二灰碎石路面基层施工技术总结.doc

1、二灰碎石路面基层施工技术总结 严晓生 【交通部第二公路工程局 西安 710061】 摘要： 通过对沪宁高速公路 E 标段二灰碎石基层的铺筑实践，全面总结了从原材料检 验、混合料组成设计、试验路段的铺筑到成品检测的全过程及施工工艺。提供了机械 组合形式、碾压方式、碾压速度、碾压遍数、松铺系数等各种技术数据以及施工中的 体会。 关键词： 二灰碎石 路面基层 施工 工艺 质量 1 基本情况 交通部第二公路工程局承建的沪宁高速公路 E 标段主线总长 34.292km，其中 E4 标 为京杭运河铁路高架桥 (长 1345.56m)，除 E4标段外路面基层结构均为二灰碎石，主线 单幅基层宽度在纵坡 3 路

2、段为 11.90m，纵坡 3 路段为 11.51m，厚度均为30cm， E 标路面基层总面积为 79.3953 万 m 2，半幅路面结构见图 1 和图 2。 尺寸单位： cm，高程单位： m 图 1 纵坡 3 路面结构示意图 为提高路面的平整度，根据江苏 省高速公路建设指挥部 (下简称省高指 )“ 关于沪 宁高速公路路面基层、底基层施工的指导意见 ” 及技术规范的要求，二灰碎石混合料 采用厂拌法生产、摊铺机铺筑。在拌合场还准备了足够的堆料场地，并进行了 “ 硬 化 ” 处理。以防集料被泥土污染。对不同规格集料分开堆放，已拌和好的二灰碎石混 合料实行覆盖闷料措施。为了探讨二灰碎石混合料的铺筑方案

3、和施工工艺，我们在铺 筑试验段取得成功后，进一步修改完善了施工工艺，确定了二灰碎石的施工配比，取 得了有参考价值的技术数据，为大面积施工提供了依据。 1995 年 4 月中旬二灰碎石混 合料正式 开铺，到 1995 年 11 月底已完成路面基层 69074 万 m2，占总工程量的87，为 沥青面层铺筑创造了良好的条件。 尺寸单位： cm，高程单位： m 图 2 纵坡 3 路面结构示意图 2 施工准备工作 充分做好施工前的准备工作，是路面基层顺利进展的重要条件。主要进行原材料 检验、设备调试、技术准备等项工作 。 2.1 原材料检验 二灰碎石的原材料主要是石灰、粉煤灰和碎石，对原材料质量严格把关

4、是保证二 灰碎石混合料质量的重要环节。选用了江苏溧阳上黄的 级石灰、镇江谏壁电厂贞观 山灰库的湿排粉煤灰，我部丹阳自采加工料场生产的碎石，经过检验主材料的技术指 标如下。 (1)石灰经消解后 Cao 含量为 58.3，符合 级钙质石灰的标准。 (2)粉煤灰的主要指标如表 1。 粉煤灰化学成分表 表 1 粒径范围 (mm) 比表面积 (cm2/g) 含水量 ( ) Al2O3 ( ) Fe2O3 ( ) CaO ( ) MgO ( ) SiO2 ( ) 烧失量 ( ) 0.001 0.3 大部分为 2000 3500 45.00 34.10 3.20 2.80 0.83 49.00 6.27 0

5、.01 0.1 (3)碎石 (最大粒径 30mm) 压碎值为 19.4 (规定值不大于 30 )。 细长粒径含量为 16.1。 级配组成 根据规范的要求及我部试验中心室内配比设计的结果，集料用量为总量的 82.5，其中粗集料 (10 30mm 碎石 )为 34， 10mm 以下为 66。 水拌和用水为饮用水。 2.2 机械设备选配 为保证二灰碎石基层的质量和进度，除保证各种机械设备配套外，还应有足够的 数量，其中二灰碎石混合料拌和设备及摊铺机是关键设备，必须有良好的使用性能。 本工程投入的机械设备有： WBC -200 连续式稳定粒料拌和设备 2 套 ABG422 摊铺机 1 台 ZL -50

