浅谈公路路面基层施工技术
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摘要：本文是作者近几年的工作经验，对各方面进行了详细的论述,提出了合理的路面基层施工方法,并指出施工中应注意的问题。
关键词：公路施工；路面基层；施工技术
Abstract: this article is the author of in recent years work experience, to various aspects are discussed in detail, and put forward the reasonable pavement construction method, and points out that the construction in the problem that should notice.
Keywords: highway construction; Pavement; Construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1施工工序
1.1混合料的拌和
基层施工拌和料通常由粗骨料、细骨料、水泥、粉煤灰等组成,由于含水量低,须采用连续式搅拌装置,一般情况下,搅拌器形式以双卧轴连续式稳定土搅拌设备为主。基层施工结构层厚、施工速度快、拌和料用量大,因而要求拌和设备的生产率较高,如WBC300稳定土拌和机等。基层拌和料干而松散,在运输过程中应防止水分的散失,一般应用大吨位自卸车并加防护罩或覆盖物。运输时间应在30min内,以保证混合料在拌和完成后2h之内压实完成。
1.2摊铺
摊铺是基层施工的重要环节,是碾压等后续工序的基础。摊铺机铺筑是采用带有强有力熨平装置的高密度摊铺机摊铺,可得到较高的预压密实度,从而有利于保证路面平整度。当摊铺宽度和拱度符合路面设计且横坡相同时,应尽量采用整幅一次摊铺的方法;如果路面较宽或横坡有变化时则需采取分幅摊铺。一般以路面纵向中心线为中缝决定摊铺作业宽度,有条件时用两台摊铺机前后布置成梯队形式,两台摊铺机作业时间间隔不宜过长。基层施工应尽可能采用全幅全厚的摊铺方法,避免分层摊铺时层间结合因素的不良影响,但当基层设计厚度超过30cm时,由于受摊铺机预压能力和压实设备的压实能力所限,应按一定的顺序采用分层摊铺,这时上下层摊铺间隔是一项非常重要的控制因素,原则是摊铺上层时,下层应保持表面潮湿、干净,以利于结合。
1.3碾压
碾压是使混合料充分密实、形成基层构造的主要工序,通过施加动压力使混合料逐步密实。为了保证基层的强度和表面特性,一般使用振动压路机、轮胎压路机或组合压路机进行施工。施工的基本方法是:初压――复压――终压。初压和终压可用同一种振动压路机,在初压时采用静压封面,复压采用轮胎压路机,使混合料表面更加致密。在终压阶段,为了消除摊铺或复压时出现的拉裂纹和施工轮迹,可采用大钢轮振动压路机。
一方面,混合料摊铺之后,随着水分的蒸发,混合料稠度越来越大,可碾性越来越差,如施工不及时,就会造成压实度不足,影响硬化混合料的强度;另一方面,从加水拌和开始至成形的时间间隔越长,硬化混合料的强度损失就越大。根据基层施工时间计算,以45min摊铺的长度作为一个施工段比较合适,当路面宽度12m、路面厚度24cm时,根据气候等施工条件一般在30m～60m左右。施工过程中压路机不允许在工作面上调头、转向、急刹车或停车振动,以免影响平整度及出现其他问题。
1.4接缝
接缝主要是指施工混合料的横向施工接缝,分为干接缝和湿接缝。湿接缝即新老料的接茬处,在施工时前端留下30cm～50cm暂不压,与新铺料一起施工以保证接缝处的压实度、平整度。干接缝一般使用导木法, 接缝应干净、密实、垂直中线,铺新施工混合料前要洒水湿润。需注意的是,新铺混合料施工时,不要振动碾到原铺碾压混合料上,因为混合料在初期凝结硬化过程中要防止震动。每天停工时机械设备不准停在铺好的基层上,以免影响基层的强度。
1.5养生
基层施工要求湿养,以得到高强度。基层混合料含水量低,很快出现表面干燥现象,而稍一脱水,就会产生不良的影响,大大降低混合料的强度,产生过多的表面裂缝,所以必须保持一周内混合料表面湿润。养护时不能用洒水车在表面直接喷洒,以免冲掉表面吸料,一般采用土工布覆盖,在覆盖物上洒雾状水或低压浇水,并加强边角接缝处的养护。
2技术措施
2.1足够的强度和刚度
2.1.1强度
基层必须能够承受车轮荷载的反复作用，即在预定设计标准轴载反复作用下，基层不会产生过多的残余变形，更不会产生剪切破坏或疲劳弯拉破坏。基层要满足上述的技术要求，除必须的厚度外，主要取决于基层材料本身的强度。对基层材料的强度要求，在重交通道路上要比在一般道路上高。材料的强度主要包括两个方面：一是石料颗粒本身的硬度或强度，可用集料压碎值或集料磨耗值表示，我国也用岩石的抗压强度表示；二是材料整体的强度和刚度，如回弹模量、承载比、抗压强度、抗剪切强度、抗弯拉强度或间接抗拉强度。
