柬埔寨級配碎石基層施工

顏志明

（上海建工集團股份有限公司海外事業部 上海 200032）

0 引言

級配碎石基層目前已廣泛運用在柬埔寨公路建設上，其具有成本低、易施工和適應性強等優點。但作為一種柔性路面結構層，也存在著剛度低、易變形、易出現疲勞破壞等缺點。在較低的工程造價條件下，為滿足柬埔寨重載交通的特點，我們在不斷優化材料設計方法，提高級配碎石設計標準，設計出路用性能更為優良的級配碎石結構層，與此同時在施工工藝的適用性上也進一步改良，充分發揮出級配碎石的優點。

1 級配碎石的力學特性

級配碎石是一種各項同性的顆粒材料結構層，從結構強度形成機理上看，碎石基層主要來源于碎石顆粒本身的強度以及顆粒之間的嵌擠力。碎石的抗壓強度受地方材料性質影響，各地材料抗壓強度、表面紋理、粗糙程度各不相同。不同的破碎工藝也會造成碎石的棱角性能的巨大差別。通過我們試驗研究發現，當壓實度為97%～99%時，試件壓實度每提高1%，級配碎石抗壓強度提高11．6%～43．7%、回彈模量提高17．1%～20．0%，目前我們對柬埔寨項目的壓實度要求達到101%以上，以保證級配碎石的強度。

2 當地路面施工特點和現狀

2.1 開放式施工

近些年當地公路項目多為改建和擴建性質，需在確保社會交通正常運行的條件下施工，道路施工組織干擾大。現場組織施工時多采用半幅填筑施工，與國內封閉施工項目相比，對施工現場的安全和質量管控有更高的要求。

2.2 級配碎石基層填料的選擇控制較弱

大部分當地的級配碎石基層施工對材料把控并不嚴謹，常常就近選擇當地采石場生產出來的未篩分級配碎石進行施工，比例不均勻且含泥量較高，從而導致成型級配碎石基層的水穩定性差及CBR值較低。

2.3 碾壓設備配備較差

當地一般使用15T以下的鋼輪壓路機進行碾壓，難以保證級配碎石基層的密實度。

2.4 級配碎石施工工藝不成熟

由于當地施工隊伍的級配碎石施工技術水平較低并且對已成型的級配碎石基層沒有灑水養護的概念，從而導致無法保證級配碎石基層的施工質量，大大縮短了道路使用壽命。

3 質量控制要點分析

3.1 前場施工設備配備

在開工前，施工設備的相應配備是保證級配碎石施工質量的前提，我們對前場施工設備作出具體的要求，如下：

1臺攤鋪機（攤鋪寬度5.2m以上）、2臺灑水車（16000L以上）、1臺平地機（刀片3.8m以上）、2臺輕型單鋼輪壓路機（10T以上）、3臺22T單鋼輪壓路機、1臺膠輪壓路機（20T以上）。

3.2 施工組織及部署

項目開工前需對當地碎石來源、氣候條件及水源做好詳細的調查和掌握，以便編制可操作并具實施性的施工組織設計。級配碎石基層施工組織和部署時可從以下幾點來提高和保證基層施工質量：

（1）盡可能選在旱季施工，確保不受雨水的影響，便于控制級配碎石的含水量，以確保正常施工。

（2）合理安排和部署碎石的采購以及備料，因為當地采石場產量較小，而旱季為施工高峰期，較易發生供料不及時的情況，通常提前儲備一定量的碎石，保證旱季正常施工。

（3）統籌好路基和路面施工，確保每個路面施工段施工前其路基至少經歷一個雨季的沉降期。確保下承層足夠穩定后再進行基層施工。

（4）認真做好面層施工前級配碎石基層的養護工作，并盡早安排透層的施工，以確保其結構的完整性。

3.3 填筑材料的選擇和控制

級配是影響級配碎石強度與剛度最重要的因素。一般來說，級配碎石密實度越高度，其CBR值、回彈模量及越大，抗永久變形能力越強。我們采用連續級配的設計方法設計級配，但由于理論模型與實際情況有差距，僅根據這些理論并不能設計出性能良好的級配碎石，所以我們將設計的2～3組級配通過實驗段數據中的干密度比對來選定級配。同時控制好以下幾點：

（1）材料的選擇必須嚴格按照規范要求進行原材料的標準試驗，務必確保填料壓碎值、針片狀含量、含泥量、細集料的液塑限及CBR試驗滿足規范要求。

（2）混合料小于0.075mm的含量宜控制在5%～7%之間，重點監測4.75mm、2.36mm、0.6mm、0.075mm的篩網通過率。

（3）在基層施工階段試驗員每天應對拌合樓生產出的混合料進行水洗篩分試驗，按照試驗頻率要求做重型擊實、篩分、CBR等試驗，如果發生級配與現場干密度有變化時及時進行調整，防止原材料發生變化對施工質量造成影響。

