天然砂礫在高速公路路面工程中的應(yīng)用

（中交四航局第一工程有限公司，廣東 廣州 510310）

新疆烏尉公路為PPP項(xiàng)目，從兵團(tuán)35團(tuán)到若羌高速公路，位于新疆維吾爾自治區(qū)巴州境內(nèi)塔克拉瑪干沙漠東部。

該項(xiàng)目為雙向四車道，設(shè)計(jì)時(shí)速為120km，線路路基包括整體式路基及分離式路基。分離式路基寬度13.25m，整體式路基寬度為27m。主線路面結(jié)構(gòu)層總厚度68cm，路面底基層設(shè)計(jì)為20cm厚天然砂礫。具體路面結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 主線路面結(jié)構(gòu)圖

一、天然砂礫試驗(yàn)檢測(cè)

（一）常規(guī)檢測(cè)

天然砂礫料源在兵團(tuán)35團(tuán)北山料場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)取樣檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，如表1所示。除進(jìn)行常規(guī)檢測(cè)外還增加全鹽分析試驗(yàn)，經(jīng)檢測(cè)北山料場(chǎng)的天然砂礫為非鹽漬土，其含鹽性質(zhì)為亞硫酸鹽。

（二）易溶鹽檢測(cè)

在塔里木河施工用水取水點(diǎn)取水樣試驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果如表2所示，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

室內(nèi)試驗(yàn)。在料場(chǎng)6個(gè)取樣點(diǎn)取約200kg的天然砂礫充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅鎏烊簧暗[的易溶鹽含量及全鹽分析試驗(yàn)，得出天然砂礫的含鹽性質(zhì)。在攪拌均勻的天然砂礫中稱取15份每份重5kg的天然砂礫，分別加入施工用水。燜料2h后，烘干后得出實(shí)際含水率，每份烘干后的試樣過篩后做易溶鹽含量試驗(yàn)，得出天然砂礫加入不同含水率的易溶鹽含量結(jié)果，如表3所示。

表1 天然砂礫最大干密度與最佳含水量試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

表2 水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

表3 天然砂礫加不同施工用水含鹽量試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

試驗(yàn)結(jié)果分析。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以得出，含鹽量為0.324%天然砂礫填料，當(dāng)施工時(shí)灑水量＞50%，填料由非鹽漬土變?yōu)槿觖}漬土。

二、施工方法

（一）下承層準(zhǔn)備

下承層（基床）基面若出現(xiàn)車轍、松軟、壓實(shí)度不足等問題，應(yīng)及時(shí)翻松，待重新碾壓修整達(dá)到相關(guān)規(guī)范要求后，交驗(yàn)后方能進(jìn)行底基層的施工。

底基層施工前清除下承層表面雜物，并按要求灑水處理，保持下承面處于濕潤狀態(tài)。

（二）施工放樣

施工需應(yīng)用到全站儀，以恢復(fù)中樁、邊樁，按照每20m布設(shè)一樁，放出底基層攤鋪兩側(cè)控制點(diǎn)，測(cè)量出每個(gè)控制點(diǎn)的高程，做好指示樁，并按照試驗(yàn)段得出的松鋪系數(shù)計(jì)算出每個(gè)點(diǎn)的掛線高度。

在邊線控制點(diǎn)處打入鋼釬掛線樁，按照對(duì)應(yīng)的高程給每個(gè)控制點(diǎn)掛好導(dǎo)線。用φ0.3mm鋼絲繩作為導(dǎo)線，導(dǎo)線一端用鋼釬斜向打入地面固定，另一端用緊線器張緊。張緊時(shí)控制好張拉力在800N～1000N之間，防止拉力過大斷線或拉力不足造成導(dǎo)線下垂。

為確保底基層邊緣壓實(shí)度，填筑寬度兩側(cè)各加寬10cm。

（三）超粒徑控制

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，天然砂礫級(jí)配滿足設(shè)計(jì)要求，但天然砂礫的開采和施工過程中難免會(huì)混入些許超粒徑的顆粒，需采用人工挑除的方式控制超粒徑。

（四）悶料和運(yùn)料

為確保粒料含水率滿足要求，同時(shí)考慮炎熱天氣水分的散失，天然砂礫裝運(yùn)前應(yīng)按最佳含水率5.5%+2.5%=8%（運(yùn)輸過程中填料的失水量為2.5%）悶料。悶料場(chǎng)設(shè)在水穩(wěn)站的備料場(chǎng)內(nèi)。采用抽“田”字格的方式悶料，根據(jù)計(jì)算的取料數(shù)量，確定準(zhǔn)備取料的面積和深度，取料時(shí)必須全斷面開挖并拌和。

根據(jù)每天的施工方量，每個(gè)備料場(chǎng)設(shè)置兩個(gè)悶料區(qū)。每個(gè)區(qū)域每天悶料3500m，悶料8h～12h后檢測(cè)天然砂礫的含水量，滿足施工要求后即可運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)施工。

