道路工程施工中的二灰碎石基層技術

曹洪梅

四川建筑職業技術學院 四川 德陽 618000

道路工程施工中，二灰碎石基層是一種非常重要的基層材料，它的應用可以有效地提高道路工程的質量，降低工程成本。二灰碎石路基層為一種半剛性結構，是公路的主體承載層，其特點分別為：力學性能好、整體性強、水穩性好以及抗凍性能好。

1 項目概況

該項公路建設項目工程，起點為K32+430-K46+750，線路總長度為14.32km。隨著道路交通車流量的增加，該段道路已不能滿足人們對交通的需求。經過分析，確定了道路的整體性加寬方案，即將兩個方向的4車道拓寬至6車道。在車道加寬工程中，路基采用二灰碎石鋪設，為了保證道路基層的總體質量達到要求，必須掌握有關的施工工藝。

2 二灰碎石路面的施工工藝

在攪拌場施工現場內，二灰碎石采取集中攪拌、車輛運送、按車輛過秤、分層攤鋪，并且控制每幅路面總量的方式。道路鋪面基層分為兩層鋪筑，基層厚30cm，虛鋪層厚＜25cm。其中，第一層鋪12cm厚，第二層鋪18cm厚；上下兩層縱縫的重疊寬度為5～10cm，上下兩層縱縫的位置應該間隔50～ 60cm。除此之外，下層鋪筑只有通過技術人員對各種技術指標的檢測，才能對上層進行鋪筑施工。圖1為施工工藝流程圖。

圖1 二灰拌合法的施工程序圖

2.1 施工前準備工作

2.1.1 基層底板處理

為了保證二灰碎石基層施工的順利進行，需要對下承層進行適當的處理，并按照有關規范的規定，對底基層進行檢驗和驗收，確保其表面平坦，有合適的路拱。下承層標高、平整度、壓實度等指標都要符合設計和規范的要求，對出現問題的部分要采取行之有效的方法進行解決，以免對二灰碎石基層的施工產生不良影響，延誤后續施工。

2.1.2 配制基本原料

采用石灰、粉煤灰、碎石和水作為二灰碎石基層施工的基本原料，相關技術指標要求如下：

（1）石灰要選擇Ⅱ級以上，且質量合格的生石灰。運輸到施工現場后，采用插管的方式消化，消化時間大約持續7-10天，將其消化為粉末后，將石灰石粉末要及時蓋好以及做好隔濕措施，以免引起揚塵，造成周圍環境污染。粉狀生石灰最多能存放30天，必須在保質期內全部用掉，而且過期的生石灰不能用于施工。

（2）粉煤灰以SiO2、Al2O3、Fe304和FeO2的質量分數和燒失率為主要控制指標，在粉煤灰的施工之前，必須對其進行采樣測試，并將吸濕結塊的粉煤灰粉碎。

（3）石料的選用需要符合設計和規范要求，并對石料的各項性能進行測試，按照級配的要求，選擇合適的碎石尺寸，以此來決定材料的來源，提交監理工程師審批，得到同意后才能進場[1]。

（4）攪拌水的質量應該達到有關規范標準的規定要求，不能使用受污染的水源，一般情況下采用自來水。

2.1.3 配合比的設計

二灰碎石的配比設計需要合理和符合規范要求，一般包括以下三點：

（1）二灰碎石是由石灰、粉煤灰、碎石和水按照一定的配比制成的一種混合物質。經過多次碾壓后，該材料可以獲得一定的強度，大致可以把二灰碎石的強度劃分為粘性和抗剪性兩種，這兩種物質在共同作用力下，構成了道路基層的總體強度。因此，石灰、粉煤灰、碎石的品質及其配比對二灰碎石路面的強度有關鍵影響。

二灰碎石配比中，石灰對粉煤灰的作用最大，產生的膠結強度較高，但配比不能過量，配比在1.2-1.4范圍內較為合適。而二灰與石塊的配比，則是將石塊包裹在二灰之中，讓石塊發揮出最大骨架效應，通常兩者的比率是15:85-20:80。碎石具有較好的粒度，保證了骨料和二灰顆粒的充分填充，使粗骨料占主導地位。

（2）要根據現場條件和施工要求，在滿足強度需求的條件下，進行二灰碎石配合比設計。石灰、粉煤灰與碎石的比例為6:14:80。7天的無側限抗壓強度是1.1 MPa，平均偏移系數是13.7%，最優的含水率是8.3%，最大的干燥體積是2.03 g/cm3。利用粉煤灰自身燃燒損失大的特點，在二灰碎石中加入10%的石灰，可以增加二灰碎石的抗壓強度，從而可以將二灰碎石的強度提升至1.65 MPa。

（3）在確定最后的生產配合比時，可以根據試驗段施工，通過現場試驗，將其調整到最佳比例，保證配制出的二灰碎石混合料的各項指標符合設計要求，并經現場監理工程師審批，生產配合比適當的二灰碎石混合料。

