探討路基基層材料及其施工控制

鄧風亭

(江蘇省交通規(guī)劃設計院股份有限公司，江蘇南京 211111)

0 引言

道路工程中，一般把基層分成兩層鋪筑，在上面的那一層起承重作用稱為基層或上基層，下面一層則稱底基層，起次要承重作用。下面這些材料通常用來做基層的材料，總結如下：穩(wěn)定粒料(如碎石、砂礫)、石灰、瀝青等穩(wěn)定土、水泥、碎石混合料或天然砂礫、工業(yè)廢渣穩(wěn)定土或穩(wěn)定粒料等等。在材料選擇時，底基層通常會利用當?shù)夭牧?，這樣能有效地控制工程造價。

1 基層質量對路面的影響分析

在道路結構中位于面層之下，墊層或路基之上的那一層稱為基層。道路的基層能把車輪垂直作用在面層的作用力擴散到墊層和土基上，由于路基的基層常年會受到面層滲水，以及地下水的侵蝕，所以在路基施工時會選擇具有足夠水穩(wěn)性、強度較高、剛度較大的材料。基層的施工質量對路面有很大的影響，在基層部分施工完成以后，要對基層進行一系列的檢測?；鶎拥暮芏噘|量問題，基層的平整度會直接影響到路面的平整，就象房屋的基礎一樣，基礎必須要打好。彎道超高、加寬、緩和段控制標高誤差大，偏差不均勻等，都會在路面施工后反射到道路表面上來。公路施工的檢驗部門應在公路施工階段，認真驗收、交接，檢測和記錄對路基質量有影響的主要指標，為提高后續(xù)施工的質量提供參考。

2 探討二灰穩(wěn)定碎石類基層材料

二灰碎石基層有良好的骨架結構，且粗集料緊密排列。二灰作為膠結材料與密實的集料一起填滿骨架空隙，使整個骨架膠結成為穩(wěn)定的整體。通過對國內(nèi)施工案例的統(tǒng)計和調(diào)查，采用二灰或水泥碎石基層修筑的路面基本都獲得良好的效果。但仍然有一些缺點暴露出來，筆者著重分析二灰穩(wěn)定碎石這種材料做基層暴露出的缺點，提出合理改善的意見。

原因分析：查閱相關資料結合筆者的工作經(jīng)驗分析得出，其原因主要為基層混合料的配合比不當，碎石骨料級配不合理。在處理時，要著重考慮影響質量的這些因素：基層粒料偏細、收縮性大、反射裂縫嚴重和二灰類基層早期強度低等問題也比較突出。細集料為主體時，對水比較敏感，所以基層在施工時容易受到干縮裂縫的困擾。

解決措施：在組成比例合適的條件下，二灰和細集料組成的砂漿，細集料能大大地改善二灰的性能，使得砂漿與單純二灰相比，具有較高的強度和較好的抗收縮性能?？梢圆捎煤侠砑壟涞亩曳€(wěn)定碎石混合料，這種混合料壓實成型后，會具有較高的強度和抗裂性。其工作原理如下：施工用的石灰在水溶液中會產(chǎn)生水解作用。

氫氧化鈣這種物質，能夠溶解于水，在水溶液中電離解成Ca2+和OH-，在反應過程中散發(fā)微量的熱。同時石灰與粉煤灰中的物質產(chǎn)生反應，產(chǎn)生硅酸鋁酸鈣等類型的沉淀，形成膠結物；另一是表面的化學反應，即其新相直接結晶在顆粒表面。

溶液中的氫氧化鈣也可以與空氣中的CO2反應，溶解出的Ca2+與CO2的水溶液產(chǎn)生反應：

按照規(guī)范要求，設計采用石灰粉煤灰碎石這種材料做基層時，石灰與粉煤灰的比例常用l：2～1：4，石灰粉煤灰與級配碎石的比應是20：80～15：85。如果由于施工要求，為了提高二灰碎石的早期強度，也可以外加1%～2%的水泥。強度要求和選定的配合比有關，平均抗壓強度R應符合下面公式的要求：

式中：Rd——設計抗壓強度；

cv——試驗結果的偏差系數(shù)；

za——標準正態(tài)分布表中的保證率(通常在高速公路和一級公路中，取保證率95%)。

在滿足規(guī)范強度的情況下，確定合適的配合比(見圖 1)。

從圖1中，可以分析出無淪在哪個齡期二灰穩(wěn)定碎石的強度均隨著齡期的增加而增大。同時可以明顯地根據(jù)線形走勢，看出SY(二灰穩(wěn)定級配碎石)抗壓強度增長速度比GF(二灰非級配碎石)快。

3 二灰穩(wěn)定碎石施工時的質量控制

3.1 分析公路本身的性質

公路工程施工管理由于其本身的復雜性，龐大性，所以是一項系統(tǒng)的工程，涉及的內(nèi)容包括勘測設計、施工等，所涉及的各方面都必須有良好的管理。道路施工項目管理有以下特點：(1)變化性：在公路工程項目建設中，施工的環(huán)境，施工手段和施工材料都會不斷地變化。(2)整體性：工程項目的質量、進度、成本管理是一項系統(tǒng)管理工作，既要有總的計劃安排，又要有各個分項工程發(fā)展階段制訂的詳細計劃，且它們之間相互聯(lián)系、相互影響。(3)不平衡性：工程項目發(fā)展的各個階段內(nèi)的計劃和實施控制的方式有不同，具有很大的不確定性。