（五）攤鋪

攤鋪前下承層應(yīng)適量灑水濕潤，保證攤鋪料的含水量。攤鋪過程中，應(yīng)用到兩臺(tái)攤鋪機(jī)，采用聯(lián)合攤鋪方式作業(yè)。兩臺(tái)攤鋪機(jī)燙平板的搭接寬度≥20cm，前后的距離控制在10m以內(nèi)。

攤鋪機(jī)熨平板用方木就位墊穩(wěn)（燙平板底面的高度及橫坡與設(shè)計(jì)松鋪面重合）、自動(dòng)找平傳感器及布料螺旋傳感器調(diào)節(jié)完畢后，由專人指揮料車倒車、卸料。運(yùn)料車后車輪不得直接撞擊攤鋪機(jī)，運(yùn)料車應(yīng)在攤鋪機(jī)料斗前10cm～30cm處停住，剎車起斗后松開剎車由攤鋪機(jī)向前頂推前進(jìn)。

攤鋪機(jī)啟動(dòng)送料器待布料螺旋充滿填料后按照3m/min的速度勻速連續(xù)攤鋪，中途盡量減少停機(jī)次數(shù)，使攤鋪過程平穩(wěn)連續(xù)，減少橫向施工縫。

攤鋪前對(duì)松鋪厚度檢查，滿足規(guī)范要求后方可開展后續(xù)攤鋪工作。攤鋪開始后試驗(yàn)員檢測(cè)含水量，通常含水量應(yīng)≥最佳含水量，否則就根據(jù)攤鋪路段計(jì)算出補(bǔ)水量，補(bǔ)水量=長(zhǎng)×寬×攤鋪厚度×（天然砂礫最佳含水量-實(shí)測(cè)含水量），并通知技術(shù)人員補(bǔ)水。補(bǔ)水作業(yè)采用灑水車噴霧狀的模式，嚴(yán)禁用水槍直接對(duì)著已攤鋪的填料灑水。

在起步后3m～5m內(nèi)，不斷使用靠尺校正高程，使其在5m后的攤鋪符合設(shè)計(jì)要求的高程及寬度。攤鋪機(jī)起步后，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員及時(shí)用3米長(zhǎng)鋁合金尺檢查松鋪面的寬度及橫坡，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)調(diào)整，攤鋪正常后按10m檢查一次，以此控制攤鋪寬度和橫坡。

施工人員及時(shí)挑除超粒徑填料，并在攤鋪機(jī)料斗內(nèi)取料填補(bǔ)坑洞，嚴(yán)禁在已攤鋪地段取料。攤鋪的天然砂礫未壓實(shí)前，施工人員不得隨意踩踏，車輛不得通行。攤鋪時(shí)需看護(hù)導(dǎo)線和高度傳感器，避免傳感器碰撞鋼釬導(dǎo)致底基層面平整度不佳。

（六）碾壓

天然砂礫攤鋪后立即或在補(bǔ)水后待填料表面無明顯水漬后，用兩臺(tái)22t壓路機(jī)靜壓一遍，正線一次攤鋪，碾壓長(zhǎng)度控制在50m～60m范圍內(nèi)，匝道控制在80m～100m范圍內(nèi)。

第1遍速度應(yīng)控制在1.5km/h，確保碾壓過程不出現(xiàn)“波浪”，不出現(xiàn)“彈簧”，松散、起皮現(xiàn)象。當(dāng)壓實(shí)度滿足要求后，再靜壓一遍收面。

在不設(shè)超高的平曲線或直線段，碾壓方向可以從兩側(cè)路肩向路中心碾壓；在設(shè)超高的平曲線段，則是由內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓。碾壓時(shí)，輪跡應(yīng)重疊1／3輪寬；最后用膠輪壓路機(jī)光面，直到表面無明顯輪跡后便停止施工。壓路機(jī)的碾壓速度，前兩遍以1.5km／h～1.7km／h為宜，后面的按2.0km／h～2.5km／h行進(jìn)。底基層兩側(cè)邊緣應(yīng)各超寬10cm并多壓1遍～2遍。

壓路機(jī)上碾壓過程中或者是在己完成的路段上，不允許突然急剎車或調(diào)頭，來回交替碾壓時(shí)兩次停留點(diǎn)的間距應(yīng)＞10m，并遠(yuǎn)離壓實(shí)線3m以外。在碾壓過程中配備足夠的作業(yè)人員，處理局部臃包或邊角部位，并用3米直尺逐尺測(cè)量，確保平整度。

檢測(cè)合格的底基層必須封閉管理，在水穩(wěn)層施工前嚴(yán)禁車輛通行，防止車輛碾壓破壞底基層表面結(jié)構(gòu)，造成底基層表面松散。