熱帶海島地區(qū)道路工程珊瑚礁石基層填料填筑工藝綜述

曾海梁

（中國十九冶集團有限公司國際工程公司，四川成都 611730）

0 前言

項目所在地為南太平洋島國巴布亞新幾內(nèi)亞新愛爾蘭省，項目類型為公路工程，公路等級相當于國內(nèi)縣道（三級路）。路面基層是直接位于面層以下的主要承重結(jié)構(gòu)，主要承受行駛車輛的豎向荷載，是本項目的工作重點?；鶎硬牧系倪x擇是第一步，合理的材料選擇有助于工程質(zhì)量、進度與成本控制。與在國內(nèi)大部分區(qū)域，對于三級公路的基層材料，普遍會選擇柔性或半剛性基層料，如（水穩(wěn)）級配礫石及級配砂礫，骨料為礫石。本項目選擇使用的是珊瑚礁石，因其在本地比較常見，較易開挖備料，且相對于礫石而言，珊瑚礁石具有形狀不規(guī)則、易破碎、高內(nèi)摩擦角和高孔隙比等特性，使得其吸水性強，對雨水有很好的滲透作用，在熱帶多雨地區(qū)作用尤為明顯。

1 路面底基層施工

1.1 施工準備

1.1.1 材料準備

選用符合AS-2157 標準或監(jiān)理工程師批準的類似標準的級配珊瑚礁石填料，如圖1 所示。

圖1 珊瑚礁石級配曲線

在備料時，檢查材料是否含有雜物，如樹葉、泥塊、動物殘骸和生活垃圾等。若有則要及時清理，且含水率應在6.0%～6.5%之間。路面底基層設計厚度為30cm，珊瑚礁石的最大粒徑不超過63mm。集料壓碎值應不大于35%（級配數(shù)據(jù)詳見表1），壓實度不應小于95%，CBR 值不應小于80%。根據(jù)所填路段的長度寬度及基層厚度與材料松鋪系數(shù)，計算出該段所需珊瑚礁石用量。

表1 送檢專業(yè)實驗室級配珊瑚礁石篩分實驗數(shù)據(jù)

1.1.2 設備準備

本項目底基層施工需用到的機械設備有翻斗車、推土機、平地機與壓路機等。在巴布亞新幾內(nèi)亞，該類機械設備各項性能檢測必須通過澳大利亞 AustroadsAGPT-T533、AustroadsAGPTT534 相關(guān)測試試驗，并得到現(xiàn)場監(jiān)理工程師的認可。同時在使用前應由我方專業(yè)機械維修人員進行檢修，確認設備各項指標均正常方可進行底基層施工。

1.1.3 測量準備

在路基壓實并人工清理雜物完畢之后，專業(yè)測量人員根據(jù)圖紙將道路中線定位放樣，再將各樁出的標高做好標記，經(jīng)監(jiān)理簽字確認之后，方可施工。

1.2 施工實施

1.2.1 路基整理

在材料進場之前，應將已施工完成的路基表面雜物清除，表面應平整，堅實，無松動現(xiàn)象，且具有規(guī)定的路拱。

1.2.2 測量放樣

專業(yè)測量人員用全站儀進行中線恢復；直線段每20m 設一樁，平曲線段每10m 設一樁，并在兩側(cè)路面邊緣外0.3～0.5m 設指示樁；進行水平測量時，在兩側(cè)指示樁上用紅漆或紅色膠布標出設計標高。

1.2.3 珊瑚礁石進場

將符合標準及監(jiān)理認可的級配珊瑚礁石填料按一次壓實的量運往作業(yè)路段，每層壓實厚度應為150mm。

1.2.4 填料攤鋪填筑

運往現(xiàn)場后，用平地機將珊瑚礁石填料均勻攤鋪至作業(yè)路段各處。由于地基縱坡坡度小，地基承載力強，采用水平分層填筑。在該過程中，應注意刮出橫坡坡度，大致接近設計坡度1.5%即可。

1.2.5 填料壓實

待珊瑚料均勻攤鋪各處之后，壓實機進行壓實作業(yè)。由于珊瑚料已破碎，強度較低，于是含水量等于或略大于最佳含水量時，立即用15t 以上輪胎壓路機壓實2～3 遍以追實松鋪厚度，第二次再用平地機找平，松鋪系數(shù)預留為1.05；采用20t 振動壓路機將其壓實2 遍；再用鋼輪壓路機壓實1～2 遍，直至表面平整，無任何輪跡或波紋起伏。直線段應采取由兩側(cè)路肩向路中心碾壓的方式；在彎道有超高段，由路肩處開始由內(nèi)向外進行碾壓。碾壓時，后輪應重疊1/2 輪寬，碾壓一直進行到要求的密實度為止，一般需碾壓6～8 遍。壓路機的碾壓速度，前兩次宜采用1.5～1.7km/h 為宜，后續(xù)碾壓用 2～3km/h 為宜。

