公路路面無機(jī)結(jié)合料基層技術(shù)研究

陳興組

（南昌路興交通工程監(jiān)理咨詢有限公司，江西 南昌 330000）

0 引言

在目前的公路基層結(jié)構(gòu)施工中，將松散土顆粒、碎石、廢渣等材料與無結(jié)合料充分拌和，使材料的強(qiáng)度性能符合要求，然后應(yīng)用設(shè)備直接鋪設(shè)到公路基層結(jié)構(gòu)上，制作為無機(jī)結(jié)合料基層。無機(jī)結(jié)合料的主要組成材料為水泥、石灰或者工業(yè)廢渣等，經(jīng)過和土、碎石的充分?jǐn)嚢杼幚?，形成性能合格的混合料，其處于柔性與剛性之間，所以也可以叫作半剛性材料。因?yàn)闊o機(jī)結(jié)合料內(nèi)包含多種材料，組成成分相對復(fù)雜，所以多種材料的配合要加強(qiáng)控制，并選用合適的手段進(jìn)行壓實(shí)處理，形成結(jié)構(gòu)性能合格的公路工程結(jié)構(gòu)，以滿足公路交通的通行需要。但是在施工中對于施工技術(shù)、設(shè)備、工藝等方面有著較高的要求，與無機(jī)結(jié)合料自身的質(zhì)量存在直接關(guān)系，所以必須加強(qiáng)材料的配置、施工過程優(yōu)化以及養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)的控制，才能真正提高無機(jī)結(jié)合料基層的質(zhì)量水平，促進(jìn)公路運(yùn)行效果[1]。

1 無機(jī)結(jié)合料特點(diǎn)及使用范圍

1.1 無機(jī)結(jié)合料類型

無機(jī)結(jié)合料在制作中主要組成成分是石灰、水泥、工業(yè)廢渣等材料。在制作時(shí)，將各種材料與土體充分?jǐn)嚢杌旌希龠M(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工，達(dá)到結(jié)構(gòu)性能的要求后將其作為公路基層的材料進(jìn)行現(xiàn)場施工。根據(jù)不同材料的使用情況，無機(jī)結(jié)合料的類型比較多：第一，水泥類。主要加入的是砂礫土、水泥、碎石土等材料。第二，石灰類。該材料中包含碎石、石灰、土等集中材料。第三，工業(yè)廢渣類。以工業(yè)生產(chǎn)中的煤渣、鋼渣等為主要的組成材料。所以，現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)要根據(jù)實(shí)際情況選擇最佳的材料進(jìn)行施工，以提高路基結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

1.2 無機(jī)結(jié)合料特點(diǎn)

無機(jī)結(jié)合料基層的組成部分不同，可以分為多種結(jié)構(gòu)形式，如級配碎石、礫石、填隙碎石等都是比較常見的基層結(jié)構(gòu)形式。為了提高基層的性能，符合密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)，就要在制作時(shí)將粗、中、細(xì)粒的石料在加入石屑后進(jìn)行全面的混合，攪拌均勻后形成級配材料，這就是級配碎石。選擇應(yīng)用單一粒徑的粗集料攤鋪到基層結(jié)構(gòu)上，通過石料的作用形成嵌擠的結(jié)構(gòu)，具備較大的摩擦力，承載性能符合要求，運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)合格。在鋪設(shè)完成后填充石屑材料，將縫隙填充完成，達(dá)到結(jié)構(gòu)密實(shí)、穩(wěn)定性要求，這就是填隙碎石。目前，上述多種方法都是廣泛應(yīng)用的公路路基結(jié)構(gòu)形式，也可以作為墊層進(jìn)行施工。如果直接將軋制形成的單一粒徑石料以及最大粒徑篩選形成碎石，其級配性能就比較優(yōu)越，制作底基層有著較高的優(yōu)勢。綜合以上敘述，應(yīng)用無機(jī)結(jié)合料進(jìn)行基層的施工，有著如下優(yōu)勢：第一，強(qiáng)度性能比較高，并且隨著使用時(shí)間的延長剛度會(huì)提高，最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。第二，結(jié)構(gòu)抗壓強(qiáng)度比較大。第三，強(qiáng)度升高時(shí)，剛度會(huì)減小，使用壽命得以延長。第四，遇水發(fā)生膨脹反應(yīng)，且含水量的變化會(huì)給體積造成較大的影響，干縮性變化較為明顯。第五，外部環(huán)境因素干擾較為明顯，尤其是溫度因素，所以具備溫度收縮性特點(diǎn)[2]。

