柬埔寨级配碎石基层施工

颜志明

（上海建工集团股份有限公司海外事业部 上海 200032）

0 引言

级配碎石基层目前已广泛运用在柬埔寨公路建设上，其具有成本低、易施工和适应性强等优点。但作为一种柔性路面结构层，也存在着刚度低、易变形、易出现疲劳破坏等缺点。在较低的工程造价条件下，为满足柬埔寨重载交通的特点，我们在不断优化材料设计方法，提高级配碎石设计标准，设计出路用性能更为优良的级配碎石结构层，与此同时在施工工艺的适用性上也进一步改良，充分发挥出级配碎石的优点。

1 级配碎石的力学特性

级配碎石是一种各项同性的颗粒材料结构层，从结构强度形成机理上看，碎石基层主要来源于碎石颗粒本身的强度以及颗粒之间的嵌挤力。碎石的抗压强度受地方材料性质影响，各地材料抗压强度、表面纹理、粗糙程度各不相同。不同的破碎工艺也会造成碎石的棱角性能的巨大差别。通过我们试验研究发现，当压实度为97%～99%时，试件压实度每提高1%，级配碎石抗压强度提高11．6%～43．7%、回弹模量提高17．1%～20．0%，目前我们对柬埔寨项目的压实度要求达到101%以上，以保证级配碎石的强度。

2 当地路面施工特点和现状

2.1 开放式施工

近些年当地公路项目多为改建和扩建性质，需在确保社会交通正常运行的条件下施工，道路施工组织干扰大。现场组织施工时多采用半幅填筑施工，与国内封闭施工项目相比，对施工现场的安全和质量管控有更高的要求。

2.2 级配碎石基层填料的选择控制较弱

大部分当地的级配碎石基层施工对材料把控并不严谨，常常就近选择当地采石场生产出来的未筛分级配碎石进行施工，比例不均匀且含泥量较高，从而导致成型级配碎石基层的水稳定性差及CBR值较低。

2.3 碾压设备配备较差

当地一般使用15T以下的钢轮压路机进行碾压，难以保证级配碎石基层的密实度。

2.4 级配碎石施工工艺不成熟

由于当地施工队伍的级配碎石施工技术水平较低并且对已成型的级配碎石基层没有洒水养护的概念，从而导致无法保证级配碎石基层的施工质量，大大缩短了道路使用寿命。

3 质量控制要点分析

3.1 前场施工设备配备

在开工前，施工设备的相应配备是保证级配碎石施工质量的前提，我们对前场施工设备作出具体的要求，如下：

1台摊铺机（摊铺宽度5.2m以上）、2台洒水车（16000L以上）、1台平地机（刀片3.8m以上）、2台轻型单钢轮压路机（10T以上）、3台22T单钢轮压路机、1台胶轮压路机（20T以上）。

3.2 施工组织及部署

项目开工前需对当地碎石来源、气候条件及水源做好详细的调查和掌握，以便编制可操作并具实施性的施工组织设计。级配碎石基层施工组织和部署时可从以下几点来提高和保证基层施工质量：

（1）尽可能选在旱季施工，确保不受雨水的影响，便于控制级配碎石的含水量，以确保正常施工。

（2）合理安排和部署碎石的采购以及备料，因为当地采石场产量较小，而旱季为施工高峰期，较易发生供料不及时的情况，通常提前储备一定量的碎石，保证旱季正常施工。

（3）统筹好路基和路面施工，确保每个路面施工段施工前其路基至少经历一个雨季的沉降期。确保下承层足够稳定后再进行基层施工。

（4）认真做好面层施工前级配碎石基层的养护工作，并尽早安排透层的施工，以确保其结构的完整性。

3.3 填筑材料的选择和控制

级配是影响级配碎石强度与刚度最重要的因素。一般来说，级配碎石密实度越高度，其CBR值、回弹模量及越大，抗永久变形能力越强。我们采用连续级配的设计方法设计级配，但由于理论模型与实际情况有差距，仅根据这些理论并不能设计出性能良好的级配碎石，所以我们将设计的2～3组级配通过实验段数据中的干密度比对来选定级配。同时控制好以下几点：

（1）材料的选择必须严格按照规范要求进行原材料的标准试验，务必确保填料压碎值、针片状含量、含泥量、细集料的液塑限及CBR试验满足规范要求。

（2）混合料小于0.075mm的含量宜控制在5%～7%之间，重点监测4.75mm、2.36mm、0.6mm、0.075mm的筛网通过率。

（3）在基层施工阶段试验员每天应对拌合楼生产出的混合料进行水洗筛分试验，按照试验频率要求做重型击实、筛分、CBR等试验，如果发生级配与现场干密度有变化时及时进行调整，防止原材料发生变化对施工质量造成影响。