2.1.2刚度
基层的刚度必须与面层的刚度相配。如面层和基层的刚度差别过大，则面层会由于过大的拉应力而过早开裂破坏。在沥青面层下，应该选用结合料稳定材料做基层，特别是应选用水泥或石灰粉煤灰等稳定的粒料。在普通道路上，沥青面层一般较薄，整个路面的承载能力将主要依靠基层来满足。这就要求基层材料具有较高的强度和刚度，而且基层的厚度也要较大。
2.2有足够的水稳性和冰冻稳定性
沥青面层，特别是喷洒型的沥青表面和沥青贯入式面层，往往是透水的，尤其在使用初期，其透水性较大。因此，雨季表面水有可能透过沥青面层进入基层和底基层，也可能从两侧路肩或路面与路肩的结合处以及中央分隔带缘石与路面结合处透入路面结合层中。如果沥青面层产生了裂缝，表面水将从裂缝透入路面结构层中。在地下水位接近地表的地段，特别在路基填土不高时，地下水可通过毛细作用进入路面结构层；在冰冻地区，由于冬季水分重分布的结果，路基上层和路面底基层都可能处于潮湿或过分潮湿状态。水泥混凝土路面面板，由于横缝、纵缝及胀缝的存在，尽管广泛采取填缝料灌缝密封，但事实上表面水仍不可避免地沿缝进入基层、底层甚至路基。
在苏南地区,由于雨水多,地下水位高,而路基高度又受到限制,因此近几年普遍采用水泥稳定级配集料做基层。而在常武地区县乡道路及城市道路中普遍采用水泥稳定级配集料做基层始于2009年，除地貌特征及重载车辆越来越多外，还有一个重要因素是在采用石灰粉煤灰稳定级配集料做基层时，部分沥青路面不同程度出现“起拱”现象，造成路面凹凸不平，严重影响到路用性能。损坏的形式主要有两种：一种是“纵向路缘型”起拱，这种类型起拱形态是以路缘石与沥青路面的交接处呈纵向延伸分布，纵断面形态为波浪形。沥青路面表面无任何裂缝的存在，开挖后，半刚性基层已完全松散或部分呈松散状，不呈板体，含水量较大。另一种是“横向裂缝型”起拱，这种起拱主要发生在半刚性基层产生裂缝的位置，沿横向裂缝起拱，断面上呈凸形，该类型拱起的沥青路面均有一条较大的裂缝。开挖后，半刚性基层损坏情况与“纵向路缘型”起拱基本一致。通过分析路面损坏的主要原因是石灰粉煤灰稳定级配集料粉煤灰中的SO3含量太高。SO3是一种极不稳定的重要元素，由于它的大量存在，与石灰中的一些成份产生化学反应，在遇到水时会产生新的矿物（石膏、钙质芒硝等），这种矿物质不仅会发生体积膨胀，造成路面起拱受损，而且当产生的膨胀力大于石灰粉煤灰稳定级配集料基层的强度时，会导致石灰粉煤灰稳定级配集料被破坏。而半刚性基层路面的裂缝和路面边缘则是受地下水及地表水影响最严重的地方，因此这些地方受到破坏最早，也最严重。因此在采用石灰粉煤灰稳定级配集料做基层时必须加强对粉煤灰中的SO3含量的检测，确保粉煤灰质量的稳定。
2.3有足够的抗冲刷能力
2.3.1冲刷唧浆现象
国内外的调查研究表明，基层材料的冲刷及由此而产生的唧浆现象是经常存在的。表面水会通过多种途径进入沥青路面结构层内。如果进入的水不能及时排出，而是停留在面层与基层的交界面上，就会使得基层局部潮湿甚至接近饱和。在行车荷载作用下，路面结构层内或基层材料中的自由水会产生相当大的水压力。
因此，在轻交通道路上不易发生冲刷唧浆现象，在重交通道路上则容易发生。行车荷载在路面结构层内引起的水压力非常大，它不但可以冲刷级配集料基层中的细料，而且可以冲刷石灰稳定基层材料中的细料。虽然水泥稳定基层材料的7d龄期无侧限抗压强度超过2MPa，但只要原集料中含有较多的细料，仍然会产生冲刷现象。半刚性基层沥青路面的唧浆现象在多雨地区较为常见，在干旱地区也有发生。我国的高速公路沥青路面几乎全部采用水泥稳定级配集料或石灰粉煤灰稳定级配集料做基层。
2.3.2影响冲刷程度的因素
基层的冲刷程度与进入路面结构的水量大小有很大关系。进入的水愈多，冲刷程度愈大。冲刷程度还与基层材料本身有很大的关系，对于无机结合料处治基层材料，稳定细粒土的冲刷最严重；稳定粒料土的冲刷程度随集料中粒径小于0.075mm的颗粒含量的变化而变化，细料含量愈多，冲刷愈严重。对于同一种稳定粒料土而言，其冲刷程度随水泥剂量增加而减小，水泥剂量在4%～5%以上时，其抗冲刷能力有大幅度提高。
2.3.3提高基层抗冲刷性的措施
1）在采用水泥稳定粒料基层时，粒料的级配应依照基层施工规范中规定的级配碎石或级配砾石基层的集料级配范围而定，同时应限制集料中粒径小于0.075mm的颗粒含量不超过5%或7%。
2）在采用石灰粉煤灰粒料基层时，混合料中粒料的比例应是80%～85%，同时粒料需具有良好的级配，且其中粒径小于0.075mm的颗粒含量应力求接近于0。
3）在采用石灰稳定级配粒料土或灰土稳定级配料时，混合料中粒料的比例应接近85%。
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