王元昊

（甘肅省交通戰(zhàn)備公路工程總隊(duì)有限公司，甘肅 酒泉 735000）

1 引言

路面基層施工是公路工程中的重要步驟，其對整個公路工程的質(zhì)量有直接影響。整個路面基層施工過程不僅包括施工前材料、設(shè)備的準(zhǔn)備工作，測量放線以及鋪筑試驗(yàn)段，還包括混合料的制作、運(yùn)輸、攤鋪整形、壓實(shí)施工，以及養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施。每個施工環(huán)節(jié)的執(zhí)行和技術(shù)措施的應(yīng)用都會對路面基層的施工質(zhì)量產(chǎn)生不同程度的影響，因此，加強(qiáng)對路面基層施工技術(shù)的研究十分有必要。

2 路面基層施工技術(shù)中材料組成設(shè)計(jì)

2.1 材料組成研究

1）水泥的標(biāo)號和劑量。雖然不同種類、標(biāo)號的水泥對路面基層的強(qiáng)度和模量的影響差別不大，但是水泥劑量對混合料的參數(shù)取值有直接影響。根據(jù)相關(guān)研究以及自身經(jīng)驗(yàn)可知，在一定區(qū)間內(nèi)，適當(dāng)提高水泥的劑量有助于提升混合料的強(qiáng)度、模量等相關(guān)參數(shù)，同時(shí)也應(yīng)防止水泥劑量過高，若水泥劑量過高，會導(dǎo)致水化熱反應(yīng)過于劇烈，降低基層抗裂性能[1]。

2）混合料結(jié)構(gòu)類型。水泥穩(wěn)定碎石基層的混合料結(jié)構(gòu)類型主要包括以下3 種：骨架密實(shí)型（GM）、懸浮密實(shí)型（XM）以及骨架空隙型?；鶎拥目箟簭?qiáng)度主要由骨架以及混合料自身的強(qiáng)度決定，而其中水泥砂漿的作用是提升基層的抗彎拉強(qiáng)度，由于不同公路對路面基層要求不同，因此，混合料的結(jié)構(gòu)組成和類型也不同。

3）混合料含水量。含水量是影響基層材料性能的關(guān)鍵性因素，其主要是通過對水化熱反應(yīng)的影響確定水泥膠漿的性質(zhì)，進(jìn)而影響基層的強(qiáng)度等。

4）集料的特性。在選擇材料的過程中，需要考慮集料的顆粒大小、表面特征以及含泥量，而這些性質(zhì)主要由集料的壓碎值、磨光值等決定。以甘肅某碎石場生產(chǎn)的四擋碎石集料為例，其物理指標(biāo)見表1。

表1 碎石物理指標(biāo)

5）外加劑設(shè)計(jì)?；诼访婊鶎拥膶?shí)際要求，其外加劑的種類相對較多，如膨脹劑、橡膠粉等，添加外加劑的主要目的在于調(diào)整基層的強(qiáng)度以及模量等，促使基層性能符合實(shí)際工程要求。

2.2 混合料配合比

通過對上述材料骨料密實(shí)結(jié)構(gòu)以及懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)碎石篩分情況的分析得到，不同級配集料在不同篩孔尺寸當(dāng)中的通過百分率情況，其中，GM 級配的集料，在31.5 mm、19 mm、9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、0.6 mm、0.075 mm 篩孔下，其通過的百分率情況分別為100%、79.5%、53.6%、30.8%、22.8%、9.4%、1.5%；XM 級配的集料通過率分別為100%、94.7%、70.9%、39.5%、24.1%、14.9%以及2.6%。然后對施工所需材料的最佳含水量和最大干密度進(jìn)行分析，對含水量分別為4%、5%、6%、7%以及8%的混合料展開試驗(yàn)分析，均在材料拌和后的1 h 內(nèi)完成振動實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)之后，得到的結(jié)果見表2。

