级配碎石垫层施工质量控制问题探讨

庞 剑

(广西翔路建设有限责任公司，广西 南宁 530029)

0 引言

级配碎石垫层作为路基与路面基层的基础，是高速公路工程建设中重要的施工部分，能够对土路基提供有效的保护，并扩散应力，确保土路基不会受到气候条件的影响。高速公路施工要求较高，必须具备较强的刚度与抗变形能力，但是由于材料级配与摊铺碾压、离析处理以及工后养护等工作在实际施工中的质量难以控制，可能导致无法满足设计要求[1]。路基过渡段级配碎石填料粒径、级配及质量应符合设计要求。碎石颗粒中针状和片状碎石含量≤20%；质软和易破碎的碎石含量≤10%。施工单位每工班抽样检验1次颗粒级配、针状和片状碎石含量、质软和易破碎的碎石含量[2]。本文以广西梧州至柳州公路路面工程施工№D合同段级配碎石首件工程施工路段K157+800～K158+200左幅施工为例，对级配碎石垫层施工技术及其质量控制要点进行了分析和总结，指出了施工过程中可能出现的质量问题，并提出了解决方案。

1 工程概况

该工程为广西梧州至柳州公路路面工程施工№D合同段，标段起讫桩号：K128+958.321～K172+092.466，路线长43.13 km。主线采用四车道高速公路标准建设，起点至百丈互通立交段。设计速度100 km/h，路基宽26 m；百丈互通立交至终点设计速度120 km/h，路基宽28 m。计划工期：12个月。主线路面结构为20 cm级配碎石垫层+20 cm4%水泥稳定碎石底基层+35 cm5%水泥稳定碎石基层+透层+1 cm同步沥青碎石封层+8 cm粗粒式沥青混凝土下面层+6 cm中粒式改性沥青混凝土中面层+4 cm细粒式改性沥青混凝土表面层。级配碎石垫层设计厚度为20 cm，设计工程量为 911 571 m2。

2 施工原材料准备

2.1 集料

级配碎石垫层所用的碎石来自田园石场和桐木石场，其最大粒径控制在31.5 mm以内，粗集料压碎值≤26%，针片状颗粒含量≤20%，且碎石中无黏土块、植物等杂质，细集料(0～5 mm)中<0.075 mm的颗粒含量≤15%，碎石其颗粒组成和塑性指数符合表1要求。

表1 碎石颗粒组成和塑性指数表

2.2 水

抽取水稳站旁边小河的河水，水质干净，符合现行《生活饮用水卫生标准》(GB5794)要求，可作为拌合站生产用水。

2.3 配合比

现已确定级配碎石垫层的配合比为：(20～30 mm)∶(15～20 mm)∶(10～15 mm)∶(5～10 mm)∶(0～5 mm)=21∶13∶11∶20∶35，级配碎石垫层的最大干密度为2.296 g/cm3，最佳含水率为3.8%。采用经验松铺系数1.30作为级配碎石垫层首件工程摊铺的松铺系数。

3 施工工序与质量控制

3.1 搅拌与储运

级配碎石搅拌多采用稳定土厂拌设备，通过装载机配合上料，并由电脑进行计量控制，做好相应的记录。材料搅拌作业之前，首先根据设计要求与配合比，利用准备过的集料进行试验拌合，确保集料与水各方面因素符合设计要求。每次开工前均根据碎石的含水量调整施工配合比。

拌合机的投料应当准确，必须符合生产配合比的颗粒级配。对投料进行随机抽查，确保投料数量达到目标要求。投料过程中严格控制含水量，可采用计量装置进行实时监测，并将含水量控制在0.5%～1%以内。拌合机向料车放料时，按先装车厢前半部到后半部再到车厢中间部放料，从而避免装料过程中混合料离析。

材料储存中，为了保证材料的清洁，应当在堆放场加强清洁防护，避免材料中渗入黏土、粉尘与杂物等，并做好气候变化的应对准备，例如防雨，同时注意环境保护与安全生产。运输过程中采用25 t自卸车，运输车辆在开口处掉头，避免下承层破坏。装车前应清洗干净车厢，运输过程中应加以覆盖，以减少水分损失。设专人指挥运输车辆卸料，以避免自卸车撞击摊铺机，并做好相应的记录。

3.2 摊铺工艺

摊铺工艺质量控制主要从三个方面进行：(1)尽可能采用摊铺机，下层可以采用地平机与小型推土机配合施工，速度控制在1.0～1.5 m/min，间隔长度控制在100～200 m；(2)用方格网结合挂线法控制虚铺厚度，以试验数据为准；(3)平整后首先进行人工观察，排除凹面与离析处，补料采用5～10 mm碎石与石粉。

本项目施工采用摊铺机摊铺，首先在级配碎石垫层边缘设置好厚度控制支架，并根据松铺系数计算松铺厚度，控制线高度。控制线一端应安装拉力计，用于控制摊铺机摊铺厚度的钢丝拉力≥1 000 N。