6、 装载机 2 台 8 12t 双钢轮静力式压路机 1 台 CA25 振动压路机 1 台 VV170 压路机 1 台 18 21t 三轮光面静力式压路机 2 台 9 16t 轮胎压路机 1 台 17.2t 太脱拉自卸车 12 辆 6000L 洒水车 1 辆 黄河试验车 1 辆 2.3 机械设备的调试及试运行 (1)稳定粒料拌和设备是关键设备之一，我们聘请了 2 名有丰富经验的机械专业高 级工程师负责进行安装、调试，并多次进行流量试验；使拌出的二灰碎石混合料符合 设计要求。通过试验路段的检测，符合质量指标。 (2)ABG422 型无级变速自动找平摊铺机，最大摊铺宽度为 8.5m，是从德国新购的 设

7、备。技术性能良好，在使用前由厂方专家来工地进行现场指导，一切正常后投入试 验路铺筑。 (3)其他处于正常使用中的各种类型压路机、装载机及运料自卸车、洒水车等投 入基层施工的机械设备，也需进行维修、保养，并经机械工程师检查，使之处于良好 的工作状态。 2.4 技术准备 2.4.1 生产配合比设计 2.4.1.1 粗集料级配的确定 (见表 2) 二灰碎石混合料中碎石级配 表 2 材料 (mm) 通过下列筛孔 (mm)重量的百分率 ( ) 30 20 10 5 2 1 0.5 0.075 10 30 34 28.1 21.9 14.8 7.0 2.4 0.7 0 10 以下 66 63.4 50.1

8、 40.9 28.8 25.5 17.4 24.0 合成级配 100 91.5 72.0 55.7 35.8 27.9 18.1 2.4 规范要求值 100 90 100 55 80 40 65 28 50 20 40 10 20 0 10 2.4.1.2 混合料配合比设计 根据公路路面基层施工技术规范 (JTJ034-93)规定，二灰碎石混合料击实试 验，采用重型击实标准，求得最大干密度及相应的最佳含水量，以最大干密度的98 和最佳含水量，用 1515cm 试模制件，每种配合比在 相同条件下各制 9 个试件，采用标 准养护箱在 252 条件下保湿养生 6d，浸水 1d，测定无侧限抗压强度。我

9、们分别用 6 种混合料配合比制件，其检测结果见表 3。 混合料配合比及无侧限抗压强度表 表 3 编号 混合料配合比 平均强度 (MPa) 特征值 (MPa) 备注 1 石灰 粉煤灰 碎石 41680 0.86 0.76 2 石灰 粉煤灰 碎石 51580 0.80 0.68 3 石灰 粉煤灰 碎石 61480 0.96 0.84 4 石灰 粉煤灰 碎石 611.582 .5 1.14 0.96 采用 5 石灰 粉煤灰 碎石 5.911.183 1.13 1.00 6 石灰 粉煤灰 碎石 5.510.584 1.06 0.95 根据规范规定，室内试验结果的平均抗压强度 R 应符合公式： RRd/

10、(1 -ZaCV) 式中： Rd 设计抗压强度，本标段为 0.8MPa； CV 试验结果偏差系数，以小数表示； Za 标准正态分布表中随保证率而变的系数，此处为 1.645。 由上可知 1 6的配合比均能满足强度要求， 4配合比 为镇江市高指总监代 表中心试验室推荐配合比，故最后选定石灰 粉煤灰 碎石 611.582.5 为生产 配合比，并在试验路段进行验证。 2.4.2 生产配合比的调试 调整拌和设备的进料系统，使其符合设计的集料级配和混合料组成比例。我们先 后进行过 6 次流量试验，才使混合料组成基本符合设计配合比。第 7 次为生产配合比验 证，即铺筑试验路段。经料场和施工现场分别取样进行

