石灰粉煤灰穩定碎石墊層施工技術

蘇楠

（河北北方公路工程建設集團有限公司，河北 承德 067000）

0 引言

墊層是指基層或底基層與路基之間的結構層，一般可分為排水墊層、隔水墊層、防凍墊層和承托墊層等。在地下水位接近地表的地段可以發揮隔水、排水的作用，在冰凍寒冷地區的中濕、潮濕路段則具有抵抗凍融循環的防凍作用。墊層應具有足夠的強度，并將由路面傳出的豎向荷載均勻分布，具有傳遞荷載和保護基層穩定性的作用。而石灰粉煤灰穩定碎石墊層在公路路面施工中的應用并不常見，對此展開研究具有一定的意義。本文依托某公路工程項目，對其采用的石灰粉煤灰穩定碎石墊層施工技術進行分析，并提出質量檢測方法，從而確保施工質量。

1 工程概況

某公路工程項目全線長24.42km，按雙向四車道的車道形式設計，設計速度為80km/h，面層采用三層瀝青混凝土結構方案，路面結構形式如下：4cm瀝青上面層AC-13+6cm瀝青中面層AC-20+8cm瀝青下面層AC-25+20cm水泥穩定碎石基層+20cm水泥穩定碎石底基層。

該公路工程處于季節性冰凍地區的中濕路段，根據施工規范要求設計防凍墊層不僅可以減少道路發生凍脹等病害，還具有承重和擴散荷載的作用。設計采用石灰粉煤灰穩定碎石作為墊層材料，墊層厚度設計為18cm。集料結構形式采用骨架密實型結構，該結構的石灰粉煤灰碎石混合料具有較好的力學性能和抗收縮性能，能夠滿足工程項目要求。試驗研究將選用當地石灰廠生產的石灰和粉煤灰，石料來自當地采石場，并按規定進行了無害化回收處理，材料配比及技術制作上均采用廠拌法，并設計一套合理可行且安全有效的路面墊層施工試驗方案。

2 原材料

通過《公路瀝青路面設計規范》（JTG D50—2017）的要求確定混合料的級配，混合料中的粗集料形成骨架，細集料填充骨架形成內摩阻力，從而提高粉煤灰穩定碎石的強度。同時參考《公路路面基層施工技術細則》（JTGT F20—2015）的相應規定，石灰粉煤密度為1.638g/cm3，粗細集料體積為0.572g/cm3，選取的石灰與集料配比為20∶80。

石灰粉煤灰碎石墊層需具備足夠強度來承受車輛荷載的反復作用，需要石灰粉煤灰混合料具有良好的結構特性。根據試驗檢測結果分析表明，石灰與粉煤灰的比例對混合料的結構特性有很大影響，最佳配比為1∶2.5，集料級配組成如表1所示。石灰∶粉煤灰∶細集料∶粗集料的比例為5∶15∶8∶72，最大干密度為2.218g/cm3，最佳含水量為8.32%。

表1 集料級配組成

該公路墊層采用的粗集料為項目所在地采石場生產的石料，采用石灰片巖作為粗集料，利用破碎機進行破碎，粗集料的強度是由壓碎值和磨耗值作為主要指標來表示，壓碎值控制在26%以下，磨耗值控制在35%以下。把石灰片巖碎石進行第二次破碎成石屑作為細集料，亞甲藍值控制在2.5g/kg以下，砂當量控制在67%以上。參考《公路工程集料試驗規程》（JTG E42—2005）對試驗條件進行測試，石灰粉煤灰碎石集料檢測結果如表2所示。

表2 石灰粉煤灰碎石集料檢測結果

3 路用性能分析

石灰粉煤灰穩定碎石墊層的路用性能主要考察抗壓強度、劈裂強度和水穩定性?！豆仿访婊鶎邮┕ぜ夹g細則》（JTG/T F20—2015）規定，7d齡期的無側限飽水抗壓強度和劈裂強度作為石灰粉煤灰穩定碎石墊層路用性能的主要指標，而《公路瀝青路面設計規范》（JTG D50—2017）規定，用28d齡期的性能指標作為石灰粉煤灰穩定碎石的設計參數指標。試驗結果見表3。

表3 不同齡期石灰粉煤灰碎石抗壓強度與劈裂強度

墊層結構的另一重要功能是隔斷地下水流動對碎石路基沉降的直接影響，減少土壤在低溫下水分徑流向碎石路面結構層。墊層材料需要具有良好的水穩定性，在進行水穩性能研究試驗時，對不同齡期對應的石灰粉煤灰碎石碾壓成型的兩組試件進行處理，一組進行24h的浸水處理，一組則進行不浸水處理，再測出兩組對應的無側限飽水抗壓強度并計算出軟化系數，試驗計算結果見表4。

