水泥處治排水基層（CTPB）設(shè)計(jì)與施工

黃林　陳偉

摘 要：2002-08，針對(duì)320國(guó)道玉山段路面損壞嚴(yán)重的情況，上饒市公路管理局和同濟(jì)大學(xué)道路與機(jī)場(chǎng)工程系共同組成課題研究組，利用320國(guó)道玉山段修復(fù)工程的機(jī)會(huì)，對(duì)“現(xiàn)有水泥混凝土排水探究以及路面的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)”這一課題作了深入探討，為320國(guó)道所有的上饒段水泥混凝土路面修復(fù)積累了一定的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，并找出了一個(gè)既經(jīng)濟(jì)又可行的修復(fù)方案，本文即為研究成果的一部分。

關(guān)鍵詞：水泥處治；排水基層；配合比；混合料

中圖分類號(hào)：U416.214 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）20-0065-02

1 排水基層（CTPB）材料的性能

1.1 透水能力

對(duì)于CTPB而言，其材料的組成設(shè)計(jì)相當(dāng)煩瑣，首先要符合一定的排水需求。依據(jù)美國(guó)的相關(guān)研究，排水層材料的設(shè)計(jì)滲透系數(shù)K值要控制在0.18～0.36 cm/s。受試驗(yàn)和施工環(huán)境等不穩(wěn)定因素的影響，室內(nèi)試驗(yàn)的K值一般要設(shè)置在0.4～2.0 cm/s的范圍內(nèi)。在《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中，建議透水材料的滲透系數(shù)不低于0.35 cm/s。

在實(shí)際操作當(dāng)中，也需要遵照《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中的方式，依據(jù)設(shè)計(jì)滲入率、排水層寬度、厚度等一系列的條件計(jì)算和確定所需材料的滲透系數(shù)。

1.2 強(qiáng)度和抗變形性

根據(jù)力學(xué)分析可知，由于荷載的作用，排水層的底部通常要承受拉應(yīng)力。此次探究以劈裂的強(qiáng)度視為強(qiáng)度的指標(biāo)。根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》，水泥碎石的劈裂強(qiáng)度為0.4～0.6 MPa。另根據(jù)Bisarpc2.0程序的計(jì)算分析結(jié)果可知，確定排水基層底部的拉應(yīng)力還要考慮到試驗(yàn)和施工的變異性。

CTPB材料需要具有一定的抗變形性能，其抗變形性主要是采用抗壓回彈模量來(lái)測(cè)試，可參考《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》當(dāng)中的水泥碎石抗壓回彈模量的設(shè)計(jì)參數(shù)。排水基層的設(shè)計(jì)回彈模量一般在1 300～1 700 MPa之間。

1.3 CTPB級(jí)配要求和設(shè)計(jì)思路

CTPB材料的集料級(jí)配主要采用的是開(kāi)級(jí)配的方式，也就是粗集料多，細(xì)集料少，粗骨料之間點(diǎn)與點(diǎn)融合，就出現(xiàn)了一種嵌擠的構(gòu)造。開(kāi)級(jí)配計(jì)算主要采用的是“變K法”，按照不一樣的K值來(lái)確定CTPB的級(jí)配區(qū)域。依據(jù)國(guó)內(nèi)外的相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，只有2.36 mmCTPB集料的通過(guò)率低于20%時(shí)，才達(dá)到了符合條件的空隙率，所以，使用“變K法”調(diào)整級(jí)配的時(shí)候，可以將其視為一個(gè)合理的控制點(diǎn)。此次探究擬采取10 cm厚的排水基層，最大粒徑為31.5 mm。

2 水泥處治排水基層的修筑

2.1 集料施工的配合比

根據(jù)供料料場(chǎng)的細(xì)集料和粗集料的級(jí)配情況和設(shè)計(jì)級(jí)配的范圍要求，并通過(guò)一系列的有效試驗(yàn)來(lái)確定粗、細(xì)集料的施工配合比。

根據(jù)《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》當(dāng)中的第5.3節(jié)確定級(jí)配碎石排水墊層的相關(guān)材料要求和配比情況，主要目的是滿足該層材料的反濾要求。

在排水基層中，下承層應(yīng)該是不透水層，比如利用石灰-粉煤灰等材質(zhì)來(lái)穩(wěn)定碎石、水泥，從而達(dá)到穩(wěn)定碎石基層的目的。其表面應(yīng)當(dāng)堅(jiān)實(shí)、平整，擁有一定規(guī)定的路拱，且表面沒(méi)有松散材料。待下承層的施工全部完成之后，按照《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》當(dāng)中的第8.5節(jié)安排驗(yàn)收工作。只有達(dá)到了基層的合格標(biāo)準(zhǔn)后，方可做排水基層的鋪筑工作。如果有一些特殊的設(shè)計(jì)要求，也應(yīng)該在排水基層底面鋪灑上乳化瀝青封層或鋪筑細(xì)粒式瀝青封層，然后再做排水基層的施工工作。