11、试验，级配组成及强度均符合 规范要求。 2.4.3 技术交底 在二灰碎石基层开始铺筑前， E 标段项目总经理部由总工程师办公室准备技术资 料 ，负责向参加施工的全体技术人员、拌和厂负责人、试验人员和测量人员等，以学 习班的形式进行全面技术交底。对各种机械操作手和技术工人，进行现场技术交底。 交底内容除二灰碎石基层的施工方案、施工工艺、操作规程、技术要求、质量标准、 试验检测方法外，还明确了岗位职责，使参加施工全体人员做到 “ 五个明确 ” ，即岗 位职责明确、施工程序明确、操作规程明确、技术要求明确、质量标准明确，从而使 二灰碎石基层能较顺利铺筑。 2.4.4 认真进行试验路段铺筑 E 标段项

12、目经理部于 1994 年 11 月 6 日 12 月 4 日在施工桩号 K181+363K181+624 段 双幅共 5983m2进行了二灰碎石基层的试铺工作。 2.4.4.1 试验路段铺筑的目的 (1)验证生产配合比，确定施工配合比； (2)检验施工方案、施工工艺、操作规程的适用性； (3)确定二灰碎石采用摊铺机铺筑的松铺系数； (4)探讨 ABG422 型摊铺机铺筑厚层二灰碎石基层的性能； (5)检测拌和设备的性能和生产能力； (6)摊铺机铺筑二灰碎石时标高和厚度的控制方法； (7)施工中二灰碎石混合料最佳含水量的控制方法； (8)压实 机具的选择和组合，碾压顺序、碾压速度和碾压遍数； (

13、9)探讨使运料、摊铺、碾压三道工序施工机械相互协调与配合方法； (10)探讨二灰碎石基层接缝的处理方法； (11)制定保证质量的技术措施和质量控制方法； (12)确定每天作业段的铺筑长度。 2.4.4.2 试验路段铺筑方案 E 标段二灰碎石混合料试验路段铺筑采用了集中厂拌、汽车运输、逐车过秤、现 场查核、分层摊铺、总量控制的铺筑方案。 二灰碎石厚为 30cm，由 ABG422 摊铺机分二层铺筑，下层厚度为 17cm，上层厚度为 13cm。采用基准钢丝调平。为了取得较准确的技术数据，试验路段的二灰碎石混合料 采用总量控制的方法，即先计算试验路段需用二灰碎石混合料总重量，二灰碎石在拌 和场装车后，

14、逐车过秤，秤出每车料的净重。根据现场测得的实际含水量，算出相当 干混合料的总重量，再折算成最佳含水量状态下的混合料重量，按照 98的压实度及 铺筑厚度，确定每车混合料应铺筑的长度，直至运够总重量为止。下层经过各项技术 指标的检测，并经驻地监理工程师批准，方能进行上层施工。 2.4.4.3 试验路段取得的技术数据 试验路段的测量放样和检测工作 ，由我部测量队和试验中心负责，并经驻地测量 监理、试验工程师的复测和认可。经核查主要技术数据如下： (1)松铺系数 铺筑厚度 17cm 时为 1.249；铺筑厚度 13cm 时为 1.244。测定时按每 10m 一个断面， 每个断面测 4 点，为上下层 1

15、98 个测点的数据平均值。 (2)各种压路机的组合方式、碾压遍数、碾压速度 根据投入的设备情况，采用了三种组合方式，即激振力 29t 的 CA25 振动压路机与 18 21t 铁三轮静力式压路机组合、激振力 39t 的 VV170 振动压路机与 18 21t铁三轮静 力式压路 机组合、 CA25 振动压路机与 18 21t 铁三轮静力式压路机及 16t 轮胎压路机组 合。各种数据见表 4。 (3)摊铺速度 二灰碎石混合料的铺筑速度与拌和设备的生产能力，无严格的匹配要求。由于试 验段用料数量较少，只用一台拌和楼，提前一天拌料，混合料在料场闷料 24h，再装 运至现场，摊铺速度采用 2 2.5m/

