二灰碎石路面基层施工技术总结

二灰碎石路面基层施工技术总结

严晓生

【交通部第二公路工程局 西安710061】

摘要：通过对沪宁高速公路E 标段二灰碎石基层的铺筑实践，全面总结了从原材料检验、混合料组成设计、试验路段的铺筑到成品检测的全过程及施工工艺。提供了机械组合形式、碾压方式、碾压速度、碾压遍数、松铺系数等各种技术数据以及施工中的体会。

关键词：二灰碎石 路面基层 施工 工艺 质量

1 基本情况

交通部第二公路工程局承建的沪宁高速公路E 标段主线总长34.292km ，其中E4标为京杭运河铁路高架桥(长1345.56m) ，除E4标段外路面基层结构均为二灰碎石，主线单幅基层宽度在纵坡＞3‰路段为11.90m ，纵坡＜3‰路段为11.51m ，厚度均为30cm ， E标路面基层总面积为79.3953万m 2，半幅路面结构见图1和图2。

尺寸单位：cm ，高程单位：m

图1 纵坡≥3‰路面结构示意图

为提高路面的平整度，根据江苏省高速公路建设指挥部(下简称省高指) “关于沪宁高速公路路面基层、底基层施工的指导意见”及

技术规范的要求，二灰碎石混合料采用厂拌法生产、摊铺机铺筑。在拌合场还准备了足够的堆料场地，并进行了“硬化”处理。以防集料被泥土污染。对不同规格集料分开堆放，已拌和好的二灰碎石混合料实行覆盖闷料措施。为了探讨二灰碎石混合料的铺筑方案和施工工艺，我们在铺筑试验段取得成功后，进一步修改完善了施工工艺，确定了二灰碎石的施工配比，取得了有参考价值的技术数据，为大面积施工提供了依据。1995年4月中旬二灰碎石混合料正式开铺，到1995年11月底已完成路面基层69074万m 2，占总工程量的87％，为沥青面层铺筑创造了良好的条件。

尺寸单位：cm ，高程单位：m

图2 纵坡＜3‰路面结构示意图

2 施工准备工作

充分做好施工前的准备工作，是路面基层顺利进展的重要条件。主要进行原材料检验、设备调试、技术准备等项工作。

2.1 原材料检验

二灰碎石的原材料主要是石灰、粉煤灰和碎石，对原材料质量严格把关是保证二灰碎石混合料质量的重要环节。选用了江苏溧阳上

黄的Ⅲ级石灰、镇江谏壁电厂贞观山灰库的湿排粉煤灰，我部丹阳自采加工料场生产的碎石，经过检验主材料的技术指标如下。

(1)石灰经消解后Cao 含量为58.3％，符合Ⅲ级钙质石灰的标准。

(2)粉煤灰的主要指标如表1。

粉煤灰化学成分表 表1

(3)碎石(最大粒径≤30mm)

①压碎值为19.4％(规定值不大于30％) 。

②细长粒径含量为16.1％。

③级配组成

根据规范的要求及我部试验中心室内配比设计的结果，集料用量为总量的82.5％，其中粗集料(10～30mm 碎石) 为34％，10mm 以下为66％。

④水拌和用水为饮用水。

2.2 机械设备选配

为保证二灰碎石基层的质量和进度，除保证各种机械设备配套外，还应有足够的数量，其中二灰碎石混合料拌和设备及摊铺机是关键设备，必须有良好的使用性能。

本工程投入的机械设备有：

①WBC-200连续式稳定粒料拌和设备2套

②ABG422摊铺机1台

③ZL-50装载机2台

④8～12t 双钢轮静力式压路机1台

⑤CA25振动压路机1台

⑥VV170压路机1台

⑦18～21t 三轮光面静力式压路机2台

⑧9～16t 轮胎压路机1台

⑨17.2t太脱拉自卸车12辆

⑩6000L洒水车1辆

⑾黄河试验车1辆

2.3 机械设备的调试及试运行

(1)稳定粒料拌和设备是关键设备之一，我们聘请了2名有丰富经验的机械专业高级工程师负责进行安装、调试，并多次进行流量试验；使拌出的二灰碎石混合料符合设计要求。通过试验路段的检测，符合质量指标。