2.1.4 瀝青路面試驗段

二灰碎石路面在未正式施工之前，先選擇一段道路進行試驗性施工，根據試驗性施工情況，確定其骨料配比、松散系數、施工方法等。在該項目中，測試斷面長300m。

2.2 施工工藝關鍵點

2.2.1 攪拌混合料

（1）把各類原料運到施工攪和區后，依次放入攪和塔中，進行集中攪拌。采用一種新型的二灰石混合料攪拌簍，其攪拌層設有5個料斗，可容納各種原料，并可通過調節料斗的速度，來實現原料用量的控制。

（2）在正式混合攪拌之前，必須進行級配試驗，并在試驗結果的基礎上進行優化。在攪拌時，必須對原料的水分進行嚴格的控制，這直接關系到水泥混合材料的品質及性質，特別是生石灰的水分含量。如果比試驗值高，就會在攪拌過程中產生大顆粒或凝結成團塊狀，從而影響出料。

（3）為了保證混合料拌和的質量，要考慮到以下幾個方面：①要選擇具有優良性能的攪和設備，要具有電子計量功能，要根據施工情況，來確定拌和設備的數量。②要對級配碎石的品質進行嚴格的控制，在攪拌之前，要對這些碎石進行多次的檢測，直到它們的級配符合規定的標準。③在每一個工作日開始攪拌之前，都要進行過篩分試驗，并對出現的問題進行有效的解決，并根據規定的頻率進行檢驗。④要對含水量進行嚴格的控制，特別是在夏天高溫的時候，在混合料的拌和、運輸以及攤鋪等過程中，會有水分的蒸發，所以要將含水量控制在比最佳含水量高1%～2%的范圍內。

2.2.2 攤鋪施工

二灰碎石拌和料的均勻性不僅對路面的工作性能有重要影響，而且也間接地影響路面的耐久性能。在這種情況下，必須對鋪面工藝進行嚴格的控制，才能保證鋪面質量的合格。攤鋪二灰碎石混合料過程需要注意以下幾點：

（1）在攤鋪時，應注意控制攤鋪機的運行速度，不要太快，以避免混合料被熨燙板牽引，在慣性的影響下，導致料層上下厚度不均勻。如果攤鋪機開得太快，也很可能會將粗骨料分成兩半，造成離析。當出現此現象時，要及時組織人員將路面兩邊的碎石鏟掉，以免影響路面的均勻度。

（2）在鋪路過程中，應注意路面的平整。由于二灰碎石基層的平整程度與道路的平整程度有著很大的關系，如果平整程度不好，將會影響到道路行駛的平整度，從而引起道路的安全隱患。在攪拌簍的生產能力與攤鋪機的工作能力不相適應時，攤鋪可能會出現停機待料的情形，在此狀況下重新啟動攤鋪機時，縱平面上將會產生較小的波浪。鑒于此，在攤鋪機工作的時候，不能隨便改變速度，必須保持均勻的推進，并且盡量不讓攤鋪被打斷，導致對平整度產生不利影響。

（3）在攤鋪的時候，要把接縫處理好，縱縫的重疊寬度控制在5.0～10cm之間，同時在一個工作段攤鋪完畢后，要留出50cm位置不壓攤，且與下一個工作段一起進行碾壓。當攤鋪機運轉時，應派人隨車，對接頭和縫部位的粗骨料進行清理，必要時進行松耙、平整操作，使整個寬度都達到一次壓緊。在當日攤鋪完成后，在橫縫的兩端預留出2.0m不壓實，在第二天開始施工之前，將這一段的混合料耙松，與新料一起拌和、整平后，進行擠壓平實即可[2]。

2.2.3 基層碾壓原則

（1）在二灰碎石的碾壓作業中，為了獲得理想的壓實效果，必須選用合適的壓實機，其中優先選用的兩種設備為振動壓路機、光輪壓輪機。選擇壓實設備之后，要對碾壓過程進行合理的布置，不要過早地使用大型或重型壓路機，因為這樣會造成中、粗骨料的破碎，從而影響到基層的整體性能。碾壓作業時，應按照“先輕后重、先慢后快、先靜后動”的原則，確保基層的結構穩定性、密實度和平整度等達到規范的要求。

（2）采用分層碾壓法進行二灰碎石路面碾壓，每一層的壓實厚度＜20cm，否則會造成下層的拌和物不能完全壓實，對路面的結構穩定造成不利的影響。在交通事故中，路基表面形成了一層松散的細骨料，為雨水的滲透創造了通道，并在行車荷載下引起了諸如“唧漿”等病害。采用強振碾壓法，雖能達到對厚實路面進行壓實的目的，但由于振搗過程中粗骨料的大量碎裂，導致了路面基層強度的下降。因此，在厚度高的路面的基礎上，要遵循分層鋪設，層層壓實。

