熱帶海島地區道路工程珊瑚礁石基層填料填筑工藝綜述

曾海梁

（中國十九冶集團有限公司國際工程公司，四川成都 611730）

0 前言

項目所在地為南太平洋島國巴布亞新幾內亞新愛爾蘭省，項目類型為公路工程，公路等級相當于國內縣道（三級路）。路面基層是直接位于面層以下的主要承重結構，主要承受行駛車輛的豎向荷載，是本項目的工作重點。基層材料的選擇是第一步，合理的材料選擇有助于工程質量、進度與成本控制。與在國內大部分區域，對于三級公路的基層材料，普遍會選擇柔性或半剛性基層料，如（水穩）級配礫石及級配砂礫，骨料為礫石。本項目選擇使用的是珊瑚礁石，因其在本地比較常見，較易開挖備料，且相對于礫石而言，珊瑚礁石具有形狀不規則、易破碎、高內摩擦角和高孔隙比等特性，使得其吸水性強，對雨水有很好的滲透作用，在熱帶多雨地區作用尤為明顯。

1 路面底基層施工

1.1 施工準備

1.1.1 材料準備

選用符合AS-2157 標準或監理工程師批準的類似標準的級配珊瑚礁石填料，如圖1 所示。

圖1 珊瑚礁石級配曲線

在備料時，檢查材料是否含有雜物，如樹葉、泥塊、動物殘骸和生活垃圾等。若有則要及時清理，且含水率應在6.0%～6.5%之間。路面底基層設計厚度為30cm，珊瑚礁石的最大粒徑不超過63mm。集料壓碎值應不大于35%（級配數據詳見表1），壓實度不應小于95%，CBR 值不應小于80%。根據所填路段的長度寬度及基層厚度與材料松鋪系數，計算出該段所需珊瑚礁石用量。

表1 送檢專業實驗室級配珊瑚礁石篩分實驗數據

1.1.2 設備準備

本項目底基層施工需用到的機械設備有翻斗車、推土機、平地機與壓路機等。在巴布亞新幾內亞，該類機械設備各項性能檢測必須通過澳大利亞 AustroadsAGPT-T533、AustroadsAGPTT534 相關測試試驗，并得到現場監理工程師的認可。同時在使用前應由我方專業機械維修人員進行檢修，確認設備各項指標均正常方可進行底基層施工。

1.1.3 測量準備

在路基壓實并人工清理雜物完畢之后，專業測量人員根據圖紙將道路中線定位放樣，再將各樁出的標高做好標記，經監理簽字確認之后，方可施工。

1.2 施工實施

1.2.1 路基整理

在材料進場之前，應將已施工完成的路基表面雜物清除，表面應平整，堅實，無松動現象，且具有規定的路拱。

1.2.2 測量放樣

專業測量人員用全站儀進行中線恢復；直線段每20m 設一樁，平曲線段每10m 設一樁，并在兩側路面邊緣外0.3～0.5m 設指示樁；進行水平測量時，在兩側指示樁上用紅漆或紅色膠布標出設計標高。

1.2.3 珊瑚礁石進場

將符合標準及監理認可的級配珊瑚礁石填料按一次壓實的量運往作業路段，每層壓實厚度應為150mm。

1.2.4 填料攤鋪填筑

運往現場后，用平地機將珊瑚礁石填料均勻攤鋪至作業路段各處。由于地基縱坡坡度小，地基承載力強，采用水平分層填筑。在該過程中，應注意刮出橫坡坡度，大致接近設計坡度1.5%即可。

1.2.5 填料壓實

待珊瑚料均勻攤鋪各處之后，壓實機進行壓實作業。由于珊瑚料已破碎，強度較低，于是含水量等于或略大于最佳含水量時，立即用15t 以上輪胎壓路機壓實2～3 遍以追實松鋪厚度，第二次再用平地機找平，松鋪系數預留為1.05；采用20t 振動壓路機將其壓實2 遍；再用鋼輪壓路機壓實1～2 遍，直至表面平整，無任何輪跡或波紋起伏。直線段應采取由兩側路肩向路中心碾壓的方式；在彎道有超高段，由路肩處開始由內向外進行碾壓。碾壓時，后輪應重疊1/2 輪寬，碾壓一直進行到要求的密實度為止，一般需碾壓6～8 遍。壓路機的碾壓速度，前兩次宜采用1.5～1.7km/h 為宜，后續碾壓用 2～3km/h 為宜。

