級(jí)配碎石墊層施工質(zhì)量控制問(wèn)題探討

龐 劍

(廣西翔路建設(shè)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530029)

0 引言

級(jí)配碎石墊層作為路基與路面基層的基礎(chǔ)，是高速公路工程建設(shè)中重要的施工部分，能夠?qū)ν谅坊峁┯行У谋Ｗo(hù)，并擴(kuò)散應(yīng)力，確保土路基不會(huì)受到氣候條件的影響。高速公路施工要求較高，必須具備較強(qiáng)的剛度與抗變形能力，但是由于材料級(jí)配與攤鋪碾壓、離析處理以及工后養(yǎng)護(hù)等工作在實(shí)際施工中的質(zhì)量難以控制，可能導(dǎo)致無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求[1]。路基過(guò)渡段級(jí)配碎石填料粒徑、級(jí)配及質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。碎石顆粒中針狀和片狀碎石含量≤20%；質(zhì)軟和易破碎的碎石含量≤10%。施工單位每工班抽樣檢驗(yàn)1次顆粒級(jí)配、針狀和片狀碎石含量、質(zhì)軟和易破碎的碎石含量[2]。本文以廣西梧州至柳州公路路面工程施工№D合同段級(jí)配碎石首件工程施工路段K157+800～K158+200左幅施工為例，對(duì)級(jí)配碎石墊層施工技術(shù)及其質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了分析和總結(jié)，指出了施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，并提出了解決方案。

1 工程概況

該工程為廣西梧州至柳州公路路面工程施工№D合同段，標(biāo)段起訖樁號(hào)：K128+958.321～K172+092.466，路線長(zhǎng)43.13 km。主線采用四車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，起點(diǎn)至百丈互通立交段。設(shè)計(jì)速度100 km/h，路基寬26 m；百丈互通立交至終點(diǎn)設(shè)計(jì)速度120 km/h，路基寬28 m。計(jì)劃工期：12個(gè)月。主線路面結(jié)構(gòu)為20 cm級(jí)配碎石墊層+20 cm4%水泥穩(wěn)定碎石底基層+35 cm5%水泥穩(wěn)定碎石基層+透層+1 cm同步瀝青碎石封層+8 cm粗粒式瀝青混凝土下面層+6 cm中粒式改性瀝青混凝土中面層+4 cm細(xì)粒式改性瀝青混凝土表面層。級(jí)配碎石墊層設(shè)計(jì)厚度為20 cm，設(shè)計(jì)工程量為 911 571 m2。

2 施工原材料準(zhǔn)備

2.1 集料

級(jí)配碎石墊層所用的碎石來(lái)自田園石場(chǎng)和桐木石場(chǎng)，其最大粒徑控制在31.5 mm以?xún)?nèi)，粗集料壓碎值≤26%，針片狀顆粒含量≤20%，且碎石中無(wú)黏土塊、植物等雜質(zhì)，細(xì)集料(0～5 mm)中<0.075 mm的顆粒含量≤15%，碎石其顆粒組成和塑性指數(shù)符合表1要求。

表1 碎石顆粒組成和塑性指數(shù)表

2.2 水

抽取水穩(wěn)站旁邊小河的河水，水質(zhì)干凈，符合現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5794)要求，可作為拌合站生產(chǎn)用水。

2.3 配合比

現(xiàn)已確定級(jí)配碎石墊層的配合比為：(20～30 mm)∶(15～20 mm)∶(10～15 mm)∶(5～10 mm)∶(0～5 mm)=21∶13∶11∶20∶35，級(jí)配碎石墊層的最大干密度為2.296 g/cm3，最佳含水率為3.8%。采用經(jīng)驗(yàn)松鋪系數(shù)1.30作為級(jí)配碎石墊層首件工程攤鋪的松鋪系數(shù)。

3 施工工序與質(zhì)量控制

3.1 攪拌與儲(chǔ)運(yùn)

級(jí)配碎石攪拌多采用穩(wěn)定土廠拌設(shè)備，通過(guò)裝載機(jī)配合上料，并由電腦進(jìn)行計(jì)量控制，做好相應(yīng)的記錄。材料攪拌作業(yè)之前，首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求與配合比，利用準(zhǔn)備過(guò)的集料進(jìn)行試驗(yàn)拌合，確保集料與水各方面因素符合設(shè)計(jì)要求。每次開(kāi)工前均根據(jù)碎石的含水量調(diào)整施工配合比。

拌合機(jī)的投料應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確，必須符合生產(chǎn)配合比的顆粒級(jí)配。對(duì)投料進(jìn)行隨機(jī)抽查，確保投料數(shù)量達(dá)到目標(biāo)要求。投料過(guò)程中嚴(yán)格控制含水量，可采用計(jì)量裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將含水量控制在0.5%～1%以?xún)?nèi)。拌合機(jī)向料車(chē)放料時(shí)，按先裝車(chē)廂前半部到后半部再到車(chē)廂中間部放料，從而避免裝料過(guò)程中混合料離析。

