公路碎石基層施工質(zhì)量控制技術(shù)探析

栗麗海

（張家口市交通運(yùn)輸局，河北 張家口 075000）

0 引言

對(duì)于公路來(lái)說(shuō)，基層的重要性不言而喻，其中二灰碎石基層是一種較為常用的公路基層。就目前二灰碎石基層的應(yīng)用情況來(lái)看，必須對(duì)二灰碎石基層的原材料進(jìn)行嚴(yán)格的選取，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格確定二灰（石灰和粉煤灰）的配合比例。

1 原材料的質(zhì)量控制

1.1 粉煤灰的選取

對(duì)于二灰碎石基層來(lái)說(shuō)，粉煤灰是一種重要原材料。粉煤灰是火力發(fā)電廠燃燒煤粉產(chǎn)生的粉狀灰渣，絕大多數(shù)粉煤灰的主要成分是二氧化硅（SiO2）和三氧化二鋁（Al2O3），其總含量超過(guò)70%，氧化鈣（CaO）含量一般在2%～6%，這種粉煤灰被稱為硅鋁粉煤灰。個(gè)別地方的粉煤灰含有10%～40%的氧化鈣，這種粉煤灰被稱為高鈣粉煤灰。粉煤灰的燒失量一般小于10%，有的則在20%以上。燒失量過(guò)大將明顯降低混合料的強(qiáng)度。粉煤灰的粒徑變化在0.001～0.3mm 之間，但大部分在0.01～0.1mm之間，其比表面積一般在2000～3500cm2/g之間。

不同有效成分含量和細(xì)度的粉煤灰對(duì)二灰碎石的影響差別較大，同樣的配合比（7∶13∶80）筑建的二灰碎石其7d 強(qiáng)度在0.8～2.0MPa之間變化。另外，含水量也是施工控制的重點(diǎn)。粉煤灰在沉積池中的層位、部位不同，則含水量不同，有的差別較大。含水量過(guò)大時(shí)，粉煤灰顆粒會(huì)凝聚成團(tuán)，少量不易破碎，且過(guò)濕的粉煤灰不易通過(guò)下料斗的開(kāi)口，直接影響預(yù)先設(shè)置的配合比和拌和機(jī)的產(chǎn)量。

1.2 石灰選取

工程實(shí)踐效果表明，影響二灰類質(zhì)量的除了石灰質(zhì)量等級(jí)（《公路工程施工技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定為Ⅲ級(jí)以上石灰）外，另一個(gè)主要因素是有效劑量即二灰混合料中參與各種化學(xué)、物理反應(yīng)的石灰顆粒比表面積。石灰顆粒越小，比表面積越大，反應(yīng)越充分。石灰消解產(chǎn)生大量的熱能，防護(hù)不好會(huì)給人體帶來(lái)傷害。飛揚(yáng)的粉塵污染環(huán)境，也損害人體的呼吸道。大多數(shù)施工單位采用人工消解石灰，效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定。石灰往往堆得較高，工人用大量灑水或是輔助帶噴嘴的鋼管深入內(nèi)部灑水，往往上面水量多了，而下部水量不足。一些單位采取裝載機(jī)翻堆二次消解的方法，在一定程度上解決了消灰質(zhì)量不均的問(wèn)題。近年來(lái)，一些單位采用石灰消解機(jī)，消灰質(zhì)量和效率有了很大的提高，但推廣范圍有限。石灰應(yīng)異地消解，貯料場(chǎng)覆蓋存放，這是提高消石灰質(zhì)量的有效措施。石灰在非使用地采用薄層消解，把石灰攤薄，厚度不超過(guò)1m均勻澆水，含水量容易控制。消解后初步悶料，用裝載機(jī)翻堆進(jìn)一步悶料，過(guò)篩，然后運(yùn)到拌和場(chǎng)覆蓋備用。薄層消灰用水量易于控制，石灰消解比較充分，且經(jīng)過(guò)二次倒運(yùn)，進(jìn)一步混合，多一次悶料過(guò)程，質(zhì)量均勻性有了保證。