1.3 施工質量控制

（1）珊瑚礁石的最大粒徑不超過37.5mm。集料壓碎值應不大于35%，CBR 值不小于80%；因本地氣溫高，風較大，石料運往現場時的含水率應略大于最佳含水率。

（2）碾壓時注意不宜采用掉頭式進行二次碾壓，防止填料表面被摩擦翻松，應采用退行式進行壓實；路面的兩側，應多壓2～3 遍。

（3）兩作業段的銜接處，應搭接拌和；第一段拌和后，留5～8m不進行碾壓，第二段施工時，將前段留下未壓部分，重新拌和，并與第二段一起碾壓。

（4）施工時采用半幅施工的方法。接縫處應對接，必須保持平整密合。

（5）在施工過程中，對礁石的級配進行抽檢，其檢查結果應滿足級配要求；并且幾何尺寸、松鋪厚度、橫坡度進行自檢，使之符合要求。

（6）選擇晴朗天氣施工，盡量保證雨水來臨前完成壓實作業，在如果天氣轉雨應立即暫停施工，并設置施工縫。

1.4 工程驗收

本項目底基層驗收主要是基層面標高、坡度、基層寬度及壓實度等，其中壓實度是重點。一般監理會要求邀請有資質的專業實驗室工作人員到現場取樣，一般每隔200m 設置一個取樣點。取樣后會盡快送到實驗室進行CBR 實驗和密度測試，最終得出實際壓實度。設計壓實度不應小于95%，若嚴格按照以上施工方式碾壓，可以保證規定壓實度，如圖2 所示。

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圖2 級配珊瑚礁石填料壓實度取樣檢測（灌砂法）

2 路面基層施工

2.1 施工準備

2.1.1 場地準備

將驗收合格后的底基層表面的雜物浮土清理干凈，使表面平整光滑。

2.1.2 測量準備

在施工路段直線處每20m 設置一線樁，在曲線處每隔10m設一線樁，專業測量人員測量并標記出高程，設置高程控制鋼絲繩，根據圖紙將道路中線再次定位放樣，并在中線上設置導梁。在路肩邊緣處設置高18cm 的鋼模板，每間隔1m 設置固定鋼釬。

2.1.3 材料準備

將符合設計與監理要求的珊瑚礁石與水泥按20:1～25:1 的比例在攪拌站內拌和，因珊瑚料易破碎，形狀不規則，故無須添加石屑。出料前每隔2h 測定一次混合料含水率，并提前測好最佳含水率與最大干密度。

2.1.4 設備準備

設備：重型自卸車、攤鋪機、重型振動壓實機、膠輪壓路機、水車等。該類機械設備各項性能檢測必須通過澳大利亞AustroadsAGPT-T533、AustroadsAGPT-T534 相關測試試驗，并得到監理工程師的認可。

2.2 施工實施

2.2.1 材料運輸

2.2.2 攤鋪前準備

在底基層表面均勻噴灑水泥凈漿，噴灑量不少于1.4kg/m2。

2.2.3 混合料攤鋪

一般同時采用兩臺攤鋪機梯隊攤鋪，前后相距5～10m；攤鋪時，自卸車在前，不開啟動力，由攤鋪機直接推動其前進進行攤鋪，攤鋪速度宜為2.0～2.5m/min，并以路側鋼絲繩、路中導梁與滑靴控制高程；前后兩臺攤鋪機重合攤鋪5～10cm；對于攤鋪后的離析現象，應設專人進行消除，對于離析部位應用新拌混合料修補，如圖3 所示。

圖3 水泥珊瑚礁石穩定基層混合料攤鋪

2.2.4 混合料碾壓

在攤鋪完成之后，進行碾壓工作。碾壓流程按照穩壓、輕壓、重振，穩壓收面的順序進行；空間上，碾壓段落設置為80～90m，應先碾壓兩側，后中間，并且兩側各有80～100mm 超寬壓實，如圖4 所示。