3.2 路基壓實工藝的控制

為保證路基的質量，必須嚴格按照我國的《公路路基施工技術規(guī)范》進行嚴格施工，施工過程中質量控制的主要項目有：含水量、集料級配、石料壓碎值、混合料配合比、拌和均勻性、壓實度、彎沉值等。采用合理的含水量；碾壓遍數(shù)；最佳的機械配套；適宜的松鋪厚度，加上優(yōu)化的施工組織等等措施確保工程質量。

二灰穩(wěn)定碎石基層，在選取集料時，其最大尺寸不能大于31.5 mm,外形應選擇立方圖塊。集料的選擇應有一定級配，在施工時可以參照表1所列的數(shù)據(jù)。

表1 二灰穩(wěn)定碎石合理級配及級配范圍表

基層材料在施工時，采用連續(xù)式拌和機，先將消石灰和粉煤灰按比例用裝載機預拌，悶料不少于24 h。拌好后采用高馬槽、大噸位、車況較好、保水性好的自卸汽車來運輸二灰碎石混合料。這樣可以減少混合料在空氣中暴露的面積。在攤鋪時，目前由于二灰的特殊性質與施工技術的原因，尚沒有采用攤鋪機攤鋪混合料。施工人員通常采用推土機結合平地機攤鋪，這樣就會增加手工操作，同時平整度也不易得到保證，所以需改進施工方法。在基層施工時壓實是二灰碎石混合料的關鍵，采用鋼輪壓路機、輪胎壓路機、振動壓路機壓實，能達到高的相對密實度混合料，且具有良好的性能。應滿足初步密實，壓實度達到80%～85%左右，含水量控制在8.5%～9.0%，松鋪系數(shù)在攤開整形后為1.25，初壓后為1.1。兩工作段的搭接部分，應采用對接形式。前一段拌和后，留5～8 m不進行碾壓。后一段施工時，將前段留下未壓部分一起再進行拌和、整型和碾壓。養(yǎng)生期間至少7d，每次要少灑水、勤灑水，始終保持基層表面處于濕潤狀態(tài)。

3.3 合理地布置排水設施

路基里面的水對整個路基的質量有決定性的影響，如果路基里面還有水會使得路基在受荷載作用時出現(xiàn)局部塌陷，縫隙水在凍融循環(huán)的作用下會使得路基存在很大的威脅。所以必須保證路基經(jīng)常處于干燥、堅固和穩(wěn)定狀態(tài)。排水溝的線形要求平順，盡可能采用直線形，轉彎處宜做成弧線，其半徑不宜小于10 m，排水溝長度根據(jù)實際需要而定，通常不宜超過500 m。挖截水溝的土填在路堤與截水溝之間，修筑傾斜坡度為2%的護坡道或土臺，路基上方有棄土堆時，截水溝應離開棄土堆坡腳1～5 m，棄土堆坡腳離開路基挖方坡頂不應小于10 m，設2%橫坡在棄土堆頂部并傾向截水溝。防止水流下滲和沖刷，截水溝應進行嚴密的防滲和加固，截水溝的出水口須與其他排水設施平順銜接。在進行路基施工時，要合理地布置排水設施，對流向路基的地下水應予以截斷、疏干、降低水位，并引導到路基范圍以外。使得整個路段的很多管道橋涵等形成一個排水系統(tǒng)。

3.4 路基施工人員安排

在進行路基施工時，要嚴格按照《公路路基施工技術規(guī)范》的要求進行相關的操作。對于不同等級的公路要求不同，施工現(xiàn)場應該進行優(yōu)質、高效的組織安排，建立項目經(jīng)理部，同時監(jiān)理公司也應該到位，同時在施工隊伍中也應選擇一些專業(yè)的施工隊伍。這就要求在人員上進行合理的組織安排。在技術人員選用中，對于管理工地現(xiàn)場的技術人員應該熟悉此項工程的施工，以保證項目的運行進度和質量要求，按照要求嚴格掌握施工進度。

4 結語

要嚴格檢驗各道工序，建立嚴格的質量考核機制，實行質量責任制，要嚴格控制公路路基的施工質量。這樣才能確保整條公路的運營質量。施工單位在進行路基施工時，要從路基施工的每一個細節(jié)開始重視，必須強化施工管理，完善施工工藝和施工方法，提高施工質量，才能從源頭上、根本上解決問題，社會效益和工程質量得以保證。

[1]劉廣第.質量管理學[M].北京:清華大學出版社,2007：56-58.

[2]徐第慧，劉義虎.高等級公路路基施工安全文之管窺[J]．中外公路，2001，21(6).

[3]李晉安．高等級公路路基質量通病成因分析及對策[J]．山西建筑，2003，29(6).

[4]郭云開，趙建三,等.探地雷達在公路路基質量檢測中的應用研究[J].長沙交通學院學報，2003.

[5]李強.路基路面檢測技術與質量控制[D].2002.