材料儲(chǔ)存中，為了保證材料的清潔，應(yīng)當(dāng)在堆放場(chǎng)加強(qiáng)清潔防護(hù)，避免材料中滲入黏土、粉塵與雜物等，并做好氣候變化的應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備，例如防雨，同時(shí)注意環(huán)境保護(hù)與安全生產(chǎn)。運(yùn)輸過(guò)程中采用25 t自卸車(chē)，運(yùn)輸車(chē)輛在開(kāi)口處掉頭，避免下承層破壞。裝車(chē)前應(yīng)清洗干凈車(chē)廂，運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)加以覆蓋，以減少水分損失。設(shè)專(zhuān)人指揮運(yùn)輸車(chē)輛卸料，以避免自卸車(chē)撞擊攤鋪機(jī)，并做好相應(yīng)的記錄。

3.2 攤鋪工藝

攤鋪工藝質(zhì)量控制主要從三個(gè)方面進(jìn)行：(1)盡可能采用攤鋪機(jī)，下層可以采用地平機(jī)與小型推土機(jī)配合施工，速度控制在1.0～1.5 m/min，間隔長(zhǎng)度控制在100～200 m；(2)用方格網(wǎng)結(jié)合掛線法控制虛鋪厚度，以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)；(3)平整后首先進(jìn)行人工觀察，排除凹面與離析處，補(bǔ)料采用5～10 mm碎石與石粉。

本項(xiàng)目施工采用攤鋪機(jī)攤鋪，首先在級(jí)配碎石墊層邊緣設(shè)置好厚度控制支架，并根據(jù)松鋪系數(shù)計(jì)算松鋪厚度，控制線高度。控制線一端應(yīng)安裝拉力計(jì)，用于控制攤鋪機(jī)攤鋪厚度的鋼絲拉力≥1 000 N。

在進(jìn)行攤鋪機(jī)聯(lián)合作業(yè)的過(guò)程中，所有攤鋪機(jī)的型號(hào)必須相同，將最大作業(yè)寬度控制在9 m左右，并按照墊層的設(shè)計(jì)要求作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。攤鋪機(jī)的最大作業(yè)寬度為9 m，施工時(shí)根據(jù)墊層的設(shè)計(jì)寬度進(jìn)行調(diào)整，每臺(tái)攤鋪機(jī)的作業(yè)寬度為7.5 m，單幅一次性鋪筑，減少施工接縫。使用兩臺(tái)攤鋪機(jī)作業(yè)時(shí)，則要求第一臺(tái)攤鋪機(jī)根據(jù)導(dǎo)梁進(jìn)行攤鋪高度的控制，第二臺(tái)攤鋪機(jī)根據(jù)滑靴控制攤鋪高程與厚度。攤鋪機(jī)之間的距離保持在10 m以?xún)?nèi)，攤鋪重疊1 m。

為了確保攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的連貫性，除了實(shí)際作業(yè)中的攤鋪機(jī)與運(yùn)料車(chē)之外，還應(yīng)當(dāng)額外準(zhǔn)備多輛車(chē)輛，至少保證有3輛車(chē)在等候；將攤鋪機(jī)速度控制在2～3 m/min，進(jìn)行勻速行駛。在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的全過(guò)程，檢測(cè)與測(cè)量人員必須同步進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，包括對(duì)寬度、厚度、平整度等進(jìn)行檢查，對(duì)沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求或施工標(biāo)準(zhǔn)的部位進(jìn)行及時(shí)糾正。應(yīng)當(dāng)注意在兩臺(tái)攤鋪機(jī)同步作業(yè)的情況下，交接處可能會(huì)出現(xiàn)離析，采用專(zhuān)人備料及時(shí)消除離析現(xiàn)象。對(duì)于粗集料“窩料”和“帶料”，應(yīng)添加細(xì)集料，并拌合均勻；對(duì)于細(xì)集料“窩料”，應(yīng)添加粗集料，并拌合均勻。攤鋪機(jī)混合料高度略高于螺旋布料器2/3高度，且全長(zhǎng)一致。

3.3 碾壓工藝

碾壓設(shè)備一般采用自行式振動(dòng)壓路機(jī)，應(yīng)當(dāng)遵循先輕后重、先慢后快的碾壓原則，首先整體碾壓2遍，保證大面基本平整，配合人工進(jìn)行修整，之后再重壓2遍，并輕壓2遍，最后靜壓1～2遍收光。注重振動(dòng)對(duì)表層的破壞作用，防止出現(xiàn)過(guò)剩。碾壓需要在攤鋪后即刻進(jìn)行，防止水分缺失。現(xiàn)場(chǎng)配備噴霧灑水車(chē)，配合碾壓過(guò)程及時(shí)補(bǔ)水。直線段兩側(cè)向中間碾壓，曲線段內(nèi)側(cè)向兩側(cè)碾壓，縱向重疊控制在0.4 m以上；橫向銜接處搭接長(zhǎng)度控制在2 m以上[3]。