16、min，开始时用低速，正常后用 2.5m/min。 (4)每天的铺筑长度 由于拌和设备的新旧程度不一，故障较多，正常生产每天最多工作 8 12h，二台 拌和楼的产量约为 3000 4000t 混 合料。用于基层的 ABG422 型摊铺机最大铺筑宽度为 8.5m，半幅全宽需分二次铺筑，因此转移较频繁；加之混合料中骨料占 82.5，对摊 铺机传动系统及送料、布料系统机件损坏较严重，因此每天需对摊铺机仔细保养和检 查；实际的作业时间约为 6h 左右，铺筑的长度 (半幅 )约为 550 700m。 压路机组合方式、碾压遍数及碾压速度表 表 4 组合方式 压路机种类 碾压方式 碾压遍数 碾压速度 (km

17、/h) 备注 振动压路机 (CA25) 静 压 1 2.0 压实度 98.4 低频率 大振幅 2 2.0 高频率 小振幅 3 2.5 三轮静力压路机 (18 21t) 静 压 4 1.5 振动压路机 (VV170) 静 压 1 2.0 压实度 102.8 低频率 大振幅 2 2.0 高频率 小振幅 3 2.5 三轮静力压路机 (18 21t) 静 压 4 1.5 振动压路机 (CA25) 静 压 1 2.0 压实度 100.2 为正常施工中 采用的组合方 式 低频率 大振幅 2 2.0 高频率 小振幅 3 2.5 三轮静力压路机 (18 21t) 静 压 3 1.5 轮胎压路机 2 2.5 2

18、.5 质量保证体系的完善 为保证二灰碎石基层的铺筑质量， E 标段经理部由总工办负责，组成以试验中 心、测量队、质检中心三位一体的技术质量保证体系，并进一步明确在二灰碎石基层 施工中的职责。 (1)试验中心负责二灰碎石混合料的配合比设计，监控拌和厂混合料的级配组 成，测定二灰碎石混合料的含水量、强度及施工过程中的质量监督。 (2)测量队负责控制测量、检测、计算试验段及其他路段的松铺系数；测定二灰 碎石顶面标高、横坡及各部几何尺 寸。 (3)质检中心负责二灰碎石成型路段的质量检测及评定，反馈质量信息等。以上三个技术职能部门组成的质量保证体系，能定量地进行质量跟踪，从而加强 了施工过程中的质量监控

19、，从根本上保证了工程质量。 2.6 施工方案的确定 (1)在铺筑试验路段的基础上，补充、完善了二灰碎石施工方案、施工工艺及工 艺流程 (见图 3 4)。为了增加二灰碎石上层铺筑的密实性和平整度，又增加一台 16t 轮胎压路机。 (2)由于摊铺机的最大铺宽为 8.5m，半幅宽度需分二个铺道摊铺，因此采用分道 铺筑、交叉作业、全 宽碾压、半幅接齐的方案 (见图 5)。纵向接缝的重迭宽度为5 10cm，上下层纵缝位置应错开 50 60cm。 (3)在铺筑基层的路段，宜事先培填部分土路肩，并适当夯实。这样一方面能节 省二灰碎石混合料，另一方面有利于碾压。 图 3 二灰碎石基层施工工艺流程图 图 4 二

20、灰碎石混合料拌合厂工艺流程图 图 5 分段作业图 3 施工工艺 E 标段的施工实践证明， ABG422 型摊铺机能适应厚层二灰 碎石混合料的铺筑，性 能良好，摊铺质量较高，是理想的摊铺机械。一层虚铺厚度不超过 25cm 时，铺筑效果 最好。 3.1 下承层准备 (1)二灰土底基层顶面，应将表面的浮土，松散层及其它杂物清理干净，应尽量 露出二灰土的硬面。 (2)下层二灰碎石顶面，应清除表面松散的集料，清理表面的泥块和污染物，尽 量使骨料暴露出来。在有条件时，可用空压机配合清理，能取得良好的效果。 (3)上层开铺前，下承层表面应适当洒水润湿，以增强上下层的结合。 3.2 测量放样 (1)放出道路中