1.3 施工質(zhì)量控制

（1）珊瑚礁石的最大粒徑不超過37.5mm。集料壓碎值應不大于35%，CBR 值不小于80%；因本地氣溫高，風較大，石料運往現(xiàn)場時的含水率應略大于最佳含水率。

（2）碾壓時注意不宜采用掉頭式進行二次碾壓，防止填料表面被摩擦翻松，應采用退行式進行壓實；路面的兩側(cè)，應多壓2～3 遍。

（3）兩作業(yè)段的銜接處，應搭接拌和；第一段拌和后，留5～8m不進行碾壓，第二段施工時，將前段留下未壓部分，重新拌和，并與第二段一起碾壓。

（4）施工時采用半幅施工的方法。接縫處應對接，必須保持平整密合。

（5）在施工過程中，對礁石的級配進行抽檢，其檢查結(jié)果應滿足級配要求；并且?guī)缀纬叽?、松鋪厚度、橫坡度進行自檢，使之符合要求。

（6）選擇晴朗天氣施工，盡量保證雨水來臨前完成壓實作業(yè)，在如果天氣轉(zhuǎn)雨應立即暫停施工，并設置施工縫。

1.4 工程驗收

本項目底基層驗收主要是基層面標高、坡度、基層寬度及壓實度等，其中壓實度是重點。一般監(jiān)理會要求邀請有資質(zhì)的專業(yè)實驗室工作人員到現(xiàn)場取樣，一般每隔200m 設置一個取樣點。取樣后會盡快送到實驗室進行CBR 實驗和密度測試，最終得出實際壓實度。設計壓實度不應小于95%，若嚴格按照以上施工方式碾壓，可以保證規(guī)定壓實度，如圖2 所示。

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圖2 級配珊瑚礁石填料壓實度取樣檢測（灌砂法）

2 路面基層施工

2.1 施工準備

2.1.1 場地準備

將驗收合格后的底基層表面的雜物浮土清理干凈，使表面平整光滑。

2.1.2 測量準備

在施工路段直線處每20m 設置一線樁，在曲線處每隔10m設一線樁，專業(yè)測量人員測量并標記出高程，設置高程控制鋼絲繩，根據(jù)圖紙將道路中線再次定位放樣，并在中線上設置導梁。在路肩邊緣處設置高18cm 的鋼模板，每間隔1m 設置固定鋼釬。

2.1.3 材料準備

將符合設計與監(jiān)理要求的珊瑚礁石與水泥按20:1～25:1 的比例在攪拌站內(nèi)拌和，因珊瑚料易破碎，形狀不規(guī)則，故無須添加石屑。出料前每隔2h 測定一次混合料含水率，并提前測好最佳含水率與最大干密度。

2.1.4 設備準備

設備：重型自卸車、攤鋪機、重型振動壓實機、膠輪壓路機、水車等。該類機械設備各項性能檢測必須通過澳大利亞AustroadsAGPT-T533、AustroadsAGPT-T534 相關(guān)測試試驗，并得到監(jiān)理工程師的認可。

2.2 施工實施

2.2.1 材料運輸

2.2.2 攤鋪前準備

在底基層表面均勻噴灑水泥凈漿，噴灑量不少于1.4kg/m2。

2.2.3 混合料攤鋪

一般同時采用兩臺攤鋪機梯隊攤鋪，前后相距5～10m；攤鋪時，自卸車在前，不開啟動力，由攤鋪機直接推動其前進進行攤鋪，攤鋪速度宜為2.0～2.5m/min，并以路側(cè)鋼絲繩、路中導梁與滑靴控制高程；前后兩臺攤鋪機重合攤鋪5～10cm；對于攤鋪后的離析現(xiàn)象，應設專人進行消除，對于離析部位應用新拌混合料修補，如圖3 所示。

圖3 水泥珊瑚礁石穩(wěn)定基層混合料攤鋪

2.2.4 混合料碾壓

在攤鋪完成之后，進行碾壓工作。碾壓流程按照穩(wěn)壓、輕壓、重振，穩(wěn)壓收面的順序進行；空間上，碾壓段落設置為80～90m，應先碾壓兩側(cè)，后中間，并且兩側(cè)各有80～100mm 超寬壓實，如圖4 所示。