圖4 水泥珊瑚礁石穩定基層碾壓施工

2.2.5 橫接縫處理

當有施工中斷情況出現時，應離上次完成施工末端3m 處設置橫接縫，再次施工時，將末端混合料刮除干凈，攤鋪機從接縫處繼續攤鋪；壓路機沿接縫橫向碾壓，完畢后再正常碾壓。

2.2.6 精平

水泥穩定珊瑚礁石基層填筑壓實之后，應進行路面精平施工。珊瑚骨料主要礦物為CaCO3，含量占96%以上，NaCl 占0.2%，含鹽量較高，但SiO2含量極低，占0.13%，pH 在10 左右，是超堿性礦物，在與適量水接觸之后，發生水化水解反應生成氫氧化鈣。在壓實機的壓實震動作用下，填料縫隙中的水溶液會溢出表面，溢出來的漿體可填滿表面粗集料之間的空隙，均勻分布在表面各處，水分快速蒸發之后，表面會固化，形成一層保護膜。基層強度整體變化不大，但在做透層之前可以有效減小表面形變，保持較好的平整度，使車輛在行駛過程中應力分部均勻，減弱對基層的破壞，為透層施工起到良好的鋪墊作用。

2.2.7 質量檢測

本項目水泥珊瑚礁石穩定基層質量檢測主要內容有壓實度檢測、平整度檢測、標高與坡度等檢測。其中壓實度檢測為重點，要求壓實度不小于96%，一般采用灌砂法，邀請監理指定的有資質的專業實驗室工作人員前往現場取樣，并帶回實驗室做實驗，得出實驗數據后及時取得實驗報告，如表2 所示。

表2 省政府路段水泥穩定珊瑚礁石基層壓實度檢測數據

2.2.8 新鋪基層養生

在碾壓完成并檢查合格后應立即進行養生，養生期間應保持表面濕潤，用土工布將基層表面覆蓋，再用灑水車灑水養生，至少保證7d 養生，28d 正常養生，同時做好交通控制，禁止車輛通行。

2.3 質量控制

（1）水泥凈漿噴灑長度控制在攤鋪機前30～40m 處。

（2）車輛運往時，若車輛因故障或交通停留在路途過久，此車料應作廢，不可繼續使用，因其水分蒸發嚴重。

（3）混合料攤鋪時，前臺攤鋪機通過路側鋼絲繩與路中導梁控制高程，后臺攤鋪車用路側鋼絲繩與路中滑靴控制高程。

（4）碾壓時注意不宜采用掉頭式進行二次碾壓，防止填料表面被摩擦翻松，應采用退行式進行壓實。

2.4 質量驗收

在新鋪基層7d 養生之后，專業人員到現場鉆芯取樣，送至實驗室進行無側限抗壓強度試驗，得出實驗曲線形成實驗報告，并交至監理。

3 結語

（1）珊瑚礁石基層填料跟礫石基層填料兩種材料的性能有一定差異，珊瑚礁石更適用于低等級路面，但兩種材料無論是在基層或是底基層的填筑施工工藝并無較大差異。材料選擇主要取決于項目本身設計及項目所在地，如今建筑企業都大力鼓勵屬地化管理，合理選用當地擁有的并且符合設計規范及得到監理認可的材料將有助于項目的質量控制、進度控制及成本控制。

（2）珊瑚礁石主要存在于熱帶及亞熱帶沿海，在我國則主要存在于南海一帶，但目前對珊瑚礁石在工程方面的性能研究相對較少。比如珊瑚礁石用作混凝土骨料的情況較少，這一領域還有待工程人員在實際工作中不斷去探索實驗。如今我國正在大力開發南海，在諸多島嶼上大興基礎建設，如果對珊瑚礁石的性能研究取得更多成果，那將必定積極推進我國南海的工程建設，促進南海區域的資源開發，加快經濟發展，也利于加強軍事海防的力量，更是響應習近平總書記“質量強國”的方針。借著祖國正在大力開發南海的東風，珊瑚礁石填料將大有用武之地，關于其性能研究也必將大有發展。