热带海岛地区道路工程珊瑚礁石基层填料填筑工艺综述

曾海梁

（中国十九冶集团有限公司国际工程公司，四川成都 611730）

0 前言

项目所在地为南太平洋岛国巴布亚新几内亚新爱尔兰省，项目类型为公路工程，公路等级相当于国内县道（三级路）。路面基层是直接位于面层以下的主要承重结构，主要承受行驶车辆的竖向荷载，是本项目的工作重点。基层材料的选择是第一步，合理的材料选择有助于工程质量、进度与成本控制。与在国内大部分区域，对于三级公路的基层材料，普遍会选择柔性或半刚性基层料，如（水稳）级配砾石及级配砂砾，骨料为砾石。本项目选择使用的是珊瑚礁石，因其在本地比较常见，较易开挖备料，且相对于砾石而言，珊瑚礁石具有形状不规则、易破碎、高内摩擦角和高孔隙比等特性，使得其吸水性强，对雨水有很好的渗透作用，在热带多雨地区作用尤为明显。

1 路面底基层施工

1.1 施工准备

1.1.1 材料准备

选用符合AS-2157 标准或监理工程师批准的类似标准的级配珊瑚礁石填料，如图1 所示。

图1 珊瑚礁石级配曲线

在备料时，检查材料是否含有杂物，如树叶、泥块、动物残骸和生活垃圾等。若有则要及时清理，且含水率应在6.0%～6.5%之间。路面底基层设计厚度为30cm，珊瑚礁石的最大粒径不超过63mm。集料压碎值应不大于35%（级配数据详见表1），压实度不应小于95%，CBR 值不应小于80%。根据所填路段的长度宽度及基层厚度与材料松铺系数，计算出该段所需珊瑚礁石用量。

表1 送检专业实验室级配珊瑚礁石筛分实验数据

1.1.2 设备准备

本项目底基层施工需用到的机械设备有翻斗车、推土机、平地机与压路机等。在巴布亚新几内亚，该类机械设备各项性能检测必须通过澳大利亚 AustroadsAGPT-T533、AustroadsAGPTT534 相关测试试验，并得到现场监理工程师的认可。同时在使用前应由我方专业机械维修人员进行检修，确认设备各项指标均正常方可进行底基层施工。

1.1.3 测量准备

在路基压实并人工清理杂物完毕之后，专业测量人员根据图纸将道路中线定位放样，再将各桩出的标高做好标记，经监理签字确认之后，方可施工。

1.2 施工实施

1.2.1 路基整理

在材料进场之前，应将已施工完成的路基表面杂物清除，表面应平整，坚实，无松动现象，且具有规定的路拱。

1.2.2 测量放样

专业测量人员用全站仪进行中线恢复；直线段每20m 设一桩，平曲线段每10m 设一桩，并在两侧路面边缘外0.3～0.5m 设指示桩；进行水平测量时，在两侧指示桩上用红漆或红色胶布标出设计标高。

1.2.3 珊瑚礁石进场

将符合标准及监理认可的级配珊瑚礁石填料按一次压实的量运往作业路段，每层压实厚度应为150mm。

1.2.4 填料摊铺填筑

运往现场后，用平地机将珊瑚礁石填料均匀摊铺至作业路段各处。由于地基纵坡坡度小，地基承载力强，采用水平分层填筑。在该过程中，应注意刮出横坡坡度，大致接近设计坡度1.5%即可。

1.2.5 填料压实

待珊瑚料均匀摊铺各处之后，压实机进行压实作业。由于珊瑚料已破碎，强度较低，于是含水量等于或略大于最佳含水量时，立即用15t 以上轮胎压路机压实2～3 遍以追实松铺厚度，第二次再用平地机找平，松铺系数预留为1.05；采用20t 振动压路机将其压实2 遍；再用钢轮压路机压实1～2 遍，直至表面平整，无任何轮迹或波纹起伏。直线段应采取由两侧路肩向路中心碾压的方式；在弯道有超高段，由路肩处开始由内向外进行碾压。碾压时，后轮应重叠1/2 轮宽，碾压一直进行到要求的密实度为止，一般需碾压6～8 遍。压路机的碾压速度，前两次宜采用1.5～1.7km/h 为宜，后续碾压用 2～3km/h 为宜。