3.4 底基層準備

對底基層嚴格進行壓實度、彎沉值、高程、平整度等規范指標驗收工作。級配碎石基層施工前應對底基層面進行清掃，并適量灑水濕潤，以保證上下層連接面的質量。

3.5 一般路段級配碎石基層施工工藝控制

3.5.1 基層施工參數的確定

選擇200m長度路基作為試驗段以獲得施工期間各項控制參數。

第一天：10T輕型壓路機靜壓1遍初平→10T輕型壓路機弱振1遍穩料→22T壓路機弱振2遍→22T壓路機強振3遍→22T壓路機弱振2遍→隨機選擇兩處檢測壓實度→22T壓路機弱振2遍→剛剛兩個檢測點邊部0.3m范圍內再次測壓實度→直至壓實度基本無變化→灑水車進行補水至表面濕潤后，人工鋪撒石粉→18T膠輪壓路機碾壓2遍進行提漿，以表面均勻泛漿為止。

第二天：22T壓路機弱振2遍復壓→隨機選兩處檢測壓實度→直至壓實度基本無變化通過試驗段壓實度檢測數據可確定其現場最大干密度及最佳施工工藝組合，根據目前在柬埔寨的施工經驗，一般現場施工質量控制的最大干密度與試驗室試驗得出的最大干密度比值為1.03～1.05之間。

3.5.2拌和

（1）級配碎石采用集中廠拌法。為使現場級配碎石能夠在接近最佳含水量下碾壓，需根據天氣、運距等因素實時調整，做到配料準確，拌和均勻，無粗細料離析現象。

（2）拌和現場配備一名試驗員跟蹤檢測拌和料的含水量及各種集料的配比情況，發現異常及時調整或停止生產。含水量根據天氣情況、溫度變化情況檢查，做好記錄。

（3）拌合樓區，所用的礦料應按要求分開堆放，上料時運料鏟車不宜鏟過深避免將料堆底部的泥塊鏟入生產料倉中。拌合樓四個料倉口頂部應加木板或鋼板，防止上料過滿導致頂部各檔料竄料現象發生，對級配造成影響。對于超出粒徑范圍的碎石要有專人在料倉處清理，避免因缺料或下料倉堵塞發生斷料現象，影響混合料級配與拌和速度。

（4）拌和好的混合料應做到配料準確，拌和均勻，集料粒徑組成以及級配范圍符合混合料組成設計要求。

3.5.3 運輸

（1）出料斗距離運輸車運料倉倉底不宜過高，防止下料過程中混合料離析。運輸自卸汽車的數量根據運距來定。

（2）裝車時，可按“前-后-中”移動位置以使拌和樓拌缸中流出的混合料不離析。

（3）運輸時料斗上用篷布覆蓋，以減少混合料含水量的喪失。運輸過程中保持勻速行駛，以減少運輸途中的離析。運料車在攤鋪作業面以外調頭，倒退駛入攤鋪現場，避免破壞下承層。

（4）攤鋪機前保持1～2輛料車等候卸料，等候車輛與攤鋪機保持20～30m距離，靠邊停車。卸料時設專人指揮，確保自卸車在攤鋪機前20～30cm前停車，避免碰撞到攤鋪機。自卸車松手剎，由攤鋪機推動前進。

3.5.4 攤鋪

（1）柬埔寨地區市政公路車流量大，級配碎石基層單日施工面積控制在5000m2內（此施工面積的數據是根據要求的碾壓工藝及碾壓設備配備一天正常施工10h能有效碾壓完成的面積），攤鋪機當日掉頭次日完成剩余半幅施工，要求控制施工進度、確保碾壓密實。

（2）攤鋪時，攤鋪機應勻速行駛，控制平整度與松鋪厚度。同時調節好螺旋布料器兩端的料位傳感器，使料斗內的鏈板送料器速度與螺旋布料器的轉速保持勻速一致。

（3）攤鋪速度應勻速前進，保證邊線順直，攤鋪機葉片向兩邊應均勻送料，混合料應滿葉片2/3以上，以防離析。

（4）開始攤鋪3～6m長時，應立即檢測攤鋪面的標高和橫坡，不符合設計要求時，應適當調整熨平板高度和橫坡直到合格，再進行攤鋪。正常施工時，攤鋪機每前進10m，檢測人員應檢測一次攤鋪機的標高、橫坡。

（5）攤鋪中應有專人對攤鋪厚度進行檢查，尤其是級配碎石靠近中樁和邊樁的厚度，主要目的是確保道路橫坡及基層的厚度符合設計要求。若攤鋪厚度低于要求的松鋪厚度，應及時調節攤鋪機的高程控制傳感器。

