天然砂礫石在道路底基層施工中的應用

陶炳芳

（蘭州工業學院 土木工程學院，甘肅 蘭州 730050）

天然砂礫石在道路底基層施工中的應用

陶炳芳

（蘭州工業學院 土木工程學院，甘肅 蘭州 730050）

底基層是路面重要的承重層，在一些特殊的地質下若底基層材料選擇不合理，道路面層就會出現反射斷板及較嚴重的裂縫。結合戶縣新城路路基處理的工程實踐，介紹了將天然砂礫石作為道路底基層時對于砂礫石質量的控制、施工工藝及施工中出現問題的解決措施，以期為今后遇到類似特殊地質道路基層的施工提供參考。

砂礫石；底基層；質量控制；施工

0 引言

戶縣新城路為戶縣縣城東西向道路，西起經五號路，東至經七號路，道路長5 129.638 m，規劃道路紅線寬度50 m。道路在樁號K0+420處與西余鐵路平面相交。根據地質勘探資料，新城路穩定地下水位埋深為2.2～5.0 m，屬潛水類型，水位年變幅2 m左右，水位較淺。道路結構層底基層原設計為石灰穩定土，施工時由于地下水位上升而受到影響，并引起道路基層破壞，達不到設計要求。在戶縣縣城附近其他已經建成的市政道路中，道路底基層均采用灰土設計，由于地下水影響問題，道路面層反射斷板及裂縫較嚴重。建設單位對新建的新城路路基處理要求嚴格，加之新建道路為市政道路，要與附近數條已成道路相接等原因，致使該路面高程不能抬高。經與建設單位、設計單位洽商，建設單位和設計單位同意將原先設計的灰土底基層變更為天然砂礫石底基層，厚度則維持不變。

由于天然砂礫石底基層在市政道路工程中應用較少，且天然砂礫石在市政道路的施工技術及方案沒有具體可行性的依據，為此本課題組將道路樁號K4+000～K4+100機動車道作為試驗段。通過試驗段的施工，獲得與施工有關的技術數據，以便指導和控制全線路基的施工質量和進度。

1 天然砂礫石質量控制

1.1 砂礫石材料級配要求

砂礫石材料屬于無粘結顆粒材料，強度的形成主要依靠顆粒之間的嵌擠、密實原理。因此對砂礫石原材料，首要一點就是砂礫石的級配必須滿足規范要求[1]。

本工程所用天然砂礫石產自戶縣澇河。對于天然砂礫石中37.5 mm以下的砂礫石進行篩分，除去個別明顯粗骨料集中和細骨料集中的料堆外，其余料堆篩分結果符合規范要求，如表1所示。

表1 篩分結果表

1.2 天然砂礫石壓實度檢測[2]

根據《公路土工試驗規程》（JTG E40—2007），對于最大粒徑大于37.5 mm的集料，不能用正常的重型擊實法來確定其最大干容重。若采用規程中的振動臺法來測定其最大干容重，則由于料場的天然砂礫石顆粒形狀、顆粒組成變異性較大，因此所測得的最大干容重數值差異性也較大?，F場檢測的密實度所對應的最大干容重無法查找，實際操作性差。因此借鑒公路天然砂礫石施工經驗，采用水準儀測沉降的方法來確定壓實度。

具體做法是：按照《公路工程質量檢驗評定標準》（JTGF 801—2012）要求的壓實度檢測頻率，用石灰在天然砂礫石底基層表面布點，當壓路機碾壓后測得的高差小于規定值時，即可認為壓實度符合要求。

壓路機碾壓遍數及各測點相應的沉降量見表2。

由表2可以看出，振動4遍后沉降值已穩定在3 mm以內，說明此時天然砂礫石已經達到較高的壓實度，但振動5遍后有部分沉降值為負值，說明路基出現了回彈。初步確定碾壓遍數為4遍，沉降值控制在3 mm。

1.3 天然砂礫石最大干密度和最佳含水率確定[3]

在實驗室通過對比試驗，確定天然砂礫石的最大干密度和最佳含水率，見表3。由表3得出：天然砂礫石的最大干密度為2.20 g/cm3，最佳含水率為4.9%。

表2 壓路機碾壓遍數及各測點的沉降量

表3 天然砂礫石最大干密度和最佳含水率

2 天然砂礫石試驗段底基層施工工藝

天然砂礫石試驗段底基層施工工藝包括：施工準備→運輸和攤鋪集料→整型碾壓→養護→檢查驗收。

2.1 施工準備

新城路地下水位較淺，下承層施工前應先進行降水施工，待水位下降后再進行下承層施工。砂礫石底基層的下承層表面應平整、堅實，嚴格執行《城鎮道路工程施工與質量驗收規范》（CJJ 1—2008），具有設計規定合格的高程、寬度、橫坡度，沒有松鋪現象，臨時排水良好；下承層的平整度和壓實度必須通過試驗檢查，并經驗收合格。