在进行摊铺机联合作业的过程中，所有摊铺机的型号必须相同，将最大作业宽度控制在9 m左右，并按照垫层的设计要求作出适当的调整。摊铺机的最大作业宽度为9 m，施工时根据垫层的设计宽度进行调整，每台摊铺机的作业宽度为7.5 m，单幅一次性铺筑，减少施工接缝。使用两台摊铺机作业时，则要求第一台摊铺机根据导梁进行摊铺高度的控制，第二台摊铺机根据滑靴控制摊铺高程与厚度。摊铺机之间的距离保持在10 m以内，摊铺重叠1 m。

为了确保摊铺作业的连贯性，除了实际作业中的摊铺机与运料车之外，还应当额外准备多辆车辆，至少保证有3辆车在等候；将摊铺机速度控制在2～3 m/min，进行匀速行驶。在摊铺作业的全过程，检测与测量人员必须同步进行质量检测，包括对宽度、厚度、平整度等进行检查，对没有达到设计要求或施工标准的部位进行及时纠正。应当注意在两台摊铺机同步作业的情况下，交接处可能会出现离析，采用专人备料及时消除离析现象。对于粗集料“窝料”和“带料”，应添加细集料，并拌合均匀；对于细集料“窝料”，应添加粗集料，并拌合均匀。摊铺机混合料高度略高于螺旋布料器2/3高度，且全长一致。

3.3 碾压工艺

碾压设备一般采用自行式振动压路机，应当遵循先轻后重、先慢后快的碾压原则，首先整体碾压2遍，保证大面基本平整，配合人工进行修整，之后再重压2遍，并轻压2遍，最后静压1～2遍收光。注重振动对表层的破坏作用，防止出现过剩。碾压需要在摊铺后即刻进行，防止水分缺失。现场配备喷雾洒水车，配合碾压过程及时补水。直线段两侧向中间碾压，曲线段内侧向两侧碾压，纵向重叠控制在0.4 m以上；横向衔接处搭接长度控制在2 m以上[3]。

本项目采用1台12 t双钢轮压路机、2台26 t胶轮压路机和2台20 t单钢轮压路机进行两种碾压工艺对比，摊铺30 m即作为一个碾压段开始碾压，碾压的原则为先轻后重、由低向高，碾压往、返作为一遍，碾压重叠1/3轮宽。第一种工艺先用双钢轮压路机静压1遍，碾压速度控制在2 km/h；然后胶轮压路机复压3遍，碾压速度控制在3 km/h；最后用双钢轮压路机终压光面1遍，碾压速度控制在2 km/h。第二种工艺先用胶轮压路机初压1遍碾压，速度控制在2 km/h，然后单钢轮压路机小振1遍，大振2遍，碾压速度3 km/h，最后用双钢轮压路机光面终压1遍，碾压速度3 km/h。

碾压过程中试验人员应在现场检测混合料含水量，如果含水量过大要及时通知拌合站调整，现场技术员在碾压前应安排工人彻底消除离析现象，并跟踪检测松铺厚度、摊铺厚度、摊铺宽度等几何尺寸；碾压过程中要及时用3 m直尺进行平整度检测，不合格的要立即处理。

3.4 试验与检测

本项目首先进行标高测量，按照要求的检测频率每20 m一个断面进行B1、B2、B3三个点标高检测，得出各点标高H后，B1点为距中线1.5 m，B2点为距中线9.75 m，B3点为距中线11.25 m。碾压完成后，进行压实后标高测量，测量频率与摊铺后测量相同，得出各点的标高H后，再根据摊铺前的标高算出松铺厚度和压实厚度，得出松铺系数为1.33。

施工过程中，试验人员必须严格按照标准进行质量检测，包括材料级配比例试验、含水量控制调整等，确保含水量始终维持标准状态，提高压实质量。分层填筑厚度逐段进行抽检与评定；弯沉值应当每20 m抽检一个，对问题部位及时返工处理；压实度检测按照固定频率要求，测量人员应当同步检测，及时纠正误差。每100 m单位抽测4个断面，以高程、横坡、厚度、平整度等指标为标准进行质量检测。

3.5 养护管理

施工结束阶段，检测摊铺层平整度与压实度，确定平整面与斜面的结合位置，在该位置挖槽并清除斜面部分，并将靠稳定层的一面切成垂直面。碾压完成并通过压实度检验合格之后，应当加强养护管理，对碾压成型的级配碎石层，由于石粉水化粘结的作用，会有板结过程，1 d的强度基本可以达到60%左右，3 d后的达到70%，5 d后达到85%～90%，因此养护管理时间至少为5 d。同时为保证表面不受破坏，现场进行封闭交通，并在路边设置相关禁行标志标牌。养护管理期间避免车辆扰动，确保含水量，根据实际情况按时进行洒水，同时防止强降雨的冲刷造成细粒渗漏。

4 结语

随着城市现代化建设进程的加快，高速公路工程项目不断增多，级配碎石垫层施工得到广泛重视与应用。对级配碎石施工工艺而言，摊铺、运输、碾压等环节必须注重及时性与精准性，有效控制含水量等指标，确保固结、压实、弯沉等满足设计要求。施工过程中，施工测量人员应现场跟踪测量，及时纠正误差，有效控制施工质量。施工结束后，应当加强路面的养护管理，确保路面不会受外界因素影响遭到破坏，保障级配碎石施工质量。