（6）攤鋪機行進時，應始終保持同路線方向行駛，攤鋪機行走時標尺上自然垂落的左右測平傳感器的中心應對準級配碎石左右控制邊線，以保證攤鋪寬度、厚度。

（7）螺旋布料器兩邊攤鋪過程中應及時觀察級配材料，發現級配有較大變化應暫停施工，及時聯系拌合樓確認原因。攤鋪機攤鋪混合料時，因故中斷達2h以上或一天的工作段結束時必須設置橫縫，攤鋪機應駛離混合料末端。

3.5.5 碾壓

（1）碾壓原則。

①碾壓施工應遵循“先輕后重、先弱后強、先慢后快、先邊緣后中間”的原則，在設超高的平曲線段，由內側路肩向外側路肩進行碾壓。

②根據其厚度和級配類型采用不同的碾壓組合，碾壓時應以22t振動壓路機和重型輪胎壓路機（≥20t，重量不夠需配重）為主，輕型壓路機靜碾為輔，三種壓路機交叉作業的方式，充分發揮各種壓路機的性能。

③振動碾壓應控制振動頻率和碾壓速度，壓路機的起動、停止、變速要平穩，所有靜壓和振動碾壓均應控制速度不能太高，控制在1.5-2.0km/h（基本為人慢走的速度），第一遍穩壓時，倒車要盡量原路返回，換檔位置應在已壓好的段落上。在未碾壓的一端換檔倒車位置應錯開成齒狀。一般情況下，30～50m作為一個碾壓段。碾壓段落必須分明，設置明顯的分段標志。碾壓時應重疊1/2輪寬。壓路機停車時應停在已碾壓好的路段上，且位置要錯開，相距不小于3m。同時，嚴禁壓路機在碾壓剛完成或正在碾壓的路段上調頭或急剎車，以免對底基層造成破壞。

（2）碾壓工藝。

根據以往現場實踐經驗和試驗路段證明，弱振有利于結構層中間到表面這部分的密實，強振最有利于結構層中間到層底這部分的密實，而膠輪可以使面層混合料顆粒發生搓揉，重新就位并能提漿。因此將膠輪碾壓、22T鋼輪壓路機的弱振、強振的這些特性有效的結合起來才能夠到達級配碎石最有效的碾壓效果。

碾壓時含水量控制：①碎石含有土的含水量一般控制在比最佳含水量低0.5%～1%，以碾壓時不產生彈簧為準，最佳含水量盡可能大；②碎石較為干凈則一般控制在最佳含水量。

A：18cm級配碎石基層碾壓順序及碾壓遍數

第一天碾壓成型

初壓：a.用10T鋼輪壓路機先靜壓一遍，然后弱振一遍；b.用22T鋼輪壓路機弱振2遍。

復壓：用22T鋼輪壓路機強振3遍，每遍強振為前進開強振，后退開弱振。

終壓：a.用22T鋼輪壓路機弱振2遍；b.用20T膠輪壓路機壓3遍以上，碾壓速度≥12km/h。

第二天復壓

a.用22T鋼輪壓路機弱振復壓2遍；b.所有常規碾壓工序完成后壓實度檢測不合格的部位補壓要在3d內完成。

B：20cm級配碎石基層碾壓順序及碾壓遍數

第一天碾壓成型

初壓：a.用10T鋼輪壓路機先靜壓一遍，然后弱振一遍；b.用22T鋼輪壓路機弱振2遍。

復壓：用22T鋼輪壓路機強振4遍，每遍強振為前進開強振，后退開弱振。

終壓：a.用22T鋼輪壓路機弱振2遍；b.用20T膠輪壓路機壓3遍以上，碾壓速度≥12km/h。

第二天復壓

a.用22t鋼輪壓路機弱振復壓2遍；b.所有常規碾壓工序完成后壓實度檢測不合格的部位補壓要在3d內完成。

一般在復壓期間的第二遍強振過后，面料表現發白即需要補水，注意補水不能過多，以面料較為濕潤為主，此時灑水可保證石料最佳含水的同時減少石料間的摩阻力，通過碾壓，進一步增加石料間的嵌緊程度，使碎石不再松動。在終壓之前完成對面料離析部位補適量石粉，鋼輪壓路機碾壓工序完成后灑水，再膠輪壓路機進行碾壓。中央分隔帶路緣石邊部及蓋板暗溝邊部位置需增加2遍弱振碾壓。碾壓遍數以試驗路段為準，遍數的調整以復壓里的強振遍數調整為主。

3.5.6 接縫處理

（1）級配碎石的接縫分為橫縫和縱縫，不論橫縫、縱縫，都采用平接縫的形式。在施工新的級配層前，應用平地機結合人工將斜坡刮直順，刮出的級配可均勻鋪于即將施工的路段并適度灑水，碾壓搭接長度不應小于2m。

