探討級配碎石柔性基層配合比設計及施工質(zhì)量控制

謝 鑫

(四川公路橋梁建設集團有限公司海外分公司，四川 成都 610041)

1 研究背景

級配碎石柔性基層是目前橋梁道路工程中常用的建筑材料，因此，我國對于此方面具有一定的研究基礎。何亮等通過不同的級配碎石柔性基層的配比設計方法，分析了其在應用中控制施工質(zhì)量的要點。馬健翔針對級配碎石柔性基層中采用不同類型碎石對施工質(zhì)量的影響進行研究，并重點分析了材料、配合比以及含水率等與施工質(zhì)量的關系。盧蔣繼結(jié)合實際工程，分析了級配碎石柔性基層在施工中的要點及注意事項。何禮明分析材料的力學物理特征后總結(jié)出了提升級配碎石柔性基層施工治療的幾種方式。

2 工程概況

某道路為穿山道路，該路段全長為376.5km，為國家二級國道，施工前結(jié)合當?shù)氐刭|(zhì)條件、水文環(huán)境以及施工方案等因素，后采用碎石層基層、瀝青鋪面的施工方式。工程路面結(jié)構(gòu)設計參數(shù)如表1所示。

表1 工程路面結(jié)構(gòu)設計參數(shù)

本次舊路改造工程所采用的級配碎石柔性基層主要采用振動成型法進行配合比的設計，其中主要指標應用范圍分別為：含水率4.5%～5.5%、級配構(gòu)成類型為骨架密實型、基層壓實度≥98%、承載比≥180%、下層彎沉值≤80、上層彎沉值≤60。

3 基層材料配合比試驗設計

3.1 集料性能指標檢測

根據(jù)相關資料以及施工經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)，級配碎石柔性基層混合料最終的質(zhì)量與集料性能具有直接的聯(lián)系，由于集料是級配碎石柔性基層混合料的主要組成部分，其所采用的碎石性能的好壞將決定工程施工質(zhì)量。本次舊路改造工程中所采用的集料經(jīng)過檢測，其性能均達到規(guī)范的標準以及施工的需求，如表2所示。

表2 級配碎石柔性基層集料性能指標以及檢測結(jié)果

3.2 混合料配合比設計

工程中級配碎石的最大干密度以及最優(yōu)含水量采用重型擊實工藝、振動成型工藝，并行承載比、抗剪性能檢驗(如表3所示)，結(jié)果顯示重型擊實工藝條件下碎石最大干密度為2.31g/cm3、最佳含水率為4.9%，振動成型工藝條件下碎石最大干密度為2.43g/cm3、最佳含水率為4.5%。

表3 3級配碎石承載比、抗剪性能檢驗結(jié)果

由上表的檢驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，碎石混合料在不同的成型工藝下其承載比具有較大的差異，《公路路面基層施工技術細則》(JTG/T F20-2015)中規(guī)定，采用級配碎石為基層，并使用重型擊實成型工藝時，其基層密實度應≥98%，承載比應≥100%，當將其作為作底基層，并使用重型擊實成型工藝時，其基層密實度應≥96%，承載比應≥80%，因此，工程中級配碎石承載比、抗剪性能檢驗結(jié)果均滿足規(guī)范標準。此外，通過采用振動成型工藝可以使級配碎石具有較高的抗剪性能，而依據(jù)承載比與回彈模量的發(fā)展規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)，采用振動成型工藝的級配碎石混合料也將具有較大的回彈模量。

根據(jù)工程的施工經(jīng)驗可知，在施工中基層的強度、壓實度是在實施基層振動碾壓過程中形成的，可以推斷，混合料的振動擊實設計中強度、壓實度形成與振動碾壓施工相一致。因此，舊路改造工程使用振動擊實進行混合料配合比設計，并且所得試驗數(shù)據(jù)與實際施工相符，如表4所示。