1.3 石料選取

根據(jù)石料來(lái)源、工藝水平、施工管理狀況確定備料分為幾個(gè)粒級(jí)，粒級(jí)越多，拌出的混合料越穩(wěn)定。如果碎石來(lái)自不同的料場(chǎng)，或由供料商供應(yīng)，就要多分一個(gè)粒級(jí)；自辦料場(chǎng)或聯(lián)合加工就可以少一個(gè)粒級(jí)。以前，有些單位習(xí)慣備0～31.5mm混合料，這在較低等級(jí)公路上勉強(qiáng)可用，在高速公路上這是非常錯(cuò)誤的做法，要嚴(yán)格禁止。應(yīng)鼓勵(lì)或強(qiáng)制施工單位自辦料場(chǎng)加工碎石，這是解決混合料級(jí)配不穩(wěn)定的有效措施。

1.4 碎石的堆料高度

對(duì)碎石的堆料高度也應(yīng)該進(jìn)行限制。有些承包商為了節(jié)省占地，備石料時(shí)堆得很高，在料堆上修筑坡道，自卸汽車上到頂部，從上往下卸，較大的石料溜下來(lái)，一層又一層，自然離析，給混合料的生產(chǎn)帶來(lái)隱患。一般來(lái)說(shuō)，石料堆放高度不超過(guò)2m就能保持較好的自然的狀態(tài)，對(duì)均勻性不會(huì)產(chǎn)生太大的影響。

2 碎石基層的配合比

二灰碎石具有良好的力學(xué)性能、板體性、水穩(wěn)性和一定的抗凍性。優(yōu)良的組成設(shè)計(jì)是保證工程質(zhì)量的技術(shù)關(guān)鍵，是搞好二灰碎石基層施工的第一步。影響或控制配合比設(shè)計(jì)有兩個(gè)主要指標(biāo)，一是強(qiáng)度，二是抗裂性。強(qiáng)度指標(biāo)在設(shè)計(jì)文件或《公路工程施工技術(shù)規(guī)范》中已明確，廣大技術(shù)管理人員都比較重視，在施工中得到了較好的貫徹。

二灰碎石材料容易產(chǎn)生收縮變形，基層的收縮開(kāi)裂不僅破壞基層結(jié)構(gòu)的整體性從而降低其強(qiáng)度，而且向上反射，影響瀝青面層。由于變形檢測(cè)技術(shù)和儀器復(fù)雜，抗裂性指標(biāo)沒(méi)有寫(xiě)入《公路工程施工技術(shù)規(guī)范》。要建設(shè)高質(zhì)量高速公路，還必須考慮二灰碎石的抗裂性。導(dǎo)致二灰碎石基層收縮變形的因素很多，其中主要有環(huán)境溫度、相對(duì)濕度等外因，以及組成材料與外摻劑相互作用生成新相的相變過(guò)程等因素兩部分。這些因素引起的收縮可以歸納為硬化收縮、溫度收縮以及干燥收縮三類來(lái)考慮。一般認(rèn)為，基層材料的三類收縮中以溫度收縮較為重要。

二灰碎石基層材料的開(kāi)裂模式可以直觀地理解為在溫度作用下產(chǎn)生的收縮應(yīng)變超過(guò)了材料自身所能承受的最大拉應(yīng)變。“高強(qiáng)度+低剛度”有利于材料極限拉應(yīng)變值的提高。根據(jù)集料所占有的比例，二灰碎石材料可分為懸浮式和密實(shí)式結(jié)構(gòu)?！豆饭こ淌┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》中規(guī)定集料占80%以上即為密實(shí)式結(jié)構(gòu)。即使是密實(shí)結(jié)構(gòu)，碎石混合料中4.75mm以下細(xì)集料所占比例約為30%～45%，加上10%～20%的二灰結(jié)合料，總量要占到40%～65%。換算成體積，則比例更大。一般認(rèn)為，收縮是由細(xì)集料、粉料引起的，因此必須高度重視這部分材料，加以控制，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)進(jìn)一步優(yōu)化二灰碎石混合料級(jí)配范圍。