3.4 底基层准备

对底基层严格进行压实度、弯沉值、高程、平整度等规范指标验收工作。级配碎石基层施工前应对底基层面进行清扫，并适量洒水湿润，以保证上下层连接面的质量。

3.5 一般路段级配碎石基层施工工艺控制

3.5.1 基层施工参数的确定

选择200m长度路基作为试验段以获得施工期间各项控制参数。

第一天：10T轻型压路机静压1遍初平→10T轻型压路机弱振1遍稳料→22T压路机弱振2遍→22T压路机强振3遍→22T压路机弱振2遍→随机选择两处检测压实度→22T压路机弱振2遍→刚刚两个检测点边部0.3m范围内再次测压实度→直至压实度基本无变化→洒水车进行补水至表面湿润后，人工铺撒石粉→18T胶轮压路机碾压2遍进行提浆，以表面均匀泛浆为止。

第二天：22T压路机弱振2遍复压→随机选两处检测压实度→直至压实度基本无变化通过试验段压实度检测数据可确定其现场最大干密度及最佳施工工艺组合，根据目前在柬埔寨的施工经验，一般现场施工质量控制的最大干密度与试验室试验得出的最大干密度比值为1.03～1.05之间。

3.5.2拌和

（1）级配碎石采用集中厂拌法。为使现场级配碎石能够在接近最佳含水量下碾压，需根据天气、运距等因素实时调整，做到配料准确，拌和均匀，无粗细料离析现象。

（2）拌和现场配备一名试验员跟踪检测拌和料的含水量及各种集料的配比情况，发现异常及时调整或停止生产。含水量根据天气情况、温度变化情况检查，做好记录。

（3）拌合楼区，所用的矿料应按要求分开堆放，上料时运料铲车不宜铲过深避免将料堆底部的泥块铲入生产料仓中。拌合楼四个料仓口顶部应加木板或钢板，防止上料过满导致顶部各档料窜料现象发生，对级配造成影响。对于超出粒径范围的碎石要有专人在料仓处清理，避免因缺料或下料仓堵塞发生断料现象，影响混合料级配与拌和速度。

（4）拌和好的混合料应做到配料准确，拌和均匀，集料粒径组成以及级配范围符合混合料组成设计要求。

3.5.3 运输

（1）出料斗距离运输车运料仓仓底不宜过高，防止下料过程中混合料离析。运输自卸汽车的数量根据运距来定。

（2）装车时，可按“前-后-中”移动位置以使拌和楼拌缸中流出的混合料不离析。

（3）运输时料斗上用篷布覆盖，以减少混合料含水量的丧失。运输过程中保持匀速行驶，以减少运输途中的离析。运料车在摊铺作业面以外调头，倒退驶入摊铺现场，避免破坏下承层。

（4）摊铺机前保持1～2辆料车等候卸料，等候车辆与摊铺机保持20～30m距离，靠边停车。卸料时设专人指挥，确保自卸车在摊铺机前20～30cm前停车，避免碰撞到摊铺机。自卸车松手刹，由摊铺机推动前进。

3.5.4 摊铺

（1）柬埔寨地区市政公路车流量大，级配碎石基层单日施工面积控制在5000m2内（此施工面积的数据是根据要求的碾压工艺及碾压设备配备一天正常施工10h能有效碾压完成的面积），摊铺机当日掉头次日完成剩余半幅施工，要求控制施工进度、确保碾压密实。

（2）摊铺时，摊铺机应匀速行驶，控制平整度与松铺厚度。同时调节好螺旋布料器两端的料位传感器，使料斗内的链板送料器速度与螺旋布料器的转速保持匀速一致。

（3）摊铺速度应匀速前进，保证边线顺直，摊铺机叶片向两边应均匀送料，混合料应满叶片2/3以上，以防离析。

（4）开始摊铺3～6m长时，应立即检测摊铺面的标高和横坡，不符合设计要求时，应适当调整熨平板高度和横坡直到合格，再进行摊铺。正常施工时，摊铺机每前进10m，检测人员应检测一次摊铺机的标高、横坡。

（5）摊铺中应有专人对摊铺厚度进行检查，尤其是级配碎石靠近中桩和边桩的厚度，主要目的是确保道路横坡及基层的厚度符合设计要求。若摊铺厚度低于要求的松铺厚度，应及时调节摊铺机的高程控制传感器。

