天然砂礫底基層施工的質量控制

李 斌

（六安市公路管理局舒城分局，安徽 舒城 231300）

天然砂礫是一種透水性能好的路用材料，易密實，承載力高，抗毛細水破壞作用強。主要成分是卵礫石，另外含有土、沙等細粒物質。在水網地帶特別適合填筑路基、鋪筑路面墊層。級配良好、塑性指數符合要求的天然砂礫還可直接作為交通量不大的二級路或二級以下公路的基層。皖西南的杭埠河流域盛產的優質天然砂礫，被廣泛地應用于道路工程。隨著交通量和軸載的不斷增加，對路面結構要求的不斷提高，天然砂礫更多地應用于路基和路面底基層。下面結合筆者多年的施工經驗和地域特點談談天然砂礫作為路面底基層在施工中的質量控制。

1 原材料的質量控制

原材料的質量是工程質量的先決條件，判斷天然砂礫質量是否優良的重要指標是混合料的級配組成。

1.1 天然砂礫的級配范圍

天然砂礫屬無黏性顆粒材料，強度的形成主要依靠顆粒本身的強度和顆粒間嵌擠產生的內摩擦力。作為整體受力的路面結構層，對天然砂礫層強度起決定作用的還是顆粒間的內摩擦作用，所以級配是否符合要求就成了至關重要的條件。由篩分結果可知，本地區天然砂礫的原級配是一種間斷級配，在理論上細集料部分可按連續級配的原則保持其凝聚力，粗集料之間的空隙由更小的顆粒而不是次級骨料填充，因而能獲得更好的密實度。如果級配不均勻，粗集料之間的空隙不能填充密實，此時的粗集料也可較自由的靠攏，提高它的內摩阻力。所以級配良好的天然砂礫是摩阻力、凝聚力和密實度都能達到較好要求的混合料。由于現行的路面基層施工規范中并沒有針對天然砂礫底基層的標準，根據底基層攤鋪的最大層厚（一般為20 cm），參照級配礫石的技術指標和實際篩分結果，在施工中我們一般把最大粒徑控制在150 mm以下，37.5 mm以下各級粒徑的通過率應符合《公路路面基層施工技術規范》中砂礫底基層的級配要求。

在天然砂礫的各級粒徑中應重點觀注的是小于0.5 mm的顆粒含量。水在天然砂礫中的滲透速度和混合料中細集料含量的大小成反比關系，而滲透性能的大小又主要取決于0.5 mm以下顆粒的含量。當0.5 mm顆粒含量過高時，由路面滲入的水不僅不能由天然砂礫層排出，而且會在荷載的作用下形成泥漿，通過毛細作用侵入基層甚至瀝青面層，造成路面病害。

1.2 天然砂礫級配的優化

實際施工時如果級配不好，可以通過增加相應的單一粒徑的礫石或砂來干涉天然級配，使其符合要求。由于天然砂礫底基層的攤鋪基本是由人工配合裝載機和平地機來完成，超過150 mm的顆粒采用人工剔除。遇到0.5 mm以下顆粒超標，可以在攤鋪時，在合適的位置開鑿一定數量的泄水槽，灑水對天然砂礫進行沖冼，人工降低0.5 mm以下顆粒的含量。對一些級配不均勻的砂礫，也可以在攤鋪時用裝載機先就地拌和，盡量做到級配均勻。

2 壓實度的檢測方法

無機結合料壓實度的檢測一般是通過重型擊實試驗確定最大干密度和最佳含水量，而后用灌砂等方法確定現場的干密度，后者與前者之比即為壓實度。在擊實試驗中重型擊實方法易將大粒徑的砂礫石顆粒擊碎，從而改變了材料的級配，對于無黏性顆粒材料組成的天然砂礫，采用重型擊實方法確定其最大干密度和最佳含水量并不是很好的方法。另外，擊實試驗中若砂礫石最大粒徑大于37.5 mm，還需對最大干密度和最佳含水量的試驗值進行修正，而施工現場確定超粒徑部分的含量難度較大。因此借鑒本地區多年的天然砂礫施工經驗采用水準儀測沉降的方法確定壓實度。

沉降法測壓實度的具體做法是：按照《公路工程質量檢驗評定標準》要求的壓實度檢測頻率，用石灰在天然砂礫底基層表面布點，當壓路機前后兩遍碾壓后測得的高差小于規定值時，我們即可認為壓實度符合要求。我們做過對比試驗，將所用天然砂礫過53 mm的篩，按照無機結合料穩定土重型擊實試驗的丙種試驗法可測得篩選后的天然砂礫的最大干密度和最佳含水量，以此干密度為標準計算出沉降量為3 mm時，壓實度可達98%左右。由此確定沉降量的控制值為3 mm。同時也初步確定了壓路機的碾壓順序和碾壓遍數。這種無破損的檢測方式比普通的壓實度檢測要方便快捷。