(2)ABG422型无级变速自动找平摊铺机，最大摊铺宽度为8.5m ，是从德国新购的设备。技术性能良好，在使用前由厂方专家来工地进行现场指导，一切正常后投入试验路铺筑。

(3)其他处于正常使用中的各种类型压路机、装载机及运料自卸车、洒水车等投入基层施工的机械设备，也需进行维修、保养，并经机械工程师检查，使之处于良好的工作状态。

2.4 技术准备

2.4.1 生产配合比设计

2.4.1.1 粗集料级配的确定(见表2)

二灰碎石混合料中碎石级配 表2

2.4.1.2 混合料配合比设计

根据《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-93)规定，二灰碎石混合料击实试验，采用重型击实标准，求得最大干密度及相应的最佳含水量，以最大干密度的98％和最佳含水量，用15×15cm试模制件，每种配合比在相同条件下各制9个试件，采用标准养护箱在25±2℃条件下保湿养生6d ，浸水1d ，测定无侧限抗压强度。我们分别用6种混合料配合比制件，其检测结果见表3。

混合料配合比及无侧限抗压强度表 表3

根据规范规定，室内试验结果的平均抗压强度R 应符合公式：

R≥Rd/(1-ZaCV)

式中：Rd ——设计抗压强度，本标段为0.8MPa ；

CV ——试验结果偏差系数，以小数表示；

Za ——标准正态分布表中随保证率而变的系数，此处为

1.645。

由上可知1＃～6＃的配合比均能满足强度要求，4＃配合比为镇江市高指总监代表中心试验室推荐配合比，故最后选定石灰∶粉煤灰∶碎石＝6∶11.5∶82.5为生产配合比，并在试验路段进行验证。

2.4.2 生产配合比的调试

调整拌和设备的进料系统，使其符合设计的集料级配和混合料组成比例。我们先后进行过6次流量试验，才使混合料组成基本符合

设计配合比。第7次为生产配合比验证，即铺筑试验路段。经料场和施工现场分别取样进行试验，级配组成及强度均符合规范要求。

2.4.3 技术交底

在二灰碎石基层开始铺筑前，E 标段项目总经理部由总工程师办公室准备技术资料，负责向参加施工的全体技术人员、拌和厂负责人、试验人员和测量人员等，以学习班的形式进行全面技术交底。对各种机械操作手和技术工人，进行现场技术交底。

交底内容除二灰碎石基层的施工方案、施工工艺、操作规程、技术要求、质量标准、试验检测方法外，还明确了岗位职责，使参加施工全体人员做到“五个明确”，即岗位职责明确、施工程序明确、操作规程明确、技术要求明确、质量标准明确，从而使二灰碎石基层能较顺利铺筑。

2.4.4 认真进行试验路段铺筑

E 标段项目经理部于1994年11月6日～12月4日在施工桩号K181+363～K181+624段双幅共5983m 2进行了二灰碎石基层的试铺工作。

2.4.4.1 试验路段铺筑的目的

(1)验证生产配合比，确定施工配合比；

(2)检验施工方案、施工工艺、操作规程的适用性；

(3)确定二灰碎石采用摊铺机铺筑的松铺系数；

(4)探讨ABG422型摊铺机铺筑厚层二灰碎石基层的性能；

(5)检测拌和设备的性能和生产能力；

(6)摊铺机铺筑二灰碎石时标高和厚度的控制方法；

(7)施工中二灰碎石混合料最佳含水量的控制方法；

(8)压实机具的选择和组合，碾压顺序、碾压速度和碾压遍数；

(9)探讨使运料、摊铺、碾压三道工序施工机械相互协调与配合方法；

(10)探讨二灰碎石基层接缝的处理方法；

(11)制定保证质量的技术措施和质量控制方法；

(12)确定每天作业段的铺筑长度。

2.4.4.2 试验路段铺筑方案

E 标段二灰碎石混合料试验路段铺筑采用了集中厂拌、汽车运

输、逐车过秤、现场查核、分层摊铺、总量控制的铺筑方案。

二灰碎石厚为30cm ，由ABG422摊铺机分二层铺筑，下层厚度为17cm ，上层厚度为13cm 。采用基准钢丝调平。为了取得较准确的技术数据，试验路段的二灰碎石混合料采用总量控制的方法，即先计算试验路段需用二灰碎石混合料总重量，二灰碎石在拌和场装车后，逐车过秤，秤出每车料的净重。根据现场测得的实际含水量，算出相当干混合料的总重量，再折算成最佳含水量状态下的混合料重量，按照98％的压实度及铺筑厚度，确定每车混合料应铺筑的长度，直至运够总重量为止。下层经过各项技术指标的检测，并经驻地监理工程师批准，方能进行上层施工。