3 施工設(shè)備要求

安裝拌和樓的數(shù)量和型號(hào)應(yīng)根據(jù)承擔(dān)的任務(wù)來(lái)決定。結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)分析，對(duì)于一條四車道高速公路，一個(gè)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)面需要安裝一臺(tái)500型或兩臺(tái)300型的拌和樓，前者優(yōu)于后者。一臺(tái)拌和樓不必考慮出料均勻一致的問(wèn)題，配套發(fā)電機(jī)、裝載機(jī)較少，故障較少，管理人員、輔助工人也較少，費(fèi)用較低。

路面施工是投入大、見(jiàn)效快的項(xiàng)目。各單位都實(shí)行成本核算，一旦拌和樓發(fā)生故障導(dǎo)致停工，其他設(shè)備也就只能閑置。一個(gè)作業(yè)面2臺(tái)攤鋪機(jī)、5臺(tái)壓路機(jī)、3臺(tái)裝載機(jī)一天的費(fèi)用在3萬(wàn)元左右，經(jīng)濟(jì)損失不容忽略。必須配置高性能的、狀態(tài)良好的拌和樓。一臺(tái)500型的拌和樓，售價(jià)在70萬(wàn)元左右，新的與舊的相比、狀況好的與差的相比，工期可提前1個(gè)月，工程管理的效益一目了然。任何設(shè)備都會(huì)出故障，為了保證工期和質(zhì)量，或贏得最佳經(jīng)濟(jì)效益，就必須加強(qiáng)設(shè)備管理，加強(qiáng)維修保養(yǎng)。攤鋪機(jī)、壓路機(jī)等設(shè)備可備用1臺(tái)，以防止停工、誤工，如工期緊，這也是搶工期的一項(xiàng)好措施。

4 拌合施工質(zhì)量控制

混合料的生產(chǎn)是二灰碎石的關(guān)鍵工藝，粒料是由拌合樓采用連續(xù)式拌和缸生產(chǎn)，各種材料是由皮帶電子秤計(jì)量，具有產(chǎn)量高、維修方便等特點(diǎn)，但配比誤差較間斷式拌和樓大。電子秤計(jì)量的是各種材料的總量，即干料重加水重，水是影響配合比準(zhǔn)確性的重要因素。石灰、粉煤灰含水量為20%～40%，有時(shí)更大。所以要求備料時(shí)必須將含水量控制在一個(gè)小范圍內(nèi)。一方面要防止材料被雨淋，以免增加含水量的不均勻性；另一方面，施工現(xiàn)場(chǎng)必須及時(shí)跟蹤檢測(cè)各種材料的含水量，一個(gè)簡(jiǎn)便的方法就在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室配備微波爐，幾分鐘內(nèi)測(cè)出含水量，及時(shí)調(diào)整電子秤控制器，使生產(chǎn)的混合料滿足配合比的要求。

5 攤鋪施工質(zhì)量控制

二灰碎石攤鋪前應(yīng)重視下承層的檢查和準(zhǔn)備，必須對(duì)二灰土底基層足量灑水，這是因?yàn)槎宜槭旌狭鲜窃谧罴押肯掳韬偷模瑳](méi)有多余的水分，若二灰土干燥，則勢(shì)必會(huì)吸收二灰碎石混合料中的水分，影響強(qiáng)度形成。路肩培土要保證一定的含水量，以便于整形壓實(shí)。二灰碎石混合料攤鋪時(shí)，預(yù)先在路肩側(cè)面鋪設(shè)塑料薄膜，防止混合料水分散失而影響邊緣部分混合料強(qiáng)度形成。

6 結(jié)語(yǔ)

二灰碎石基層作為高等級(jí)公路路面的過(guò)渡層，是很重要的路面結(jié)構(gòu)層之一，其質(zhì)量的好壞直接影響路面的使用效果。各施工單位在施工過(guò)程中應(yīng)遵照其施工技術(shù)規(guī)范要求，嚴(yán)格把好二灰碎石基層施工質(zhì)量關(guān)，以確保工程的整體質(zhì)量。

［1］李麗民，何兆益.瀝青二灰碎石基層設(shè)計(jì)與施工［J］.中南公路工程，2006，（5）：118-119.

［2］程興記.淺談公路二灰碎石基層的施工［J］.山西建筑，2003，（16）：31-33.

［3］李麗民，何兆益.瀝青二灰碎石基層設(shè)計(jì)與施工［J］.中南公路工程，2006，（5）：11-15.