浅谈路面级配碎石垫层的施工

浅谈路面级配碎石垫层的施工

市高速增从项目广州市公路工程公司

1、级配碎石垫层

级配碎石是一种古典的路面结构层，常用几种粒径不同的碎石和石屑掺配拌制而成，粗、中、小碎石集料和石屑等材料各占一定比例的混合料，且其颗粒组成符合规定的级配要求。

由于级配碎石具有良好的透水与扩散应力、承载过渡作用,且料源广泛,可就地取材,便于原材料和混合料的加工,易于机械摊铺操作,因此被广泛应用于修建

高等级公路路面垫层。级配碎石垫层主要用于增强路面结构强度，并兼顾路面结构防排水功能。如广河、增从项目均设置了15cm～20cm厚级配碎石垫层（一般路段采用15cm，中、潮湿路段采用20cm），对提高路面的使用性能具有十分重要的意义。本文对级配碎石垫层实施过程中的一些情况进行讨论。

2、原材料管理

级配碎石垫层的原材料主要由粗集料、细集料等组成。粗集料的质量控制指标主要是碎石压碎值和颗粒组成，一般粗集料的压碎值不大于30％，针片状颗粒含量不大于20%；细集料主要是控制好石屑的颗粒组成、含泥量和掺加量,保证级配连续。

为便于控制混合料的级配，材料备料时宜按4档备料，分别是：20mm～30mm碎石、10mm～20mm碎石、5mm～10mm碎石、0～5mm石屑施工管理中应根据现场进度需要，有针对性地采取措施控制原材料质量：（1）占先机、占主动、提前安排备料工作，确保各档集料按比例进场。

（2）加大抽查力度,除规范频率外,必要时增加检验频率,杜绝不合格料进入现场。

（3）按省交通厅“双标”建设做好场地硬化等拌场建设，各种原材料堆放位置合理,各料堆之间设隔料墙,防止料与料之间相混。

（4）防水、防潮。对石屑进行覆盖,防止因含水量差别较大而影响施工质量。

3、混合料的配合比设计

3.1 级配要求

级配碎石混合料典型的级配组成如表1所示。其液限应小于25%，塑性指数小于8%。结合目前应用的经验，一般可用连续型级配，对于交通量较大的宜选择用骨架密实型。

试验段施工前，施工单位及总监办试验室应进行试验，在确保强度、压实度的前提下，确定出各档集料的配合比例，合成级配应满足设计级配范围的要求。并提出最佳含水量、最大干密度等技术指标。如市高速某项目级配碎石垫层的最佳含水量为5.4%，最大干密度分别为2.301g/cm3。

3.2 有关注意事项

级配碎石垫层的施工应充分重视骨料级配的重要性,在保证整体强度与均匀的同时,严格控制级配碎石垫层的空隙率,以充分发挥其增强路面结构层、透水、隔水、防冻等功能。

(1)控制好关键筛孔:级配碎石的关键筛孔为37.5mm、4.75mm、0.075mm。应严格控制37.5mm筛孔通过率,除了常规室内试验外,根据施工时是否离析情况或集料料源的情况,适当调整37.5mm筛孔通过量。如果出现离析情况,适当增加中间档集料含量,不能轻易调整室内试验确定的细料含量。

(2)空隙率要求:严格控制4.75mm以下细料含量,细料不能过多,严禁对离析段落用4.75mm以下小料补充,粉料过于集中,起不到级配碎石隔路基水、下渗的作用。

(3)根据施工情况把握好含水量的控制:根据运距及天气情况控制混合料出场含水量，一般情况下出场含水量略大于最佳含水量的0.5%～1.0%，天气炎热或干燥情况下可提高到1%～2%，并在碾压前现场检测含水量，以确保混合料在最佳含水量状态下碾压成型。

4、级配碎石垫层施工

4.1 拌和

早期有采用路拌法拌和，成为离析的主要来源之一。随着施工要求的提高，目前省内高速公路项目逐渐采用场拌法拌和，有效的控制了级配碎石混合料的利息程度。拌和设备的性能直接影响混合料的质量,良好的拌和设备体现在生产能力、拌和系统等方面,自动称量系统控制准确才能使配合比得到保证。目前较多采用拌和设备采用生产能力不小于500t/h的稳定土拌和机作为级配碎石混合料的搅拌设备,且应同时保证生产能力与后续摊铺能力相匹配。施工单位项目部和总监办试验室应配置有经验的试验人员专门对混和料不断观察,除按规范要求频率抽查外,发现异常时及时报告并进行处理,保证混合料中的各种材料的比例符合要求。