21、线、基层边线，选定检 测断面及观测点位置。 (2)本工程采用基准钢丝法调平，因此必须设置支撑杆，敷设基准钢丝，并用专 用工具，使其张紧力不小于 100kN，钢丝挠度不超过规定值。 3.3 二灰碎石混合料的拌和 (1)每天上、下午各测一次原材料的含水量，调整原材料的进料数量，使混合料 中含水量略大于最佳含水量 2 个百分点左右。 (2)混合料的检测 应经常目测二灰碎石混合料拌和的均匀性，使出厂的混合料色泽均匀，无离 析、成团块现象。 试验人员应重点进行二灰碎石混合料的级配组成、灰剂量及含水量的检测。检 测频率为每台拌和设备上、下午各一次。当出现特殊情况 (如故障等 )应由试验监理工 程师确定。

22、3.4 二灰碎石混合料的运输 (1)装料经过拌和的二灰碎石混合料，在贮料场闷料 24h 后，由装载机装车，装料 时应视混合料情况重新翻拌 2 3 次后再装车，防止产生离析。 (2)运料运料宜由 15t 以上的自卸车运输，并根据运距配备足够的车辆。当距离较 长或天气炎热时，应加盖蓬布，防止水分散失过快。 (3)卸料自卸车卸料时，严禁碰撞摊铺机，防止混合料卸在摊铺机前层面上。3.5 二灰碎石混合料的摊铺 (1)开始摊铺前，先将接头处已成型的二灰碎石基层切成垂直面，或将接头处的 二灰碎石混合料耙松，并有专人指挥卸料。 (2)摊铺机就位后，熨平板按开始桩号处的虚铺厚度调整好，熨平板下垫放和虚 铺厚度等

23、厚的木块，并按 2横坡将熨平板调整好，自动调平系统进入工作状态。(3)摊铺机铺筑时，应使送料槽中的二灰碎石混合料高度在螺旋布料器中轴以 上，避免发生两边缺料现象。 (4)根据 E 标段二灰碎石混合料的铺筑实践，开始时摊铺速度为 22.5m/min，正 常后为 3 5m/min，这样铺出的平整度较好。因此在上 层铺筑时，用 4 5m/min较好。 (5)二灰碎石混合料无需要求连续摊铺，但宜用大型自卸车运料，才能使布料均 匀，铺筑质量较好。在上层铺筑时，应尽量做到一个作业段内连续铺筑，铺筑方法见 图 5 所示。待半幅接平后，在全宽范围内一起碾压。 (6)接缝处理 纵缝因铺完一个作业段约需 1 2h

24、，纵缝的重迭宽度为 5 10cm，重迭部分最长 间隔时间约 2h 左右，因此不需作特殊处理，仅有 2 人跟在摊铺机后，将接缝处的粗集 料进行处理，必要时适当耙松、整平后，全宽度内一起碾压。 横缝每天铺完至第二天开始 ，间隔约有 12h 左右，连接面应作适当处理，方法 为第一天作业段的尾端 5m 左右范围内不进行压实；第二天施工前，将该段的混合料耙 松后与新料一起由人工进行拌和，整平后与新铺段一起碾压。 若间隔时间长时，应将上次铺筑的尾端标高和平整度不合要求的部分挖除，并将 接触面挖成垂直面，再接着往前铺筑。 3.6 二灰碎石混合料的碾压 (1)E 标段的机械组合、碾压遍数和碾压速度见表 4。 (2)当进行下层压实时，可不用轮胎压路机，而由 18 21t 三轮压路机，增