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二灰碎石路面基层施工技术总结
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m2，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m2，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
粒径范围 (mm) 0.001～0.3大部分为0.01～0.1
比表面积 (cm2/g) 2000～3500
含水量 (％) 45.00
Al2O3 (％) 34.10
Fe2O3 (％) 3.20
CaO (％) 2.80
MgO (％) 0.83
SiO2 (％) 49.00
烧失量 (％) 6.27
(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
材料
(mm)
通过下列筛孔(mm)重量的百分率(％)
30
20
10
5
2
1
0.5
0.075
10～30
34
28.1
21.9
14.8
7.0
2.4
0.7
0
10以下
66
63.4
50.1
40.9
28.8
25.5
17.4
24.0
合成级配
100
91.5
72.0
55.7
35.8
27.9
18.1
2.4
规范要求值
100
90～100
55～80
40～65
28～50
20～40
10～20
0～10
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
编号
混合料配合比
平均强度
(MPa)
特征值
(MPa)
备注
1
石灰∶粉煤灰∶碎石＝4∶16∶80
0.86
0.76
2
石灰∶粉煤灰∶碎石＝5∶15∶80
0.80
0.68
3
石灰∶粉煤灰∶碎石＝6∶14∶80
0.96
0.84
4
石灰∶粉煤灰∶碎石＝6∶11.5∶82.5
1.14
0.96
采用
5
石灰∶粉煤灰∶碎石＝5.9∶11.1∶83
1.13
1.00
6
石灰∶粉煤灰∶碎石＝5.5∶10.5∶84
1.06
0.95
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5983m2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
组合方式 压路机种类 碾压方式 碾压遍数 碾压速度(km/h) 压实度 备注
Ⅰ 振动压路机(CA25) 静压 1 2.0 98.4％
低频率 大振幅 2 2.0
高频率 小振幅 3 2.5
三轮静力压路机(18～21t) 静压 4 1.5
Ⅱ 振动压路机(VV170) 静压 1 2.0 102.8％
低频率 大振幅 2 2.0
高频率 小振幅 3 2.5
三轮静力压路机(18～21t) 静压 4 1.5
为正常施工中采用的组合方式
组合方式 压路机种类 碾压方式 碾压遍数 碾压速度(km/h) 压实度 备注
Ⅰ 振动压路机(CA25) 静压 1 2.0
低频率 大振幅 2 2.0
高频率 小振幅 3 2.5
三轮静力压路机(18～21t) 静压 3 1.5
轮胎压路机 2 2.5
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
压实度代表值(％) ≥98 符合技术规范要求 98.4～103.3 3处/100m/层 每处三点，用密度法检查
平整度(mm) 10平整、无起伏1.57～3.382处/200m用3m直连续量3次尺，每尺检一点
纵断高程(mm) [1] [2] 下一页
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