拌和过程中应注意如下要点：

（1）拌和时装载机不宜从底部铲料,避免混进含水量较高的集料,造成拌出的混合料含水量不均匀。

（2）料仓隔仓宜适当加高，以确保不出现串料的现象。

（3）适当延长搅拌时间,提高拌和均匀性。

（4）不允许采取自由跌落式的落地成堆,装载机装料运输的办法,一定要配备带活门漏斗的料仓由漏斗出料直接装车运输。

4.2 运输

重视对运输车队的管理力度，经验表明，运输车队的管理是否满足现场要求是影响路面施工进度的重要环节。采用自卸汽车进行混合料的运输,每天开工前要检查车辆的完好性,并将车厢清洁。运输车辆的数量要保证摊铺需要,有充足的补充。

混合料拌和好后,用自卸车运至摊铺现场,车上的混合料必须覆盖,以防止水

分过分损失。

料车在摊铺机前10～30cm停下,卸料过程中运料车应挂空档,靠摊铺机推动前进。自卸车分两次卸料,第一次卸料起斗高度为1/3～1/2左右,第二次将料卸完。

4.3 摊铺

（1）铺筑路面垫层前,将路槽用重型振动压路机碾压3~4遍。如表层过干、表层松散应适量洒水使之湿润。

（2）准确施工放样。摊铺施工前现场进行放样及挂线。由中线组提供中边桩位置，1/2宽处设活动的拉线桩。根据设定的松铺系数由测量人员计算、测设钢线标高，保证线形顺直并看护好线、桩。挂线测量按打桩、紧线、调线、挂线的顺序进行。为了避免由于基准钢丝绳的垂度影响垫层摊铺的平整度,其钢立柱纵向间距不宜过大,直线宜为10m,曲线宜为5m,并用紧线绳拉紧。同时要防止现场作业人员扰动钢丝绳,以免造成摊铺面波动,钢丝绳长度不宜过短, 200m左右

为宜,并且在摊铺前及时进行高程、横坡等各项指标的检查,发现问题及时处理。

（3）摊铺设备的选型。摊铺设备的选型非常重要,应选择摊铺性能好的全自动找平摊铺机。摊铺机的摊铺效果必须满足摊铺料不离析、级配良好、稳定、平整度、横坡度均符合规范要求。

（4）摊铺过程中,应随时检查摊铺层厚度及路拱横坡。由使用的级配碎石混合料的总量与面积校验平均厚度,不符合要求时根据铺筑情况及时进行调整。根据测量标高计算松铺系数指导施工。在施工过程中微调松铺系数时，及时按照换算结果调整挂线。

（5）混合料必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺。摊铺过程不得随意变换速度或中途停顿。摊铺速度应根据拌和机产量、施工机械配套情况及摊铺层厚度、宽度确定。

（6）拌和好的成品料运至现场应及时按确定的松铺厚度均匀、匀速的摊铺,摊铺过程中尽可能少收料斗,严禁料斗内混和料较少时收料斗。为确保摊铺机行走方向的准确性,可在路槽上洒白灰线,以控制摊铺机行走方向,摊铺机要保持适

当的速度均匀行驶,不宜间断,以避免垫层出现“波浪”和减少施工缝。试验人员要随时检测成品料的配合比和含水量,并及时反馈拌和站。摊铺现场要有专人消除粗细骨料离析现象。如果发现粗集料窝应予铲除,并用新拌混和料填补,此项工作必须在碾压之前进行,严禁薄层贴补。

（7）摊铺宽度较大时，施工应采用两台摊铺机梯队作业,两台摊铺机宜功能一致,最好为同一机型,以保证路面基层厚度一致、完整无缝、平整度好。两台摊铺机一前一后相隔约5～10m同步向前摊铺混和料,为保证标高和平整度,纵向接合部采用移动式基准线,并一起进行碾压,尽可能避免纵向接缝。在不能避免纵向