表2 振動試驗(yàn)結(jié)果

3 路面基層施工中關(guān)鍵工藝探討

3.1 混凝土凝結(jié)時(shí)間

為保障基層施工質(zhì)量，促使相應(yīng)施工工序得以順利推進(jìn)，在實(shí)際施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)對混凝土凝結(jié)時(shí)間的控制，確?；炷脸跄龝r(shí)間達(dá)到3 h，終凝時(shí)間達(dá)到6 h。在實(shí)際施工時(shí)，可通過添加活性材料的方式減慢水泥凝結(jié)速度，常用的活性材料包括礦渣、粉煤灰等。此外，還可通過提升含水量的方式延長水泥凝結(jié)時(shí)間。

3.2 攤鋪整形處理

在實(shí)際攤鋪施工過程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際施工需求以及混合料的松鋪厚度選擇相應(yīng)攤鋪機(jī)，在單臺攤鋪機(jī)無法滿足要求的情況下，可選擇兩臺攤鋪機(jī)，為保障攤鋪質(zhì)量，應(yīng)確保兩臺機(jī)器之間的運(yùn)行距離維持在約10 m。此外，還應(yīng)根據(jù)攤鋪施工速度合理控制卸料距離和供料速度，避免出現(xiàn)攤鋪施工間斷的情況。同時(shí)，為保障施工質(zhì)量，還需要融合使用自動找平與人工找平技術(shù)，在施工過程中，加強(qiáng)對每層攤鋪質(zhì)量的控制，避免材料離析，并使用金屬鋼繩等，控制好攤鋪路線。

3.3 壓實(shí)度要求

壓實(shí)度對于基層性能、質(zhì)量的影響相對較大，良好的施工質(zhì)量控制能夠有效提高路面基層的抗壓性能，減少干縮、開裂情況的出現(xiàn)，因此，加強(qiáng)對路面基層施工壓實(shí)度的控制十分重要。高速公路要求其基層壓實(shí)度應(yīng)至少為98%，其他公路的壓實(shí)度應(yīng)至少為97%。在實(shí)際施工的過程中，應(yīng)事先進(jìn)行試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化調(diào)整，然后再正式展開壓實(shí)施工。在此過程中，需要加強(qiáng)對碾壓速度的控制，確保碾壓速度為2.5 km/h[2]。

4 路面基層施工中養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究

養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用的主要目的是確?；鶎訌?qiáng)度、剛度等性能能夠符合工程要求，養(yǎng)護(hù)過程中影響基層性能的主要因素包括養(yǎng)護(hù)的齡期、環(huán)境溫度和濕度等。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)以及試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)齡期會提升基層的強(qiáng)度和剛度，而提升環(huán)境溫度，適當(dāng)增加水泥劑量，也能提升強(qiáng)度和模量的增長速度。水泥穩(wěn)定碎石的成型特點(diǎn)為前28 d 快速增長，此后增長速度逐漸減緩，直至達(dá)到最終強(qiáng)度。

因此，在實(shí)際養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)著重關(guān)注養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度控制。其中，保濕養(yǎng)護(hù)的目的是為水泥水化提供水分，在實(shí)際進(jìn)行基層養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)確保環(huán)境濕度始終維持在80%以上，對此應(yīng)在養(yǎng)護(hù)過程中適當(dāng)進(jìn)行灑水處理。在溫度方面，標(biāo)準(zhǔn)情況下的養(yǎng)護(hù)溫度應(yīng)控制在18～22 ℃，對于有特殊需求的高溫養(yǎng)護(hù)，其溫度應(yīng)控制在59～61 ℃。在養(yǎng)護(hù)過程中，可使用具有一定保水或者透水性的無紡?fù)凉げ歼M(jìn)行覆蓋保溫，然后再進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。