1.3 施工质量控制

（1）珊瑚礁石的最大粒径不超过37.5mm。集料压碎值应不大于35%，CBR 值不小于80%；因本地气温高，风较大，石料运往现场时的含水率应略大于最佳含水率。

（2）碾压时注意不宜采用掉头式进行二次碾压，防止填料表面被摩擦翻松，应采用退行式进行压实；路面的两侧，应多压2～3 遍。

（3）两作业段的衔接处，应搭接拌和；第一段拌和后，留5～8m不进行碾压，第二段施工时，将前段留下未压部分，重新拌和，并与第二段一起碾压。

（4）施工时采用半幅施工的方法。接缝处应对接，必须保持平整密合。

（5）在施工过程中，对礁石的级配进行抽检，其检查结果应满足级配要求；并且几何尺寸、松铺厚度、横坡度进行自检，使之符合要求。

（6）选择晴朗天气施工，尽量保证雨水来临前完成压实作业，在如果天气转雨应立即暂停施工，并设置施工缝。

1.4 工程验收

本项目底基层验收主要是基层面标高、坡度、基层宽度及压实度等，其中压实度是重点。一般监理会要求邀请有资质的专业实验室工作人员到现场取样，一般每隔200m 设置一个取样点。取样后会尽快送到实验室进行CBR 实验和密度测试，最终得出实际压实度。设计压实度不应小于95%，若严格按照以上施工方式碾压，可以保证规定压实度，如图2 所示。

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图2 级配珊瑚礁石填料压实度取样检测（灌砂法）

2 路面基层施工

2.1 施工准备

2.1.1 场地准备

将验收合格后的底基层表面的杂物浮土清理干净，使表面平整光滑。

2.1.2 测量准备

在施工路段直线处每20m 设置一线桩，在曲线处每隔10m设一线桩，专业测量人员测量并标记出高程，设置高程控制钢丝绳，根据图纸将道路中线再次定位放样，并在中线上设置导梁。在路肩边缘处设置高18cm 的钢模板，每间隔1m 设置固定钢钎。

2.1.3 材料准备

将符合设计与监理要求的珊瑚礁石与水泥按20:1～25:1 的比例在搅拌站内拌和，因珊瑚料易破碎，形状不规则，故无须添加石屑。出料前每隔2h 测定一次混合料含水率，并提前测好最佳含水率与最大干密度。

2.1.4 设备准备

设备：重型自卸车、摊铺机、重型振动压实机、胶轮压路机、水车等。该类机械设备各项性能检测必须通过澳大利亚AustroadsAGPT-T533、AustroadsAGPT-T534 相关测试试验，并得到监理工程师的认可。

2.2 施工实施

2.2.1 材料运输

2.2.2 摊铺前准备

在底基层表面均匀喷洒水泥净浆，喷洒量不少于1.4kg/m2。

2.2.3 混合料摊铺

一般同时采用两台摊铺机梯队摊铺，前后相距5～10m；摊铺时，自卸车在前，不开启动力，由摊铺机直接推动其前进进行摊铺，摊铺速度宜为2.0～2.5m/min，并以路侧钢丝绳、路中导梁与滑靴控制高程；前后两台摊铺机重合摊铺5～10cm；对于摊铺后的离析现象，应设专人进行消除，对于离析部位应用新拌混合料修补，如图3 所示。

图3 水泥珊瑚礁石稳定基层混合料摊铺

2.2.4 混合料碾压

在摊铺完成之后，进行碾压工作。碾压流程按照稳压、轻压、重振，稳压收面的顺序进行；空间上，碾压段落设置为80～90m，应先碾压两侧，后中间，并且两侧各有80～100mm 超宽压实，如图4 所示。