圖4 水泥珊瑚礁石穩(wěn)定基層碾壓施工

2.2.5 橫接縫處理

當有施工中斷情況出現(xiàn)時，應離上次完成施工末端3m 處設置橫接縫，再次施工時，將末端混合料刮除干凈，攤鋪機從接縫處繼續(xù)攤鋪；壓路機沿接縫橫向碾壓，完畢后再正常碾壓。

2.2.6 精平

水泥穩(wěn)定珊瑚礁石基層填筑壓實之后，應進行路面精平施工。珊瑚骨料主要礦物為CaCO3，含量占96%以上，NaCl 占0.2%，含鹽量較高，但SiO2含量極低，占0.13%，pH 在10 左右，是超堿性礦物，在與適量水接觸之后，發(fā)生水化水解反應生成氫氧化鈣。在壓實機的壓實震動作用下，填料縫隙中的水溶液會溢出表面，溢出來的漿體可填滿表面粗集料之間的空隙，均勻分布在表面各處，水分快速蒸發(fā)之后，表面會固化，形成一層保護膜?；鶎訌姸日w變化不大，但在做透層之前可以有效減小表面形變，保持較好的平整度，使車輛在行駛過程中應力分部均勻，減弱對基層的破壞，為透層施工起到良好的鋪墊作用。

2.2.7 質(zhì)量檢測

本項目水泥珊瑚礁石穩(wěn)定基層質(zhì)量檢測主要內(nèi)容有壓實度檢測、平整度檢測、標高與坡度等檢測。其中壓實度檢測為重點，要求壓實度不小于96%，一般采用灌砂法，邀請監(jiān)理指定的有資質(zhì)的專業(yè)實驗室工作人員前往現(xiàn)場取樣，并帶回實驗室做實驗，得出實驗數(shù)據(jù)后及時取得實驗報告，如表2 所示。

表2 省政府路段水泥穩(wěn)定珊瑚礁石基層壓實度檢測數(shù)據(jù)

2.2.8 新鋪基層養(yǎng)生

在碾壓完成并檢查合格后應立即進行養(yǎng)生，養(yǎng)生期間應保持表面濕潤，用土工布將基層表面覆蓋，再用灑水車灑水養(yǎng)生，至少保證7d 養(yǎng)生，28d 正常養(yǎng)生，同時做好交通控制，禁止車輛通行。

2.3 質(zhì)量控制

（1）水泥凈漿噴灑長度控制在攤鋪機前30～40m 處。

（2）車輛運往時，若車輛因故障或交通停留在路途過久，此車料應作廢，不可繼續(xù)使用，因其水分蒸發(fā)嚴重。

（3）混合料攤鋪時，前臺攤鋪機通過路側(cè)鋼絲繩與路中導梁控制高程，后臺攤鋪車用路側(cè)鋼絲繩與路中滑靴控制高程。

（4）碾壓時注意不宜采用掉頭式進行二次碾壓，防止填料表面被摩擦翻松，應采用退行式進行壓實。

2.4 質(zhì)量驗收

在新鋪基層7d 養(yǎng)生之后，專業(yè)人員到現(xiàn)場鉆芯取樣，送至實驗室進行無側(cè)限抗壓強度試驗，得出實驗曲線形成實驗報告，并交至監(jiān)理。

3 結(jié)語

（1）珊瑚礁石基層填料跟礫石基層填料兩種材料的性能有一定差異，珊瑚礁石更適用于低等級路面，但兩種材料無論是在基層或是底基層的填筑施工工藝并無較大差異。材料選擇主要取決于項目本身設計及項目所在地，如今建筑企業(yè)都大力鼓勵屬地化管理，合理選用當?shù)負碛械牟⑶曳显O計規(guī)范及得到監(jiān)理認可的材料將有助于項目的質(zhì)量控制、進度控制及成本控制。

（2）珊瑚礁石主要存在于熱帶及亞熱帶沿海，在我國則主要存在于南海一帶，但目前對珊瑚礁石在工程方面的性能研究相對較少。比如珊瑚礁石用作混凝土骨料的情況較少，這一領(lǐng)域還有待工程人員在實際工作中不斷去探索實驗。如今我國正在大力開發(fā)南海，在諸多島嶼上大興基礎(chǔ)建設，如果對珊瑚礁石的性能研究取得更多成果，那將必定積極推進我國南海的工程建設，促進南海區(qū)域的資源開發(fā)，加快經(jīng)濟發(fā)展，也利于加強軍事海防的力量，更是響應習近平總書記“質(zhì)量強國”的方針。借著祖國正在大力開發(fā)南海的東風，珊瑚礁石填料將大有用武之地，關(guān)于其性能研究也必將大有發(fā)展。