在高速公路的改擴建中，原有的路面都會有不同程度的缺陷，并且其平整度也不高，如果只是攤鋪一層，盡管攤鋪后的頂面比較平坦，但是在碾壓后就會產生表面不平坦的情況。所以“分層鋪設，層層壓實”遵循的原則在碾壓作業中很有必要。

（3）按照已有的施工經驗，若將二灰碎石基層的碾壓時間延后，可增加混合料中的堿液濃度，從而加速二灰的反應速率，增加基層的初期強度。在進行碾壓的時候，要對粗骨料太集中的部位進行適當的碾壓，之后再灑布細骨料，還可以將粗骨料集中的部位挖出，然后再進行攤鋪，再進行多次碾壓。

2.2.4 養護措施

養護措施對水泥穩定碎石基層的強度、品質有很大的影響作用，如果養護措施不當，將造成水泥穩定碎石基層的強度不足，從而對水泥穩定碎石路面的使用性能產生一定的影響。因此，務必要做好二灰碎石基層的養護工作。在此期間，養護一周左右較合適，可以采用灑水車灑水的方式，澆水量要適當，不能太多或太少，以保證基層表面濕潤。在路基養護期間，應對道路進行交通管制，養護結束后，應當及時開通道路，以免影響正常的交通[3]。

2.3 技術管控方法

2.3.1 物料品質的管理

（1）石灰中含有的 CaO、 MgO對二灰碎石基層的強度有較大的影響，其含量越高，二灰碎石基層的強度也越高。這兩種材料在攪拌過程中，會與其它材料產生化學作用，添加石灰可以改善路面的強度，但是會增加施工成本，這會降低路面的抗裂性，但不符合經濟性施工原則。

所以，應選用活性和含量高的生石灰，但 CaO和 MgO的比例不得小于80%。石灰消解是拌和的一個關鍵步驟，要對其進行有效地控制，從實質上來說，消解是一個水化放熱的化學反應，因此要對添加水量進行控制，防止消解后的石灰過干或過濕，石灰的含水量要＜35%。在工程實際施工中，采用預先消減的方式，可達到工程施工要求。

（2）原本沒有粘性的粉煤灰，加入了消灰劑后，就會形成一種新的化合物，即帶有粘性的粉煤灰。摻加二灰碎石的粉煤灰，其有效摻量必須＞70%，燒失重＜20%。試驗發現，粉煤灰的粒徑與其強度相關，粒徑愈小，其強度愈高。但如果粉煤灰的顆粒粒徑過大，則會使其用水量大大增加，且易產生干燥收縮。因此，用于混合材料的粉煤灰的比表面積應該達到高于2500cm2/g。粉煤灰入廠后應妥善保管，可以采取遮蓋的方法進行保護，以防止被風吹雨打。

（3）二灰碎石混合攪拌料時，大顆粒骨料起到了骨架效應，小顆粒骨料起到了填充孔洞、孔隙的作用，二灰碎石對孔洞的形成起到了很好的凝結和填充效果，所以必須對骨料的品質進行控制。可以著重研究骨料的壓縮比、級配及含泥量，以保證所用骨料的品質達到標準。

2.3.2 攪拌質量的控制

（1）在攪拌混合料時，應嚴格控制石灰的含量，采用取樣法，并定期檢測，而且派專人到料倉的出口處進行排班巡查，保證出料正常運作。對檢測過程中出現的問題，需要及時提出了相應的解決辦法，每周至少進行3次灰量滴定法測試。

（2）二灰碎石基層收縮裂縫可分為溫收縮和干收縮兩種類型。結果表明，水份是影響混凝土溫收縮的重要影響因素，在10℃附近時，混凝土收縮系數達到最大值的含水量。干縮指的是由于水分蒸發而造成的體積改變，所以在對混合料的含水量進行控制的時候，可以在拌和之前，將粉煤灰的含水量控制在不高于35%。除此之外，根據氣候、運輸距離等不可控因素，對加水量進行調節，在確保含水量適度的情況下，可以避免由于太干而導致混合料離析。

（3）在摻加二灰碎石的過程中，必須嚴格控制原料的投加量，使其級配符合規范要求。投料時，要進行篩選試驗，以保證物料的質量符合設計，并要粉碎凝結成塊或團狀的粉煤灰，用石灰消化后，把其中粒徑較大的大顆粒除去。在調整攪拌機門的開啟時，要注意物料的顆粒尺寸，并且要保證馬達在中、高轉速范圍內運轉，以確保機器轉速能穩定運行。

3 結語

公路二灰碎石基層的施工是一件比較復雜和系統性的工作，涉及到的環節很多，任何一個環節出了問題都會影響到基層的整體質量。為了防止這種現象的出現，必須在施工中把握好關鍵的施工技術，加強對其質量的監控，確保其強度滿足規范的施工規定，從而保證路面的平整，保障人們的安全出行。