2.2 運輸和攤鋪集料

2.2.1 攤鋪厚度的確定

天然砂礫石厚度為50 cm，一層攤鋪厚度較大，用振動壓路機碾壓時不能密實，應分層攤鋪。當分三層攤鋪時，每層壓實厚度為17 cm，厚度較薄，第二層攤鋪時運輸車在砂礫石上運輸對路床影響較大，容易破壞路床。當分兩層攤鋪時，規范要求攤鋪厚度不應大于30 cm，取攤鋪厚度為30 cm，按要求進行碾壓后測得壓實厚度為25 cm。兩層攤鋪厚度滿足底基層厚度要求，且符合規范要求，故攤鋪厚度取30 cm。

2.2.2 運料和攤鋪

首先根據路段底基層的寬度、厚度及預定的干密度計算各段需要的集料數量。擬定松鋪厚度為25 cm，根據每車料的方量和松鋪厚度在路床上打出網格，各網格橫向間距相等。用推土機將網格內的天然砂礫石料推開，均勻攤鋪在預定寬度上，表面平整，預留路拱。砂礫石在攤鋪的時候，含水率應比最佳含水率高出1%～2%，以補償攤鋪及碾壓過程中的水分損失。

2.3 整型碾壓

根據測量放樣對集料進行初步整型，整型作業可采用機械配合人工進行。當集料含水率等于或略大于最佳含水率時，應及時進行碾壓。集料過濕需晾曬，過干需灑水。碾壓遵循先輕型后重型，先快后慢的原則。碾壓過程中，集料表面始終保持潮濕，如表面水蒸發太快，應及時補灑少量的水。碾壓過程中如有彈簧、松散、起皮等現象，應及時處理，使其達到質量要求。本工程按前面確定的碾壓遍數為4遍碾壓即可。

2.4 天然砂礫石底基層的養護

天然砂礫石底基層在碾壓結束以后立刻用灑水車進行灑水養護，養生時間至少1周。如果不能及時攤鋪基層或必須經過行車碾壓，則應在開放交通后及時進行灑水養護。如果表面出現不平整，要及時用小粒徑砂礫及時填補碾壓，以保證天然砂礫石底基層的質量。

2.5 天然砂礫石質量驗收

天然砂礫石底基層其他各項質量指標均應符合《城鎮道路工程施工與質量驗收規范》（CJJ 1—2008）中的級配碎（礫）石底基層的要求。西安市正通市政工程試驗檢測有限公司對試驗段施工彎沉值進行了檢測，具體數據見表4。由表4可見，設計彎沉值為88.5 mm/（0.01 mm），實測彎沉值80.7 mm/（0.01 mm），符合設計要求。

表4 質量驗收表

綜上所述可知：

（1）天然砂礫石符合技術規范要求，適宜作為戶縣市政道路特殊地質條件下底基層填筑材料。

（2）所用天然砂礫石的松鋪系數為1.2，松鋪厚度不大于30 cm，壓實厚度為25 cm左右。

（3）作為路基填料的砂礫石含水率應控制在4.9%左右。

3 試驗段施工中出現的問題及解決辦法

經過研究，對試驗段施工中出現的問題制定了相應的解決辦法，具體見表5。

表5 存在問題及解決辦法

4 正常段施工及檢測

試驗段施工結束后，根據試驗結果確定的施工工藝，在新城路全線快車道及慢車道進行天然砂礫石底基層的大面積施工，經檢測彎沉值符合設計要求，施工質量較好。西安市正通市政工程試驗檢測有限公司對正常段施工彎沉值進行抽檢發現，設計彎沉值為88.5 mm/（0.01 mm），實測彎沉值為87.6 mm/（0.01 mm），符合設計要求。

5 結語

（1）砂礫石透水性良好，阻斷了毛細水上升對路面基層和面層的破壞，使路面結構整體表現穩定。采用天然級配砂礫料作為路基填料，充分利用了天然資源，不僅保護了農田，同時亦變廢為寶，合理解決了戶縣新城路地下水位高的低填方路段軟弱路基施工的難題。

（2）當地天然砂礫石資源豐富且距施工現場較近，采用砂礫石能合理利用當地自然資源。相比使用人工砂礫石，此舉節約了材料成本和運輸成本，具有良好的經濟效益。

（3）采用天然砂礫石具備施工難度小、易掌握、施工進度快、受雨季影響小等特點，便于以后市政道路工程遇到類似特殊地質市政道路基層的施工。

[1]高鈺。淺析公路路基天然砂礫石基層施工技術[J].科技博覽，2011(14):276-278.

[2]JTJ 034一2000,公路路面基層施工技術規范[S].

[3]梅迎軍。砂礫石作為道路基層的穩定性分析[J].桂林電子工業學院學報,2006(3):218-221.

U416.213

B

1009-7716（2017）08-0165-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.08.051

2017-03-14

陶炳芳（1976-），女，青?；ブ耍苯淌?，從事土木工程教學與科研工作。