（6）摊铺机行进时，应始终保持同路线方向行驶，摊铺机行走时标尺上自然垂落的左右测平传感器的中心应对准级配碎石左右控制边线，以保证摊铺宽度、厚度。

（7）螺旋布料器两边摊铺过程中应及时观察级配材料，发现级配有较大变化应暂停施工，及时联系拌合楼确认原因。摊铺机摊铺混合料时，因故中断达2h以上或一天的工作段结束时必须设置横缝，摊铺机应驶离混合料末端。

3.5.5 碾压

（1）碾压原则。

①碾压施工应遵循“先轻后重、先弱后强、先慢后快、先边缘后中间”的原则，在设超高的平曲线段，由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。

②根据其厚度和级配类型采用不同的碾压组合，碾压时应以22t振动压路机和重型轮胎压路机（≥20t，重量不够需配重）为主，轻型压路机静碾为辅，三种压路机交叉作业的方式，充分发挥各种压路机的性能。

③振动碾压应控制振动频率和碾压速度，压路机的起动、停止、变速要平稳，所有静压和振动碾压均应控制速度不能太高，控制在1.5-2.0km/h（基本为人慢走的速度），第一遍稳压时，倒车要尽量原路返回，换档位置应在已压好的段落上。在未碾压的一端换档倒车位置应错开成齿状。一般情况下，30～50m作为一个碾压段。碾压段落必须分明，设置明显的分段标志。碾压时应重叠1/2轮宽。压路机停车时应停在已碾压好的路段上，且位置要错开，相距不小于3m。同时，严禁压路机在碾压刚完成或正在碾压的路段上调头或急刹车，以免对底基层造成破坏。

（2）碾压工艺。

根据以往现场实践经验和试验路段证明，弱振有利于结构层中间到表面这部分的密实，强振最有利于结构层中间到层底这部分的密实，而胶轮可以使面层混合料颗粒发生搓揉，重新就位并能提浆。因此将胶轮碾压、22T钢轮压路机的弱振、强振的这些特性有效的结合起来才能够到达级配碎石最有效的碾压效果。

碾压时含水量控制：①碎石含有土的含水量一般控制在比最佳含水量低0.5%～1%，以碾压时不产生弹簧为准，最佳含水量尽可能大；②碎石较为干净则一般控制在最佳含水量。

A：18cm级配碎石基层碾压顺序及碾压遍数

第一天碾压成型

初压：a.用10T钢轮压路机先静压一遍，然后弱振一遍；b.用22T钢轮压路机弱振2遍。

复压：用22T钢轮压路机强振3遍，每遍强振为前进开强振，后退开弱振。

终压：a.用22T钢轮压路机弱振2遍；b.用20T胶轮压路机压3遍以上，碾压速度≥12km/h。

第二天复压

a.用22T钢轮压路机弱振复压2遍；b.所有常规碾压工序完成后压实度检测不合格的部位补压要在3d内完成。

B：20cm级配碎石基层碾压顺序及碾压遍数

第一天碾压成型

初压：a.用10T钢轮压路机先静压一遍，然后弱振一遍；b.用22T钢轮压路机弱振2遍。

复压：用22T钢轮压路机强振4遍，每遍强振为前进开强振，后退开弱振。

终压：a.用22T钢轮压路机弱振2遍；b.用20T胶轮压路机压3遍以上，碾压速度≥12km/h。

第二天复压

a.用22t钢轮压路机弱振复压2遍；b.所有常规碾压工序完成后压实度检测不合格的部位补压要在3d内完成。

一般在复压期间的第二遍强振过后，面料表现发白即需要补水，注意补水不能过多，以面料较为湿润为主，此时洒水可保证石料最佳含水的同时减少石料间的摩阻力，通过碾压，进一步增加石料间的嵌紧程度，使碎石不再松动。在终压之前完成对面料离析部位补适量石粉，钢轮压路机碾压工序完成后洒水，再胶轮压路机进行碾压。中央分隔带路缘石边部及盖板暗沟边部位置需增加2遍弱振碾压。碾压遍数以试验路段为准，遍数的调整以复压里的强振遍数调整为主。

3.5.6 接缝处理

（1）级配碎石的接缝分为横缝和纵缝，不论横缝、纵缝，都采用平接缝的形式。在施工新的级配层前，应用平地机结合人工将斜坡刮直顺，刮出的级配可均匀铺于即将施工的路段并适度洒水，碾压搭接长度不应小于2m。