2.4.4.3 试验路段取得的技术数据

试验路段的测量放样和检测工作，由我部测量队和试验中心负责，并经驻地测量监理、试验工程师的复测和认可。经核查主要技术数据如下：

(1)松铺系数

铺筑厚度17cm 时为1.249；铺筑厚度13cm 时为1.244。测定时按每10m 一个断面，每个断面测4点，为上下层198个测点的数据平均值。

(2)各种压路机的组合方式、碾压遍数、碾压速度

根据投入的设备情况，采用了三种组合方式，即激振力29t 的CA25振动压路机与18～21t 铁三轮静力式压路机组合、激振力39t 的VV170振动压路机与18～21t 铁三轮静力式压路机组合、CA25振动压路机与18～21t 铁三轮静力式压路机及16t 轮胎压路机组合。各种数据见表4。

(3)摊铺速度

二灰碎石混合料的铺筑速度与拌和设备的生产能力，无严格的匹配要求。由于试验段用料数量较少，只用一台拌和楼，提前一天拌料，混合料在料场闷料24h ，再装运至现场，摊铺速度采用2～

2.5m/min，开始时用低速，正常后用2.5m/min。

(4)每天的铺筑长度

由于拌和设备的新旧程度不一，故障较多，正常生产每天最多工作8～12h ，二台拌和楼的产量约为3000～4000t 混合料。用于基层的ABG422型摊铺机最大铺筑宽度为8.5m ，半幅全宽需分二次铺筑，

因此转移较频繁；加之混合料中骨料占82.5％，对摊铺机传动系统及送料、布料系统机件损坏较严重，因此每天需对摊铺机仔细保养和检查；实际的作业时间约为6h 左右，铺筑的长度(半幅) 约为550～700m 。

压路机组合方式、碾压遍数及碾压速度表 表4

2.5 质量保证体系的完善

为保证二灰碎石基层的铺筑质量，E 标段经理部由总工办负责，组成以试验中心、测量队、质检中心三位一体的技术质量保证体系，并进一步明确在二灰碎石基层施工中的职责。

(1)试验中心负责二灰碎石混合料的配合比设计，监控拌和厂混合料的级配组成，测定二灰碎石混合料的含水量、强度及施工过程中的质量监督。

(2)测量队负责控制测量、检测、计算试验段及其他路段的松铺系数；测定二灰碎石顶面标高、横坡及各部几何尺寸。

(3)质检中心负责二灰碎石成型路段的质量检测及评定，反馈质量信息等。

以上三个技术职能部门组成的质量保证体系，能定量地进行质量跟踪，从而加强了施工过程中的质量监控，从根本上保证了工程质量。

2.6 施工方案的确定

(1)在铺筑试验路段的基础上，补充、完善了二灰碎石施工方案、施工工艺及工艺流程(见图3～4) 。为了增加二灰碎石上层铺筑的密实性和平整度，又增加一台16t 轮胎压路机。

(2)由于摊铺机的最大铺宽为8.5m ，半幅宽度需分二个铺道摊铺，因此采用分道铺筑、交叉作业、全宽碾压、半幅接齐的方案(见图5) 。纵向接缝的重迭宽度为5～10cm ，上下层纵缝位置应错开50～60cm 。

(3)在铺筑基层的路段，宜事先培填部分土路肩，并适当夯实。这样一方面能节省二灰碎石混合料，另一方面有利于碾压。

图3 二灰碎石基层施工工艺流程图

图4 二灰碎石混合料拌合厂工艺流程图

图5 分段作业图

3 施工工艺

E 标段的施工实践证明，ABG422型摊铺机能适应厚层二灰碎石混合料的铺筑，性能良好，摊铺质量较高，是理想的摊铺机械。一层虚铺厚度不超过25cm 时，铺筑效果最好。 3.1 下承层准备