1.3 無機(jī)結(jié)合料使用范圍

綜合分析多種不同的無機(jī)結(jié)合料使用效果，其使用范圍也會(huì)有很大的差異。在基層結(jié)構(gòu)施工中，以石灰類材料為主，而底基層則應(yīng)用水泥類材料比較多，以滿足公路運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)。因此，在高速公路項(xiàng)目施工中，根據(jù)工程的狀態(tài)選用最佳的無機(jī)結(jié)合料，從而提高公路工程的建設(shè)水平。在公路基層中應(yīng)用無機(jī)結(jié)合料，承載性能提高，壽命延長，從整體運(yùn)行來說具備較高的綜合效益，應(yīng)用價(jià)值也比較高。

2 工程概況

某公路項(xiàng)目的建設(shè)長度為23.452km，時(shí)速為80km。該公路項(xiàng)目的設(shè)計(jì)使用壽命為20年，為了能夠滿足要求，必須確保強(qiáng)度、穩(wěn)定性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)?；诖?，本文從該公路工程的實(shí)際情況出發(fā)，綜合分析多方面因素，選擇無機(jī)結(jié)合料進(jìn)行基層施工，做出如下分析。

3 無機(jī)結(jié)合料基層施工工藝

3.1 材料控制

使用先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行巖石、原石的破碎處理，礦渣已經(jīng)處于比較小的粒徑狀態(tài)，質(zhì)量以及密度相對穩(wěn)定。破碎處理完成后的材料必須全面清洗處理，將植物、黏土等雜質(zhì)清理干凈，針片狀的材料含量在20%以內(nèi)。粗砂或者天然砂的使用要結(jié)合曲線方式確定，在級配曲線達(dá)到圓滑的條件下，達(dá)到最佳的密實(shí)度參數(shù)。為了避免石灰、粉煤灰等材料受潮浸濕，必須將材料存放到干燥通風(fēng)的位置上。無機(jī)結(jié)合料進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬?，必須?4h 內(nèi)使用完畢，如果靜置時(shí)間較長會(huì)造成含水量的降低，影響工程的質(zhì)量。

3.2 攤鋪

在現(xiàn)場施工開始前進(jìn)行全面的測量放樣，標(biāo)記好中線、標(biāo)高等位置，并且要加強(qiáng)底基層高度、橫坡度方面的控制。結(jié)合以往的工程經(jīng)驗(yàn)確定松鋪系數(shù)，一般設(shè)定為1.35，選擇合適的粒徑材料，控制在5～10mm、10～20mm、20～40mm，將多種材料充分?jǐn)嚢杌旌?，并加入粉煤灰或者水泥等材料，與集料充分?jǐn)嚢杌旌稀Ｔ谑┕きh(huán)節(jié)加強(qiáng)對天氣狀態(tài)的關(guān)注，在遇到雨季的情況下，路基含水量有所提高，應(yīng)及時(shí)晾曬調(diào)整，而含水量不足則要進(jìn)行灑水處理，確保處于最佳含水率的范圍內(nèi)，符合工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 混合料拌和

應(yīng)用現(xiàn)代化的設(shè)備進(jìn)行無機(jī)結(jié)合料拌和處理，達(dá)到充分混合均勻的效果，施工深度延伸到下承層，使各個(gè)層的連接效果符合要求。低等級公路應(yīng)用旋轉(zhuǎn)耕作機(jī)把無機(jī)材料和基層土拌和處理，提升拌和的質(zhì)量水平。

3.4 碾壓與成型

拌和工作結(jié)束后，立即應(yīng)用平地機(jī)整平處理。直線路段的結(jié)構(gòu)從兩側(cè)到中間進(jìn)行施工，曲線路段按照從內(nèi)到外的順序。現(xiàn)場施工如果有局部邊角部位無法處理，則采取人工方式處理。相鄰碾壓的結(jié)構(gòu)上重疊1/2 輪寬，碾壓6～8 遍，并根據(jù)現(xiàn)場情況及時(shí)調(diào)整。

3.5 接縫處理

3.5.1 現(xiàn)場拌和、整形處理后，預(yù)留部分結(jié)構(gòu)不進(jìn)行碾壓處理，第二標(biāo)段進(jìn)行拌和整形處理，與第一標(biāo)段同時(shí)碾壓施工。

3.5.2 為了避免出現(xiàn)嚴(yán)重的縱向接縫問題，現(xiàn)場施工要保持集料達(dá)到清潔度的標(biāo)準(zhǔn)，壓碎值、強(qiáng)度等參數(shù)合格，加強(qiáng)現(xiàn)場試驗(yàn)分析，從而符合強(qiáng)度、穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)，透水性符合要求。