表4 不同齡期石灰粉煤灰碎石的軟化系數

4 施工技術

4.1 墊層厚度的確定

結合該工程項目計算得出設計彎沉為0.18mm，通過路面彎沉等效原則簡化路面結構如下：18cm面層+20cm基層+20cm底基層。試驗結果表明，石灰粉煤灰穩定碎石墊層模量為200MPa，增設墊層厚度計算結果如表5所示。

表5 增設墊層厚度計算結果

4.2 施工準備

路面鋪裝墊層正式施工前，對墊層的下承層承載力進行檢查，保證面層的清潔和平整，并在面層進行灑水，保持濕潤。在灑水濕潤后，對墊層結構進行測量，計算出墊層標高，算出內外邊樁的高程作為基準線。

4.3 拌和與運輸

石灰粉煤灰穩定碎石的拌和應嚴格按照實驗室配比進行，項目選用WBZ600穩定粒料拌和設備，配備5個配料斗，并由兩臺小型裝載機同時進行上料。拌料期間應對混合料的含水量進行有效控制，確保含水量處在最佳含水量的狀態下?；旌狭线\輸時，提前在運輸車內壁涂一層隔離油，避免混合料離析現象?；旌狭习踩竭_施工現場后，對運輸車輛進行清潔，避免粉塵污染。

4.4 攤鋪

攤鋪采用2臺SP95攤鋪機，該攤鋪機最大攤鋪厚度為360mm，最大攤鋪寬度為9.5m，在攤鋪前期采用兩臺攤鋪機同步攤鋪，組成梯隊，前后輪跡重疊80cm，根據路面松鋪系數反復均勻攤鋪，速度保持在1.5m/min。每次進行混合料攤鋪時，嚴格按要求進行混合料含水量控制，避免在攤鋪過程中出現水分損失而造成嚴重影響。

4.5 碾壓

施工配備2臺YZ18J振動壓路機、1臺20t膠輪壓路機，碾壓從兩側路肩向路中心，碾壓時速控制在1.5～2.0km/h，后輪輪跡重疊約為1/2輪寬。在碾壓過程中需要隨時灑水以保持水分，確?；炷梁繚M足設計要求。施工安全技術人員及時處理施工碾壓中存在的起包現象。碾壓施工完畢后需要及時取樣檢測平整度、高程、壓實度系數等主要指標。碾壓行車時壓路機也不得出現突然停車和急轉彎，以免直接破壞路面結構。

4.6 接縫處理

拌料鋪裝地面施工停止時，還需設置合理的水平縫，將其整齊地放置在拌料末端，并結合壓實程度及時調整土方施工。接縫施工處理應嚴格按照施工方案設計進行，確保質量。

5 質量檢測

在墊層施工完成之后，對墊層的各項技術指標進行檢測驗收，利用標準灌砂法來檢測現場壓實度，每100m車道取樣一次。利用3m直尺法等距離連續測試，算出標準差來表示平整度，每100m測一處。利用水準儀測試縱斷高程與路拱橫坡，每200m測4個斷面。

在該工程項目路段上選取K500+180—K500+300作為試驗檢測路段，進行墊層施工質量檢測，施工驗收完畢后，通過回彈模量值評價施工質量。各試驗路段左右彎沉及回彈模量檢測評價結果如表6所示。根據上述檢測結果，墊層的回彈模量值約為150MPa，公路工程設計中土基回彈模量約為40MPa，表明路基結構的相對強度可以得到較為顯著提高，通過選擇石灰粉煤灰混凝土穩定碎石墊層，提高了公路的可靠性與穩定性。

表6 試驗路段左右彎沉及回彈模量檢測評價結果

6 結語

墊層不僅具有排水、防凍等功能，還要具備足夠高的強度以承受施工車輛的荷載。本文結合某公路工程項目，介紹了石灰粉煤灰穩定碎石這一特殊墊層材料，確定石灰、粉煤灰與集料的比例，并得出混合料最佳配合比，使其擁有較好的抗壓強度和劈裂強度的同時具有防水抗凍的性能。因此，在墊層施工過程中，需要結合當地實際地質情況選擇合適的墊層結構，分析墊層的施工方法，總結施工技術要點，才能有效提高墊層的施工質量。