（2）橫縫的碾壓，通常先橫向跨縫碾壓，第一遍碾輪大部壓在已完的路面上，只有10～15cm壓在新鋪的一側，以后每壓一遍向新鋪的一側延伸15～20cm直至2/3碾輪壓在新鋪的一側；然后改為縱向碾壓，直至達到要求的密實度為止。相鄰橫縫的位置應錯開1m以上。

（3）在處理縱縫時，將其高程、平整度不符合要求的切除。碾壓時第一遍碾輪大部壓在已完的路面上，10～15cm壓在新鋪的一側，以后每壓一遍向新鋪的一側延伸15～20cm直至2/3碾輪壓在新鋪得一側，然后按照正常的碾壓程序碾壓至合格。攤鋪新料前可在縱縫處補撒一適量石屑，以提高新舊兩幅級配的結合效果。

3.5.7 邊部處理

碾壓級配碎石與土路肩接頭邊緣應半輪在土路肩上，半輪在基層上緩慢平順碾壓安排工人及時將土路肩由于振動掉在基層上的土塊清理干凈，確保基層整體壓實度的合格。

3.5.8 檢測

碾壓成型后要及時對壓實度、平整度、厚度、寬度、高程及橫坡等進行檢測，根據檢測結果決定是否對松鋪系數、壓實方法進行調整。現場最大干密度按試驗室最大干密度乘以1.03～1.05經驗系數進行控制（具體系數參考試驗路段碾壓后總結的干密度），對當天施工路段壓實度的檢驗：當天壓實度達到96%～97%，第二天復壓后壓實度達到98%以上。

3.5.9 養護

對當天施工路段必須用灑水車灑水養生，且養生期不少于5d，每日灑水頻率視實際情況而定，養生期間始終保持表面潮濕，防止時干時濕。基層施工工后的5-7d，方可對表面進行清掃，及時進行封透層施工，以保證基層的整體性。

3.6 壓實度及平整度檢測控制

良好的級配碎石基層施工質量除了需要好的原材料控制和成熟的施工工藝外，還需要嚴格的質量檢測制度來保證。級配碎石質量檢測常見的主要項目為壓實度檢測和平整度檢測，壓實度的檢測須嚴格按照規范的頻率和質量要求進行檢測，將壓實度作為級配碎石基層施工質量控制的第一指標，對基層壓實度檢測不合格路段進行數據分析通過控制含水及補壓的方式使之合格，如仍不合格，則返工處理。另外按照規范要求加強基層平整度的檢測，對不合格區域及時進行整改，以確保道路最終的整體質量。

4 成果

（1）經過以上施工措施，基層壓實度檢測達到了101%以上，使穩定性和強度大大提高，抗水性能大幅度提高，隨著壓實度的提高，級配碎石抗壓強度逐漸增大，試件壓實度在97%～98%之間時，壓實度對級配碎石抗壓強度影響非常明顯，壓實度每提高1%，級配碎石抗壓強度提高約21%～44%，試件壓實度在98%～99%之間時，壓實度每提高1%，級配碎石抗壓強度可提高l2%，試件壓實度在99%100%之間時，壓實度提高1%，級配碎石抗壓強度提高約5%．試件壓實度從97%提高到99．5%時，壓實度每提高1%，級配碎石抗壓強度平均提高18．6%。由此可見，我們通過精細化管理，現場施工時重視壓實，可提高級配碎石施工質量。

（2）得出一套有效的鋼輪壓路機碾壓組合，并采用曬水提漿工藝碾壓完成后通過灑水車在表面來回灑水，膠輪壓路機緊隨其后進行往返碾壓，于擠搓和水的洗滌作用，碎石中的大顆粒下沉，小顆粒上浮，泥土和＜0.075mm顆粒被富余水帶出結構層，只剩下較大顆粒的碎石，嵌擠在一起，從而保證壓實效果。

（3）在當地不能封閉交通施工的環境下，我們采取了灑水養護的方式，有效的保證了基層的質量（通過前后壓實度比對，在封透層施工前，壓實度數據基本不變）。

（4）得到了一套確定最大干密度的辦法，目前現場控制的最大干密度為試驗室最大干密度的1.03～1.05倍，從而提高和保證了施工質量。

（5）柬埔寨國家59號公路于2013年完工，是我司第一條在柬埔寨進行級配碎石基層施工的道路，路面結構設計為32cm礫石土底基層+18cm級配碎石基層+2cm瀝青表處，位于柬泰邊境，局部路段存在嚴重的超載現象，大量的重載貨車運輸水泥、玉米及木薯過關交易，其中K92支線尤為嚴重，但至今仍無明顯質量問題，從而肯定了我們在柬級配碎石施工工藝的成熟。