3.6 不同類型的無機(jī)結(jié)合料施工標(biāo)準(zhǔn)

選擇應(yīng)用石灰類無機(jī)結(jié)合料施工，加強(qiáng)各項(xiàng)指標(biāo)的控制，現(xiàn)場應(yīng)用碾壓力度設(shè)施的機(jī)械進(jìn)行施工，禁止任何車輛進(jìn)入現(xiàn)場通行，詳細(xì)參數(shù)見表1。

表1 材料控制指標(biāo)

水泥類無機(jī)結(jié)合料遵循交通運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)粒徑方面的控制，高等級公路在31.5mm 以內(nèi)，常規(guī)公路則在37.5mm 以下。如果區(qū)域內(nèi)塑性性能較高，則不能直接應(yīng)用集料，要做好篩選使用。城市主干道基層施工7d 后抗壓強(qiáng)度超過5MPa，其他公路則要適當(dāng)降低標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)廢渣的無機(jī)結(jié)合料，石灰質(zhì)量應(yīng)達(dá)到消石灰和三級生石灰標(biāo)準(zhǔn)要求?；鶎娱_展項(xiàng)目作業(yè)前應(yīng)根據(jù)配合比檢驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)嚴(yán)格控制，具體見表2。

表2 無機(jī)結(jié)合料控制標(biāo)準(zhǔn)

4 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定基層施工要點(diǎn)

4.1 石灰穩(wěn)定土基層控制

4.1.1 材料

那美女果真幾次端詳起表哥來：五十左右的年紀(jì)，雖說有些尖嘴猴腮，可高大的身材配著得體的西裝，梳得油光發(fā)亮的稀疏的大背頭，戴著度數(shù)不低的眼鏡，感覺還真有些領(lǐng)導(dǎo)的派頭。更何況他說“我車站”，而沒有說“我們車站”。

基層在施工中需要通過石灰穩(wěn)定熟性土施工，加強(qiáng)粒料方面的控制。

4.1.2 配合比應(yīng)準(zhǔn)確

石灰土材料來說，應(yīng)該確保使用量以及含水量的指標(biāo)控制，從理論和實(shí)踐方面分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度超過0.8MPa。

4.1.3 基層的高層與厚度控制合理

在無結(jié)合料粒料的結(jié)構(gòu)現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)，基層高度、厚度必須嚴(yán)格控制。同時(shí)，路拱橫坡要加強(qiáng)地面高程的控制，所以必須確保含水量符合工程的標(biāo)準(zhǔn)。這種情況下，加強(qiáng)壓實(shí)控制極為重要，保證穩(wěn)定性達(dá)標(biāo)。從碾壓效果分析確定，現(xiàn)場選用12t 的壓路機(jī)控制尤為重要，符合機(jī)械性能的標(biāo)準(zhǔn)，并落實(shí)設(shè)備的養(yǎng)護(hù)和管理，最終保證各項(xiàng)性能和質(zhì)量參數(shù)合格，不會(huì)存在影響工程質(zhì)量的因素[3]。

4.2 水泥穩(wěn)定土基層

4.2.1 材料

4.2.2 配合比應(yīng)準(zhǔn)確

從配合比參數(shù)方面進(jìn)行分析，一般要在項(xiàng)目施工前進(jìn)行試驗(yàn)分析，保證含水率在合理的范圍內(nèi)，加強(qiáng)管理和控制。城市主干道抗壓強(qiáng)度應(yīng)該在7d 內(nèi)達(dá)到3～5MPa，工程結(jié)構(gòu)的寬度要合理布置設(shè)計(jì)，以符合公路工程的使用需要。

4.2.3 石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定碎石基層

（1）材料

對于公路工程項(xiàng)目來說，石灰的作用極為明顯，所以在現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)必須加強(qiáng)各項(xiàng)參數(shù)的控制，以達(dá)到工程的標(biāo)準(zhǔn)。粉煤灰材料控制的主要內(nèi)容就是細(xì)度、粒徑，必須加強(qiáng)控制，嚴(yán)格落實(shí)篩選措施，以達(dá)到結(jié)構(gòu)性能的標(biāo)準(zhǔn)。從碾壓施工方面出發(fā)，落實(shí)壓碎值的控制，如果公路有特殊性要求，則要根據(jù)現(xiàn)場的情況展開全面的控制，以達(dá)到工程的標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）配合比應(yīng)準(zhǔn)確