在瀝青下封層的鋪筑過(guò)程中，施工的氣溫不得低于10 ℃，且要保持路面干燥，不可有臟物、塵埃等雜質(zhì)。

2.2 CTPB的拌和工作

對(duì)于CTPB混合料而言，適合采取強(qiáng)制式拌和機(jī)或臥式葉片拌和機(jī)等廠拌設(shè)備進(jìn)行拌和，并要注意嚴(yán)格控制混合料的配合比、集料的級(jí)配、水泥的用量和水灰比。

2.3 CTPB的攤鋪工作

依據(jù)所使用的攤鋪機(jī)具和試鋪情況來(lái)確定松鋪系數(shù)。在平地機(jī)鋪時(shí)，要將松鋪系數(shù)控制在1.18左右。攤鋪機(jī)攤鋪工作時(shí)，也控制在1.15左右，然后按照確定的松鋪系數(shù)進(jìn)行施工放樣工作。

攤鋪工作之前，要在CTPB石屑反濾層的表面灑水濕潤(rùn)。將材料運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)之后，要按放樣來(lái)標(biāo)高，再使用攤鋪機(jī)、平地機(jī)或者是其他一些合適的設(shè)備將混合料均勻地鋪在規(guī)定的寬度范圍內(nèi)，應(yīng)保證表面平整度，且要有達(dá)標(biāo)的橫坡。

攤鋪的寬度應(yīng)盡可能地避免縱接縫，并全面考慮攤鋪設(shè)備的類型、CTPB的寬度和碾壓工作的進(jìn)度問(wèn)題。在分幅攤鋪時(shí)，應(yīng)采取施工接縫處理或采取兩臺(tái)攤鋪機(jī)前后間隔5～8 m的方式，同步向前攤鋪CTPB混合材料，并同時(shí)進(jìn)行碾壓工作。攤鋪進(jìn)度的控制應(yīng)以表面的平整度和CTPB混合料不會(huì)發(fā)生離析為前提。

碾壓1 h后，在距壓實(shí)層的末端10 cm以上的位置的垂直路中心線處切割壓實(shí)層，以此形成垂直向接縫面。或者在預(yù)定長(zhǎng)度末端的垂直路中心線處安置方木或鋼模板，其基層和高度的壓實(shí)厚度應(yīng)當(dāng)一樣。在繼續(xù)施工前，應(yīng)拆除支撐方木或鋼模板，攤鋪時(shí)，應(yīng)確保排水基層表面除碾壓器械以外沒(méi)有其他車輛通行。

2.4 壓實(shí)工作

在攤鋪整形工作之后，采取6～8 t的光輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓工作。碾壓時(shí)，從橫坡的下側(cè)向橫坡的上側(cè)處推進(jìn)，禁止壓路機(jī)在碾壓表面時(shí)出現(xiàn)調(diào)頭或調(diào)向的現(xiàn)象。碾壓時(shí)的來(lái)輪軌跡應(yīng)重疊1/3的輪寬。

在完成第一遍碾壓之后，應(yīng)該查看碾壓的表層是否有超標(biāo)的凸起或低洼情況。如果有，就需要進(jìn)行填補(bǔ)工作，然后再進(jìn)行第二遍的碾壓工作。待碾壓完畢之后，如果表層印有輪跡，就要再做第三遍碾壓工作，直到壓實(shí)表面沒(méi)有松散材料和印痕后，才可停止碾壓工作。

碾壓工作應(yīng)該緊接攤鋪工作而進(jìn)行，從混合料開(kāi)始加水拌和起的2 h之內(nèi)完成初碾工作，2.5 h之內(nèi)做完終碾工作。壓路機(jī)的工作速度通常為1.3～4.0 km/h，第一遍碾壓的速度為2～2.5 km/h。碾壓時(shí)，應(yīng)按照實(shí)際情況來(lái)安排碾壓設(shè)備的數(shù)量和施工進(jìn)度。

3 質(zhì)量管理和檢驗(yàn)

3.1 原材料

對(duì)集料的粒徑進(jìn)行分析，并測(cè)定含泥量和壓碎值。每批供料使用前要測(cè)2個(gè)樣品，使用過(guò)程中每300 m3測(cè)2個(gè)樣品。然后依據(jù)測(cè)定結(jié)果判定集料質(zhì)量是否合格，并按設(shè)計(jì)級(jí)配要求確定施工配合比。

3.2 混合料

混合料的組成設(shè)計(jì)首先要選定設(shè)計(jì)級(jí)配，包括水泥含量（170 kg/m3）和水灰比（0.40）。測(cè)定混合料的干密度、空隙率（有條件時(shí)進(jìn)行滲透系數(shù)測(cè)定試驗(yàn)）、抗壓強(qiáng)度（水泥碎石）和回彈模量，為施工提供質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 試鋪階段

在正式開(kāi)工前，要進(jìn)行鋪筑試驗(yàn)，以確定合適的松鋪系數(shù)。要使拌和、運(yùn)輸、攤鋪和碾壓機(jī)械相互協(xié)調(diào)、配合，保證碾壓質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

排水基層的修建，解決了水泥混凝土路面接縫地表水滲水問(wèn)題，但是造價(jià)相對(duì)較高，施工工序也復(fù)雜。

〔編輯：王霞〕