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) 0～-10平整顺适-4～-9.5 3点/200m用水准仪测量由沥青下面层补填
厚度(mm) 0～+10均匀一致+3～+81处/200m每处2～3点，路中心及边缘任选挖坑检查
宽度(mm) 不小于设计值边缘线路顺适无曲折合格2处/200m用皮尺丈量
横坡度(％) ±0.3 +0.2～-0.2 2个断面/100m用水准仪测量
基层强度(MPa) ≥0.8符合规范要求1.01～1.057天强度
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。