表4 級配碎石混合料配合比設計結(jié)果

4 施工工藝及質(zhì)量控制

4.1 施工準備

改造工程施工前需將舊道路進行清理，尤其是發(fā)生裂縫、破損等具有病害的區(qū)域；實施清理后對路面均勻灑水，保持道路的濕度；在施工中嚴格控制施工進度，各項施工需按規(guī)范進行技術交底并記錄，以此確保改造工程的施工質(zhì)量。

4.2 基層施工工藝及質(zhì)量控制

按照施工方案，控制級配碎石柔性基層的厚度為18cm，并采用一次成型施工；所采用的材料須在攪拌場集中攪拌完畢后立即使用罐車運輸至施工現(xiàn)場，運輸途中控制料漿的溫度以及含水率；運送至施工現(xiàn)場后使用攤鋪機進行基層的攤鋪。具體施工步驟如下。

(1)是備料。根據(jù)工程施工方案采購儲備所需的不同型號施工材料；不可一次全部購置，應按照施工階段進行分批采購，并且材料儲備時需注意防水、防潮處理。(2)是攪拌。級配材料攪拌應嚴格按照配合比進行配比，為了使混合料的含水達到方案的要求，攪拌時需使其最佳含水率提高2%左右，實施均勻攪拌后應立即進行測量，以保障混合料各項指標達到施工需求。(3)是運輸。混合料經(jīng)過攪拌檢測后應立即運輸至施工現(xiàn)場，以避免混合料溫度、含水率降低。(4)是攤鋪。進行材料的攤鋪前需進行級配碎石層找平，以達到攤鋪的均勻性、全面性；本工程中攤鋪系數(shù)取1.3，以分段攤鋪的形式進行施工，以實現(xiàn)在控制壓實密度的情況下避免出現(xiàn)施工縫。(5)是整型、碾壓。材料攤鋪施工結(jié)束后須立即使用壓路機跟隨攤鋪進行全寬碾壓，碾壓時需注意先輕后重、先慢后快以及從低到高的碾壓施工原則；首先靜壓1～2次，之后進行振動碾壓3～4次，之后更換輪胎壓路機對路面進行碾壓2～3次，以使路面達到設計壓實度。為了避免基層受到破壞，壓路機不可在碾壓成型的過程中進行調(diào)頭或急剎車；碾壓后的路面應具有平整密實，不可存在輪跡或隆起的情況發(fā)生，碾壓后立即使用3m直尺檢測路面的平整度，若路面不合格需要立刻進行處理。(6)是接縫處理。路面不能出現(xiàn)縱向接縫，若無法避免縱向接縫則需保證其連接為垂直相接，不能出現(xiàn)斜接的情況；路面的橫縫處理措施為，在新鋪料前需保持下承層頂面的清潔，當日為實施接近攤鋪機為壓實混合料與次日一同碾壓，但需控制混合料的含水率。

4.3 施工期間交通管制及施工后養(yǎng)護處理

在進行舊路改造時將會占用道路，為了保持在道路施工時保持車輛的同行，首先采用2.5m高彩鋼板將半幅道路封閉，保留另一側(cè)道路的通行，對道路進行必要的警示疏導，待到封閉道路施工完畢后再進行另一側(cè)道路的施工。舊路改造工程施工結(jié)束并經(jīng)過檢測合格后，委派專人進行施工路段的清理，保持清潔衛(wèi)生，根據(jù)施工情況對路面進行灑水養(yǎng)護處理，之后及時開放道路，恢復道路的正常通行。

5 結(jié) 語

級配碎石柔性基層具有較好的強度和穩(wěn)定性，能夠降低應力的傳力以及產(chǎn)生拉伸應變，并且在其良好的透水性作用下鋪筑成高密實度、均勻的結(jié)構(gòu)層可快速地排除出進入基層的水分，以此避免路面在使用過程中發(fā)生變形、更好地延長其使用壽命。而實現(xiàn)這一目標的前提是做好級配碎石柔性基層配合比設計及施工質(zhì)量控制，因此在施工前需要進行必要的試驗分析，并在施工中嚴格控制施工質(zhì)量。