（2）横缝的碾压，通常先横向跨缝碾压，第一遍碾轮大部压在已完的路面上，只有10～15cm压在新铺的一侧，以后每压一遍向新铺的一侧延伸15～20cm直至2/3碾轮压在新铺的一侧；然后改为纵向碾压，直至达到要求的密实度为止。相邻横缝的位置应错开1m以上。

（3）在处理纵缝时，将其高程、平整度不符合要求的切除。碾压时第一遍碾轮大部压在已完的路面上，10～15cm压在新铺的一侧，以后每压一遍向新铺的一侧延伸15～20cm直至2/3碾轮压在新铺得一侧，然后按照正常的碾压程序碾压至合格。摊铺新料前可在纵缝处补撒一适量石屑，以提高新旧两幅级配的结合效果。

3.5.7 边部处理

碾压级配碎石与土路肩接头边缘应半轮在土路肩上，半轮在基层上缓慢平顺碾压安排工人及时将土路肩由于振动掉在基层上的土块清理干净，确保基层整体压实度的合格。

3.5.8 检测

碾压成型后要及时对压实度、平整度、厚度、宽度、高程及横坡等进行检测，根据检测结果决定是否对松铺系数、压实方法进行调整。现场最大干密度按试验室最大干密度乘以1.03～1.05经验系数进行控制（具体系数参考试验路段碾压后总结的干密度），对当天施工路段压实度的检验：当天压实度达到96%～97%，第二天复压后压实度达到98%以上。

3.5.9 养护

对当天施工路段必须用洒水车洒水养生，且养生期不少于5d，每日洒水频率视实际情况而定，养生期间始终保持表面潮湿，防止时干时湿。基层施工工后的5-7d，方可对表面进行清扫，及时进行封透层施工，以保证基层的整体性。

3.6 压实度及平整度检测控制

良好的级配碎石基层施工质量除了需要好的原材料控制和成熟的施工工艺外，还需要严格的质量检测制度来保证。级配碎石质量检测常见的主要项目为压实度检测和平整度检测，压实度的检测须严格按照规范的频率和质量要求进行检测，将压实度作为级配碎石基层施工质量控制的第一指标，对基层压实度检测不合格路段进行数据分析通过控制含水及补压的方式使之合格，如仍不合格，则返工处理。另外按照规范要求加强基层平整度的检测，对不合格区域及时进行整改，以确保道路最终的整体质量。

4 成果

（1）经过以上施工措施，基层压实度检测达到了101%以上，使稳定性和强度大大提高，抗水性能大幅度提高，随着压实度的提高，级配碎石抗压强度逐渐增大，试件压实度在97%～98%之间时，压实度对级配碎石抗压强度影响非常明显，压实度每提高1%，级配碎石抗压强度提高约21%～44%，试件压实度在98%～99%之间时，压实度每提高1%，级配碎石抗压强度可提高l2%，试件压实度在99%100%之间时，压实度提高1%，级配碎石抗压强度提高约5%．试件压实度从97%提高到99．5%时，压实度每提高1%，级配碎石抗压强度平均提高18．6%。由此可见，我们通过精细化管理，现场施工时重视压实，可提高级配碎石施工质量。

（2）得出一套有效的钢轮压路机碾压组合，并采用晒水提浆工艺碾压完成后通过洒水车在表面来回洒水，胶轮压路机紧随其后进行往返碾压，于挤搓和水的洗涤作用，碎石中的大颗粒下沉，小颗粒上浮，泥土和＜0.075mm颗粒被富余水带出结构层，只剩下较大颗粒的碎石，嵌挤在一起，从而保证压实效果。

（3）在当地不能封闭交通施工的环境下，我们采取了洒水养护的方式，有效的保证了基层的质量（通过前后压实度比对，在封透层施工前，压实度数据基本不变）。

（4）得到了一套确定最大干密度的办法，目前现场控制的最大干密度为试验室最大干密度的1.03～1.05倍，从而提高和保证了施工质量。

（5）柬埔寨国家59号公路于2013年完工，是我司第一条在柬埔寨进行级配碎石基层施工的道路，路面结构设计为32cm砾石土底基层+18cm级配碎石基层+2cm沥青表处，位于柬泰边境，局部路段存在严重的超载现象，大量的重载货车运输水泥、玉米及木薯过关交易，其中K92支线尤为严重，但至今仍无明显质量问题，从而肯定了我们在柬级配碎石施工工艺的成熟。