图4 水泥珊瑚礁石稳定基层碾压施工

2.2.5 横接缝处理

当有施工中断情况出现时，应离上次完成施工末端3m 处设置横接缝，再次施工时，将末端混合料刮除干净，摊铺机从接缝处继续摊铺；压路机沿接缝横向碾压，完毕后再正常碾压。

2.2.6 精平

水泥稳定珊瑚礁石基层填筑压实之后，应进行路面精平施工。珊瑚骨料主要矿物为CaCO3，含量占96%以上，NaCl 占0.2%，含盐量较高，但SiO2含量极低，占0.13%，pH 在10 左右，是超碱性矿物，在与适量水接触之后，发生水化水解反应生成氢氧化钙。在压实机的压实震动作用下，填料缝隙中的水溶液会溢出表面，溢出来的浆体可填满表面粗集料之间的空隙，均匀分布在表面各处，水分快速蒸发之后，表面会固化，形成一层保护膜。基层强度整体变化不大，但在做透层之前可以有效减小表面形变，保持较好的平整度，使车辆在行驶过程中应力分部均匀，减弱对基层的破坏，为透层施工起到良好的铺垫作用。

2.2.7 质量检测

本项目水泥珊瑚礁石稳定基层质量检测主要内容有压实度检测、平整度检测、标高与坡度等检测。其中压实度检测为重点，要求压实度不小于96%，一般采用灌砂法，邀请监理指定的有资质的专业实验室工作人员前往现场取样，并带回实验室做实验，得出实验数据后及时取得实验报告，如表2 所示。

表2 省政府路段水泥稳定珊瑚礁石基层压实度检测数据

2.2.8 新铺基层养生

在碾压完成并检查合格后应立即进行养生，养生期间应保持表面湿润，用土工布将基层表面覆盖，再用洒水车洒水养生，至少保证7d 养生，28d 正常养生，同时做好交通控制，禁止车辆通行。

2.3 质量控制

（1）水泥净浆喷洒长度控制在摊铺机前30～40m 处。

（2）车辆运往时，若车辆因故障或交通停留在路途过久，此车料应作废，不可继续使用，因其水分蒸发严重。

（3）混合料摊铺时，前台摊铺机通过路侧钢丝绳与路中导梁控制高程，后台摊铺车用路侧钢丝绳与路中滑靴控制高程。

（4）碾压时注意不宜采用掉头式进行二次碾压，防止填料表面被摩擦翻松，应采用退行式进行压实。

2.4 质量验收

在新铺基层7d 养生之后，专业人员到现场钻芯取样，送至实验室进行无侧限抗压强度试验，得出实验曲线形成实验报告，并交至监理。

3 结语

（1）珊瑚礁石基层填料跟砾石基层填料两种材料的性能有一定差异，珊瑚礁石更适用于低等级路面，但两种材料无论是在基层或是底基层的填筑施工工艺并无较大差异。材料选择主要取决于项目本身设计及项目所在地，如今建筑企业都大力鼓励属地化管理，合理选用当地拥有的并且符合设计规范及得到监理认可的材料将有助于项目的质量控制、进度控制及成本控制。

（2）珊瑚礁石主要存在于热带及亚热带沿海，在我国则主要存在于南海一带，但目前对珊瑚礁石在工程方面的性能研究相对较少。比如珊瑚礁石用作混凝土骨料的情况较少，这一领域还有待工程人员在实际工作中不断去探索实验。如今我国正在大力开发南海，在诸多岛屿上大兴基础建设，如果对珊瑚礁石的性能研究取得更多成果，那将必定积极推进我国南海的工程建设，促进南海区域的资源开发，加快经济发展，也利于加强军事海防的力量，更是响应习近平总书记“质量强国”的方针。借着祖国正在大力开发南海的东风，珊瑚礁石填料将大有用武之地，关于其性能研究也必将大有发展。