(1)二灰土底基层顶面，应将表面的浮土，松散层及其它杂物清理干净，应尽量露出二灰土的硬面。

(2)下层二灰碎石顶面，应清除表面松散的集料，清理表面的泥块和污染物，尽量使骨料暴露出来。在有条件时，可用空压机配合清理，能取得良好的效果。

(3)上层开铺前，下承层表面应适当洒水润湿，以增强上下层的结合。

3.2 测量放样

(1)放出道路中线、基层边线，选定检测断面及观测点位置。 (2)本工程采用基准钢丝法调平，因此必须设置支撑杆，敷设基准钢丝，并用专用工具，使其张紧力不小于100kN ，钢丝挠度不超过规定值。

3.3 二灰碎石混合料的拌和

(1)每天上、下午各测一次原材料的含水量，调整原材料的进料数量，使混合料中含水量略大于最佳含水量2个百分点左右。

(2)混合料的检测

①应经常目测二灰碎石混合料拌和的均匀性，使出厂的混合料色泽均匀，无离析、成团块现象。

②试验人员应重点进行二灰碎石混合料的级配组成、灰剂量及含水量的检测。检测频率为每台拌和设备上、下午各一次。当出现特殊情况(如故障等) 应由试验监理工程师确定。

3.4 二灰碎石混合料的运输

(1)装料经过拌和的二灰碎石混合料，在贮料场闷料24h 后，由装载机装车，装料时应视混合料情况重新翻拌2～3次后再装车，防止产生离析。

(2)运料运料宜由15t 以上的自卸车运输，并根据运距配备足够的车辆。当距离较长或天气炎热时，应加盖蓬布，防止水分散失过快。

(3)卸料自卸车卸料时，严禁碰撞摊铺机，防止混合料卸在摊铺机前层面上。

3.5 二灰碎石混合料的摊铺

(1)开始摊铺前，先将接头处已成型的二灰碎石基层切成垂直面，或将接头处的二灰碎石混合料耙松，并有专人指挥卸料。

(2)摊铺机就位后，熨平板按开始桩号处的虚铺厚度调整好，熨平板下垫放和虚铺厚度等厚的木块，并按2％横坡将熨平板调整好，自动调平系统进入工作状态。

(3)摊铺机铺筑时，应使送料槽中的二灰碎石混合料高度在螺旋布料器中轴以上，避免发生两边缺料现象。

(4)根据E 标段二灰碎石混合料的铺筑实践，开始时摊铺速度为2～2.5m/min，正常后为3～5m/min，这样铺出的平整度较好。因此在上层铺筑时，用4～5m/min较好。

(5)二灰碎石混合料无需要求连续摊铺，但宜用大型自卸车运料，才能使布料均匀，铺筑质量较好。在上层铺筑时，应尽量做到一个作业段内连续铺筑，铺筑方法见图5所示。待半幅接平后，在全宽范围内一起碾压。

(6)接缝处理

①纵缝因铺完一个作业段约需1～2h ，纵缝的重迭宽度为5～10cm ，重迭部分最长间隔时间约2h 左右，因此不需作特殊处理，仅有2人跟在摊铺机后，将接缝处的粗集料进行处理，必要时适当耙松、整平后，全宽度内一起碾压。

②横缝每天铺完至第二天开始，间隔约有12h 左右，连接面应作适当处理，方法为第一天作业段的尾端5m 左右范围内不进行压实；第二天施工前，将该段的混合料耙松后与新料一起由人工进行拌和，整平后与新铺段一起碾压。

若间隔时间长时，应将上次铺筑的尾端标高和平整度不合要求的部分挖除，并将接触面挖成垂直面，再接着往前铺筑。

3.6 二灰碎石混合料的碾压

(1)E标段的机械组合、碾压遍数和碾压速度见表4。

(2)当进行下层压实时，可不用轮胎压路机，而由18～21t 三轮压路机，增加二遍静压。

(3)上层压实时，为了使顶面的平整度符合要求，可采用16t 轮胎压路机进行压实，增加表层混合料的密实性，达到致密平整作用。

(4)根据E 标段施工实践，用CA25振动压路机振压3遍后，若再增加压实遍数，对压实度的提高几乎不起作用。因此，在厚层二灰碎面基层施工中必须配备重型压路机，如VV170振动压路机、25t 以上轮胎压路机等，才能取得良好的压实效果。

