(zhǎng)，又可有效的避免干縮裂縫的產(chǎn)生。

6.二灰碎石基層施工用水

6.1施工用水對(duì)二灰碎石強(qiáng)度的影響

二灰碎石強(qiáng)度（尤其是后期強(qiáng)度）的形成，主要依賴石灰、粉煤灰的火山灰反應(yīng)。這一反應(yīng)實(shí)質(zhì)是粉煤灰中的硅、鋁物質(zhì)在堿性溶液中的水化過(guò)程，亦即CaO—Si02一Al2O3一H20四元系統(tǒng)反應(yīng)?；鹕交曳磻?yīng)的早期生成物大多呈凝膠和低結(jié)晶狀態(tài)，強(qiáng)度微弱。隨著齡期的增長(zhǎng)，生成物由低結(jié)晶度向高結(jié)晶度轉(zhuǎn)化，強(qiáng)度大幅度提高。石灰與粉煤灰之間的火山灰反應(yīng)，即由生成凝膠的最終轉(zhuǎn)化成高結(jié)晶度的全過(guò)程都必須在含水的條件下進(jìn)行。

6.2最佳施工用水量分析

在理論上，生石灰消解的用水量?jī)H為CaO含量的32.1%，考慮到生石灰消解過(guò)程中大量放熱蒸發(fā)水分的作用，以及欠火、過(guò)火石灰的緩慢消解過(guò)程。其實(shí)際用水量需較理論用水量增加1～2倍，即為500—800kg，方能確保生石灰的充分消解（消石灰呈粉末狀，并保持一定的濕度），過(guò)多的用水將造成消石灰過(guò)濕成團(tuán)，影響到二灰碎石混合料拌制的均勻性。二灰類混合料必須在充分的水條件下進(jìn)行火山灰反應(yīng)。此肘，硅、鋁離子在堿性的膠狀溶液中與鈣離子緩慢地結(jié)合為水化硅酸鈣（C—S—H）和水化鋁酸鈣（C—A—H）兩類新生礦物，所以許多研究表明：二灰類混合料的飽水抗壓強(qiáng)度以水中養(yǎng)生為最高，濕養(yǎng)居中，空氣養(yǎng)生為最低。工程實(shí)踐同樣證明，二灰碎石7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度以含水量大于w。的-2%為最高。等于w。的居中，小于w。的1-2%為最低。

總之，在相關(guān)理論指導(dǎo)下，結(jié)合施工實(shí)際，深入分析了影響二灰碎石基層施工質(zhì)量的一系列因素，并分別加以討論研究。提出了最優(yōu)施工方案和施工中的注意事項(xiàng)及遵循的原則，得出了控制好二灰碎石混合料的合理組成、拌制、攤鋪和二灰碎石基層的科學(xué)壓實(shí)、養(yǎng)生方法及最佳施工用水量才是提高二灰碎石基層施工質(zhì)量的關(guān)鍵的結(jié)論。 [科]