配合比關(guān)系到材料的性能，各種材料要加強(qiáng)控制，混合均勻性后性能符合標(biāo)準(zhǔn)，水、粉煤灰、石灰三種材料的加入比例必須合理，配比適當(dāng)，以確保后續(xù)施工有效的落實(shí)。就目前工程現(xiàn)場的施工來說，材料配合比的應(yīng)用價(jià)值比較高，有著至關(guān)重要的影響作用，只要是配合比不科學(xué)、不合理，性能就會(huì)受到影響，工程的質(zhì)量也難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求?；诖耍訌?qiáng)配合比的試驗(yàn)和分析，給今后的質(zhì)量監(jiān)督與管理產(chǎn)生重要的意義。

（3）專用場所內(nèi)進(jìn)行混合料的制作

集料是混合料的重要組成部分，不同材料類型、不同粒徑方面要分開設(shè)置，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的控制，從而保證結(jié)構(gòu)的性能和質(zhì)量符合要求。粉煤灰等細(xì)集料要做好防護(hù)管理措施，提高工程的質(zhì)量水平。與此同時(shí)，還要嚴(yán)格落實(shí)配合比參數(shù)的控制，拌和環(huán)節(jié)有效控制，均勻性達(dá)標(biāo)?，F(xiàn)場施工階段落實(shí)含水量的檢查和控制，質(zhì)量性能符合標(biāo)準(zhǔn)。在開展項(xiàng)目施工之前，技術(shù)人員要分析確定松鋪系數(shù)，以達(dá)到工程的穩(wěn)定與高效的要求?，F(xiàn)場碾壓作業(yè)進(jìn)行有效的控制，加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)督與管理，保證不會(huì)有任何因素影響工程的質(zhì)量，從而提高施工總體效果[4]。

4.3 混合料的運(yùn)輸

運(yùn)輸車輛的性能和效率符合要求，符合出料、攤鋪速度的要求。應(yīng)該留有足夠的余量，以免產(chǎn)生材料的性能不合格情況。拌和結(jié)束的材料，經(jīng)過檢測合格后，及時(shí)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場開展攤鋪施工。在裝載完成后，對材料進(jìn)行覆蓋處理，減少溫度的流失，還能防止材料受到污染。如果現(xiàn)場運(yùn)輸時(shí)出現(xiàn)了設(shè)備的故障問題，則應(yīng)快速解決和處理；如果運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間嚴(yán)重超出標(biāo)準(zhǔn)，如從出料到施工結(jié)束超過2h，則材料禁止使用。

4.4 混合料的攤鋪

保證傳感器臂與導(dǎo)向控制存在線性的關(guān)系，加強(qiáng)基層結(jié)構(gòu)厚度、高程方面的控制。路拱橫坡度完全遵循設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，車輛的攤鋪施工保持連續(xù)性進(jìn)行。如果拌和設(shè)備的生產(chǎn)速度較慢，材料供應(yīng)存在不充足的情況，則應(yīng)盡量減小攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的速度，避免出現(xiàn)材料存放時(shí)間過長而發(fā)生變質(zhì)的情況。根據(jù)以往的工程經(jīng)驗(yàn)，攤鋪速度控制在1m/min 左右?；鶎踊旌狭蠑備佂ǔＪ菓?yīng)用兩臺設(shè)備交替作業(yè)的方式，保持梯隊(duì)施工，前后設(shè)備的速度保持一致性，攤鋪的厚度、松鋪系數(shù)符合要求，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)滿足工程的要求，且拼縫部位達(dá)到平整度的標(biāo)準(zhǔn)。

4.5 混合料的碾壓

碾壓施工對于公路結(jié)構(gòu)的性能和質(zhì)量存在直接的影響，目前可以選擇應(yīng)用鋼輪壓路機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)、輪胎壓路機(jī)進(jìn)行施工，單次施工作業(yè)的長度在50～80m 之間。碾壓速度嚴(yán)格控制，并且設(shè)置分界的裝置，由旁站監(jiān)理進(jìn)行控制，達(dá)到穩(wěn)定性要求，振動(dòng)碾壓不存在推移的問題[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，無機(jī)結(jié)合料是目前公路工程的重要施工材料。為了提高工程的質(zhì)量與安全，就要加強(qiáng)無機(jī)結(jié)合料的質(zhì)量監(jiān)督與管理，做好各項(xiàng)參數(shù)和指標(biāo)的控制，嚴(yán)格落實(shí)施工工藝方案，使每項(xiàng)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)，基層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛性合格，促進(jìn)公路質(zhì)量和性能的提高。