(5)碾压注意事项

①压路机不得停在未压实的基层上，并不准在其上急刹车、急转弯和调头。

②振动压路机前进、后退换档时，应先停振再换档；若需停机时，应先停振再停机。

③终压前应检测一次标高，若发现高程超过规定时，应用平地机刮至规定值，再整平碾压。

(6)养生

二灰碎石基层碾压完后即可开始洒水养生。

①每天洒水次数，应视当地天气情况而定。在一周内，应使二灰碎石表面保持潮湿状态。

②洒水养生时，应使喷出的水成雾状，不得将水直接喷射或冲击二灰碎石基层表面，将表面冲成松散状态或产生新的集料窝(带) 。

3.7 检测

二灰碎石路面基层质量检查表 表5

每作完一段二灰碎石基层，都应按《沪宁高速公路质量评定标准》规定的项目和频率进行检查。E 标段二灰碎石部分路段的检测情况见表5。检测结果表明，表面平整密实，无松散碎石和弹簧现象，线型顺直，无明显轮迹。 4 体会

(1)二灰碎石路面基层属半刚性路面，在高等级道路路面结构中，应用较多，由于其料源丰富，并具有良好的力学性能、板体性、水稳性及较好的抗冻性，虽然早期强度较低，但随着时间的推移，强度增长快，后期的整体强度高，是理想的路面基层结构类型。路面基层是道路的主要承重层，基层质量的优劣将直接影响沥青路面的铺筑质量和道路的使用寿命。严格控制原材料的质量、优化生产配合比、合理选配性能良好的施工设备、采用最佳的组合方式、正确选择施工方法和施工工艺，则是保证基层质量的重要环节，施工中应抓住这些主要环节。

(2)应特别重视和加强施工过程中的质量控制。采用先进的检测手段，进行现场跟踪监控，才能真正保证工程质量，正确指导施工。成型后的检测已为时太晚，若检测部分路段某项指标不合格，处理难度大，既浪费材料，更重要的还要延误工期。

(3)松铺系数取用得准确与否直接影响路面基层的标高，松铺系数又与混合料的配合比和均匀性有很大关系。从实践中可知，当混合料中骨料偏少，均匀性差，松铺系数就大。因此，每天施工中都应抽检几个断面，校核松铺系数，发现问题，应查明原因，采取有效措施及时纠正。

(4)二灰碎石基层出现的标高误差，其高出部分应用平地机刮除；低于标高的路段，严禁用薄层贴补方法处理，只能由沥青混合料补足标高。

(5)施工中应严格控制混合料的含水量。实践告诉我们，当超过最佳含水量2％以上时，二灰碎石成型后时间不长，基层表面将发生横向裂缝，含水量越高，裂缝越多，且大而深。

(6)通常路面基层与沥青面层采用大流水施工方案，因此应充分考虑二灰碎石混合料的生产能力，及早安排施工，否则将影响沥青路面的进度。因为沥青路面结构层薄，铺筑进度快；二灰碎石结构层厚，铺筑进度慢，基层进度必须满足沥青路面铺筑速度。

(7)二灰碎石混合料施工中，要完全避免集料窝是较困难的。因为从拌和、装料到卸料，均有部分粗骨料在料堆周围，很难克服摊铺时不产生局部的集料窝。但只要是密实的，可不作处理，洒过透层油后，有利于与下封层的结合。

(8)二灰碎石基层不宜用半幅全宽一次铺筑的摊铺机。因为层厚，用料量大，往往出现摊铺机送料槽中靠两侧缺料甚至无料，发生两侧基层厚度不足甚至无料的现象。有条件时应尽量采用二台摊铺机成梯队铺筑。

(9)试验路段取得的数据只能作施工初期时参考，不能一成不变。因为在实际施工中，料源及原材料性质不可能完全相同。因此在施工过程中仍应不断总结，不断调整、改进、补充、完善已取得的施工数据，及时收集技术资料，正确指导施工。

(10)二灰碎石顶面应有较大粗糙度，有利于洒过透层油后，与下封层及沥青面层的联结。 5 结束语

E 标段二灰碎石基层，由于原材料质量较好，混合料的施工配合比合理，摊铺机的性能良好，优化了压实机械的组合，整体铺筑质量较好，经过自检和质检部门的检测，各项技术指标均达到或优于规范规定的质量标准，分部工程质量评定为优良。