3 松鋪系數的確定

松鋪系數是保證結構層厚度符合要求的重要控制指標，不同級配的天然砂礫的松鋪系數不同，可以通過試驗段來確定。

根據施工經驗，在上述級配范圍內天然砂礫，如采用人工輔助裝載機、平地攤鋪，松鋪系數在1.28～1.34之間，以0.02的步距，即分別以為1.28、1.30、1.32和1.34的松鋪系數進行試鋪，用水準儀放出松鋪控制厚度掛線攤鋪，碾壓達到標準后再用水準儀測壓實厚度，通過高程點松鋪厚度與壓實厚度的比例關系以及不同松鋪段落松鋪系數的變化規律最終確定設計層厚的松鋪系數，這樣才能有效地控制壓實厚度。

4 施工中各環節的質量控制

天然砂礫底基層的施工從填料運輸、攤鋪、整平、碾壓到檢測，一系列步驟都應注重質量控制。

4.1 填料運輸

為了便于計算上料方量、控件單位面積上的傾倒量，上料時操作手必須做到每車上料量基本一致。汽車運料要有序進行，嚴禁在未碾壓成形的結構層上行駛。車輛指揮員根據試驗段初步計算所得的每車天然砂礫的壓實方量，控制單位面積上所倒的車數，減少材料的倒運并確保松鋪厚度小于規定值。

4.2 攤鋪、整平

4.2.1 初整

上料過程中，在路基中心和邊緣處，每隔10 m斷面設置高程指示樁，按照底基層表面的設計標高和試驗段確定的松鋪系數，在指示樁上用紅漆標明填料松鋪厚度和壓實厚度，并用尼龍線連接，用裝載機、平地機沿尼龍線平整填料，人工鋪助機械初平，剔除粒徑超標的礫石，修出路拱。

4.2.2 精整

初平完成后用輕型振動壓路機快速靜壓1遍再進行精平，精平以人工為主，沿控制線對小范圍的不平整進行整修，對局部河卵石集中處加黃砂處理。修整出達到設計要求的路線縱、橫坡和平整度。

4.3 壓實

壓實要遵守先輕后重、先快后慢、先兩邊后中間的原則。天然砂礫的碾壓我們推薦配備3種類型的壓路機，才能達到較好的壓實效果，即輕型振動壓路機、重型振動壓路機和重型光輪壓路機。因為天然砂礫混合料使用振動壓實法所測得的最大干密度大于擊實法所測得的最大干密度，所以天然砂礫層的碾壓應以振動碾壓為主，重型光輪壓路機的主要作用是鞏固壓實效果、收輪跡、保證平整度及外觀質量達到要求。

天然砂礫屬松散顆粒材料，壓實時易松散，難以成形，若在有邊界約束的情況下，碾壓時顆粒就不易向外擴散，我們建議攤鋪前先培一定厚度的路肩。同時為防止過多的水滲入路基而降低路基強度，培路肩時每隔5～10 m要開鑿泄水槽。初平后擬用輕型振動壓路機關閉振動快速靜壓1遍，保證底基層初步成形，之后才能進行人工精平。精平完成，用輕型振動壓路機振壓1遍，接著用重型振動壓路機振壓，最后用重型光輪壓路機靜壓。碾壓時檢測人員跟蹤檢測，直至各測點前后兩次測得的沉降量小于3 mm且表面平整無明顯輪跡為止。碾壓時橫向接頭的寬度為40～50 cm，前后相鄰兩區段縱向重疊1～1.5 m，整個碾壓要做到無漏壓、無死角，確保碾壓均勻。

4.4 攤鋪、碾壓過程中的含水量控制

施工中天然砂礫含水量的控制也是以篩選后混合料的重型擊實試驗所測得的最佳含水量為標準，碾壓時控制在6%左右。由于天然砂礫的保水性能差，攤鋪前的含水量控制在8%上下，如果天然砂礫的含水量過大，自卸車卸料后，讓料堆漓一段時間的水，然后再攤鋪。如果天然砂礫的含水量過小，在碾壓過程中要進行灑水。

4.5 天然砂礫底基層的后期養護

天然砂礫底基層在完成后如果不能及時攤鋪基層或必須經過行車碾壓，在開放交通后，要及時灑水養護。如果表面出現坑坑洼洼，也要及時用小粒徑的砂礫及時填補碾壓，以保證天然砂礫底基層的質量。

5 結束語

天然砂礫底基層其他的各項質量指標，即彎沉、平整度、縱段高程、寬度、厚度和橫坡應符合《公路工程質量檢驗評定標準》中級配碎（礫）石底基層的要求。

不同的地區天然砂礫的強度、級配各不相同。對于天然砂礫路面底基層的施工，目前也沒有統一的規范。在此僅是結合本地區天然砂礫的特點和施工方法加以闡述，為今后天然砂礫的使用積累經驗。

［1］公路工程無機結合料穩定材料試驗規程（JTJ 073.2－2001）.

［2］公路工程質量檢驗評定標準（JTG F80/1－2004）.