接缝的情况下,纵缝必须垂直相接,严禁斜接。上下层纵向结合部位置应错开距离不小于1m,尽可能避开行车道位置。

（8）在摊铺过程中,混合料上覆盖的苫布不要掀开过早,应在前车快摊铺结束时再掀开,减少水分损失,保持水分均匀性。

（9）两台摊铺机的搭接宽度宜不小于10cm,减少接缝处的离析。

（10）混合料的摊铺厚度为虚方厚度,按照试验路确定的松铺系数、摊铺速度、夯锤的夯击力大小进行施工。摊铺的虚方厚度由摊铺机的传感器控制,传感器的搭脚在事先敷设好的基准线上行走,现场要配备一台水准仪,经常复测基准线的高程和刚摊铺完级配碎石垫层的松方高程,发现问题及时处理。

4.4 碾压成型

（1）混和料摊铺后,当混和料的含水量等于或略大于最佳含水量时,应及时根据试验段确定的碾压工艺进行碾压。初压采用18t压路机整轮静压1遍；复压采用20t振动压路机1/2错轮振压两遍，终压采用13t双钢轮压路机静压1遍或碾压至无轮迹，再用26t胶轮压路机碾压1遍，提高压实度的同时消除表面的鱼鳞纹。碾压速度,初压遍宜为1.5～1.7km/h,以后宜为2.0～2.5km/h。

（2）压实应遵循先轻后重、先静后振、先慢后快的原则。在直线和不设超高的平曲线段,由两侧路肩向路中心碾压;设超高的平曲线段,由内侧路肩向外侧路肩进行碾压,即始终由横坡低处向高处碾压。碾压时应重叠1/2轮宽,后轮必须超过两段的接缝处,且碾压时相邻两轮不应做成齐头,应呈阶梯状。

（3）严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车,应保证垫层表面不受破坏。碾压时如表面水分蒸发过快,应补洒适量水,禁止洒过多水或水分过分集中。

4.5 横向接缝

每天的工作缝最好是选择在小桥的台背处和大桥的搭板处,如果段落较长每天的工作缝应做成横向接缝,摊铺机应驶离混合料末端,人工将末端混合料弄整齐,压路机在碾压后末端成一斜坡,在第二天开始摊铺新混合料之前,应将末端斜坡挖除,并挖成一横向与路中心垂直的断面,在断面上洒水湿润,然后再摊铺新的混合料。

4.6 试验段

在大面积施工前，必须实施级配碎石垫层试验段，长度宜不小于300m，为大面积施工总结经验，用以指导大面积施工。

1、通过试验段的铺筑，验证设计配合比是否满足设计及规范要求。

2、确定底基层松铺系数、含水量控制等各种参数与控制办法。；

3、验证了施工方案和施工工艺的可行性：

4、寻找解决施工过程中离析的原因与解决办法

5、明确施工过程中的机械、设备、人员配合，现场施工组织管理，为大面积施工提供经验。

6、根据碾压后压实度的检测结果，明确碾压工艺。

7、发现施工过程中可能存在的其他问题并提出解决办法。

5、验收要求

施工完成后的级配碎石垫层应满足公路工程质量检验评定标准（JTG

F80/1-2004）表1的要求。

表2 级配碎石垫层验收实测项目

6、结束语

虽然级配碎石垫层施工不如路面面层等结构层的要求高，但应特别重视施工过程中参建各方尤其是施工方管理的重要性，防止出现非技术因素的质量隐患。同时，还应重视细节问题，严格控制原材料指标、混合料级配、含水量、压实度等，减少离析，从而铺筑出合格、优质的级配碎石垫层。

参考文献：

[1] 中华人民共和国行业标准. 公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006). 北京. 人民交通出版社. 2006

[2] 中华人民共和国行业标准. 公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004). 北京. 人民交通出版社. 2004

[3] 中交第一公路工程局有限公司. 公路工程施工工艺标准. 人民交通出版社. 2007

[4] 张金峰. 级配碎石垫层施工质量控制.北方交通. 2009,7

[5] 邓学钧,张登良.路基路面工程.北京:人民交通出版社,2000.

[6] 李海远,郑传超. 级配碎石垫层沥青路面非线性分析及模量研究. 重庆交通学院学报. 2005,10