本項(xiàng)目采用1臺(tái)12 t雙鋼輪壓路機(jī)、2臺(tái)26 t膠輪壓路機(jī)和2臺(tái)20 t單鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行兩種碾壓工藝對(duì)比，攤鋪30 m即作為一個(gè)碾壓段開(kāi)始碾壓，碾壓的原則為先輕后重、由低向高，碾壓往、返作為一遍，碾壓重疊1/3輪寬。第一種工藝先用雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1遍，碾壓速度控制在2 km/h；然后膠輪壓路機(jī)復(fù)壓3遍，碾壓速度控制在3 km/h；最后用雙鋼輪壓路機(jī)終壓光面1遍，碾壓速度控制在2 km/h。第二種工藝先用膠輪壓路機(jī)初壓1遍碾壓，速度控制在2 km/h，然后單鋼輪壓路機(jī)小振1遍，大振2遍，碾壓速度3 km/h，最后用雙鋼輪壓路機(jī)光面終壓1遍，碾壓速度3 km/h。

碾壓過(guò)程中試驗(yàn)人員應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)混合料含水量，如果含水量過(guò)大要及時(shí)通知拌合站調(diào)整，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員在碾壓前應(yīng)安排工人徹底消除離析現(xiàn)象，并跟蹤檢測(cè)松鋪厚度、攤鋪厚度、攤鋪寬度等幾何尺寸；碾壓過(guò)程中要及時(shí)用3 m直尺進(jìn)行平整度檢測(cè)，不合格的要立即處理。

3.4 試驗(yàn)與檢測(cè)

本項(xiàng)目首先進(jìn)行標(biāo)高測(cè)量，按照要求的檢測(cè)頻率每20 m一個(gè)斷面進(jìn)行B1、B2、B3三個(gè)點(diǎn)標(biāo)高檢測(cè)，得出各點(diǎn)標(biāo)高H后，B1點(diǎn)為距中線1.5 m，B2點(diǎn)為距中線9.75 m，B3點(diǎn)為距中線11.25 m。碾壓完成后，進(jìn)行壓實(shí)后標(biāo)高測(cè)量，測(cè)量頻率與攤鋪后測(cè)量相同，得出各點(diǎn)的標(biāo)高H后，再根據(jù)攤鋪前的標(biāo)高算出松鋪厚度和壓實(shí)厚度，得出松鋪系數(shù)為1.33。

施工過(guò)程中，試驗(yàn)人員必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，包括材料級(jí)配比例試驗(yàn)、含水量控制調(diào)整等，確保含水量始終維持標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，提高壓實(shí)質(zhì)量。分層填筑厚度逐段進(jìn)行抽檢與評(píng)定；彎沉值應(yīng)當(dāng)每20 m抽檢一個(gè)，對(duì)問(wèn)題部位及時(shí)返工處理；壓實(shí)度檢測(cè)按照固定頻率要求，測(cè)量人員應(yīng)當(dāng)同步檢測(cè)，及時(shí)糾正誤差。每100 m單位抽測(cè)4個(gè)斷面，以高程、橫坡、厚度、平整度等指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。

3.5 養(yǎng)護(hù)管理

施工結(jié)束階段，檢測(cè)攤鋪層平整度與壓實(shí)度，確定平整面與斜面的結(jié)合位置，在該位置挖槽并清除斜面部分，并將靠穩(wěn)定層的一面切成垂直面。碾壓完成并通過(guò)壓實(shí)度檢驗(yàn)合格之后，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理，對(duì)碾壓成型的級(jí)配碎石層，由于石粉水化粘結(jié)的作用，會(huì)有板結(jié)過(guò)程，1 d的強(qiáng)度基本可以達(dá)到60%左右，3 d后的達(dá)到70%，5 d后達(dá)到85%～90%，因此養(yǎng)護(hù)管理時(shí)間至少為5 d。同時(shí)為保證表面不受破壞，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行封閉交通，并在路邊設(shè)置相關(guān)禁行標(biāo)志標(biāo)牌。養(yǎng)護(hù)管理期間避免車(chē)輛擾動(dòng)，確保含水量，根據(jù)實(shí)際情況按時(shí)進(jìn)行灑水，同時(shí)防止強(qiáng)降雨的沖刷造成細(xì)粒滲漏。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的加快，高速公路工程項(xiàng)目不斷增多，級(jí)配碎石墊層施工得到廣泛重視與應(yīng)用。對(duì)級(jí)配碎石施工工藝而言，攤鋪、運(yùn)輸、碾壓等環(huán)節(jié)必須注重及時(shí)性與精準(zhǔn)性，有效控制含水量等指標(biāo)，確保固結(jié)、壓實(shí)、彎沉等滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。施工過(guò)程中，施工測(cè)量人員應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤測(cè)量，及時(shí)糾正誤差，有效控制施工質(zhì)量。施工結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)路面的養(yǎng)護(hù)管理，確保路面不會(huì)受外界因素影響遭到破壞，保障級(jí)配碎石施工質(zhì)量。