5 影響路面基層施工技術(shù)效果的因素

5.1 影響基層抗壓強(qiáng)度的因素

影響基層抗壓強(qiáng)度的因素主要包括養(yǎng)護(hù)齡期、水泥劑量以及級配類型。

1）養(yǎng)護(hù)齡期方面，經(jīng)試驗(yàn)研究分析后，得到抗壓強(qiáng)度代表值與養(yǎng)護(hù)齡期之間的關(guān)系情況見表3。根據(jù)表3 可知，隨著養(yǎng)護(hù)齡期的延長，基層抗壓強(qiáng)度也在不斷提升，在第90 d 時(shí)其抗壓強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到90%以上。

表3 抗壓強(qiáng)度代表值與養(yǎng)護(hù)齡期之間的關(guān)系

2）水泥劑量方面，水泥劑量的增加能夠助推水化反應(yīng)發(fā)生，增加膠結(jié)物，以此提升混合料黏結(jié)力，進(jìn)而提升基層抗壓強(qiáng)度。

3）在級配類型方面，經(jīng)試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，在水泥劑量相同的情況之下，GM 級配的抗壓強(qiáng)度要稍高于XM 級配類型，而且振動成型條件下，GM 型混合料的抗壓強(qiáng)度有著更為明顯的優(yōu)勢。

5.2 影響抗壓回彈模量的因素

養(yǎng)護(hù)齡期對于基層抗壓回彈模量的影響與抗壓強(qiáng)度變化規(guī)律相似，隨著齡期的延長，抗壓回彈模量不斷增加，而且前7～28 d 的增長速度較快，之后逐漸變緩，并在90 d 之后趨于平穩(wěn)。因此，通常路面基層回彈模量要求的養(yǎng)護(hù)齡期應(yīng)至少為90 d。水泥用量與回彈模量之間呈正相關(guān)，隨著水泥用量的增加，回彈模量也在不斷增加，但是隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加，水泥用量對回彈模量的影響逐漸下降，因此，若路面基層養(yǎng)護(hù)齡期較短，可以通過提高水泥用量的方式，增加基層抗壓回彈模量。此外，級配類型也會對抗壓回彈模量產(chǎn)生一定的影響，經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在水泥劑量相同的情況下，XM 型的混合料的抗壓回彈模量要略高于GM 型。

5.3 影響基層彎拉強(qiáng)度的因素

根據(jù)試驗(yàn)研究分析發(fā)現(xiàn)彎拉強(qiáng)度與養(yǎng)護(hù)齡期以及水泥劑量之間均呈正比。值得一提的是，級配類型對于基層彎拉強(qiáng)度的影響也是隨著水泥劑量的增加而增大的，相同水泥劑量下，XM 型的彎拉強(qiáng)度要稍高，而不同水泥劑量下XM 型與GM型結(jié)構(gòu)下基層彎拉強(qiáng)度的比值見表4，不同齡期或者水泥劑量下，兩種不同配級類型下的彎拉強(qiáng)度比值變化較小，由此可知兩種配級下，基層彎拉強(qiáng)度的增長情況基本相同[3]。

表4 不同級配類型時(shí)基層彎拉強(qiáng)度比值增長情況

6 結(jié)語

綜上所述，公路工程中路面基層施工過程中，需要著重注意的技術(shù)要點(diǎn)內(nèi)容包括材料組成、混合料配合比，水泥凝結(jié)時(shí)間控制，攤鋪整形和壓實(shí)處理施工，以及養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用。由于養(yǎng)護(hù)齡期、水泥劑量以及配級類型等均會對基層抗壓強(qiáng)度、抗壓回彈模量以及彎拉強(qiáng)度等產(chǎn)生不同影響，因此，在實(shí)際進(jìn)行基層施工的過程中，應(yīng)加強(qiáng)相應(yīng)施工技術(shù)措施、環(huán)節(jié)的控制，以此確保路面基層施工技術(shù)的應(yīng)用效果，保障工程質(zhì)量。