天然砂礫石底基層在市政道路中的應(yīng)用研究

李強(qiáng)

摘 要：通過(guò)科學(xué)有效地控制材料級(jí)配、含水量、分層厚度、壓實(shí)機(jī)具種類、碾壓遍數(shù)，解決了由于天然砂礫顆粒粒徑差異性導(dǎo)致檢測(cè)難度大、含水量難以控制等諸多因素，保證了質(zhì)量和工期，為該地區(qū)后續(xù)類似工程積累了經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：砂礫石 市政 應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）06（c）-0051-02

1 工程簡(jiǎn)介

1.1 工程概況

西咸新區(qū)灃東新城是陜西省西咸新區(qū)的重要組成部分，規(guī)劃總面積159.3 km2，因渭河、灃河貫穿全城，地質(zhì)情況較為復(fù)雜。

灃東新城某道路，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度4 129.638 m，規(guī)劃道路紅線寬度50 m。設(shè)計(jì)道路底基層為20 cm厚3∶7灰土，基層為二灰碎石，面層為瀝青混凝土路面。為城市主干路I級(jí)路，設(shè)計(jì)車速60 km/h，設(shè)計(jì)年限20年。

1.2 工程地質(zhì)及水文

地勘報(bào)告顯示：道路地層由全新統(tǒng)填土或耕土、沖洪積黃土狀土及上更新統(tǒng)質(zhì)粘土、細(xì)沙組成；地下水位埋深為2.2～5 m，屬潛水類型，年變幅2 m左右，水位較淺。

1.3 道路結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)變更

2015年8月，在底基層原設(shè)計(jì)石灰穩(wěn)定土施工時(shí)，因前期連續(xù)降雨地下水位上升，石灰穩(wěn)定土施工質(zhì)量未達(dá)到規(guī)范要求。為保證工程質(zhì)量，經(jīng)工程建設(shè)五方責(zé)任主體踏勘協(xié)商，同意將原設(shè)計(jì)灰土層變更為天然砂礫石，并對(duì)路床下30 cm雜填土用天然砂礫換填處理，變更后天然砂礫石總厚度為50 cm。

1.4 課題背景

為了順利施工，經(jīng)研究學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)天然砂礫石在該工程施工中存在以下難題：（1）天然砂礫石底基層在西安市政道路工程中應(yīng)用較少；（2）市政道路天然砂礫石基層施工沒(méi)有具體可行性的依據(jù)，驗(yàn)收規(guī)范中沒(méi)有明確的檢驗(yàn)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；（3）項(xiàng)目部管理人員缺乏天然砂礫石的施工經(jīng)驗(yàn)。以上不利因素為施工帶來(lái)一定困難，也成為研究重點(diǎn)。

1.5 課題試驗(yàn)段的確定

（1）將道路樁號(hào)k3+000-k3+100機(jī)動(dòng)車道作為試驗(yàn)段，積累施工經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)和控制后續(xù)的施工質(zhì)量和進(jìn)度。（2）試驗(yàn)段長(zhǎng)100 m，寬16 m，路面結(jié)構(gòu)自上而下分別為12 cm厚瀝青混凝土路面；30 cm厚二灰礫石基層；50 cm厚天然砂礫石底基層；道路結(jié)構(gòu)層總厚度92 cm。（3）擬用于試驗(yàn)段的設(shè)備：DSZ2水準(zhǔn)儀2套、挖掘機(jī)、平地機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)、光輪壓路機(jī)（18T）、推土機(jī)、裝載機(jī)、灑水車各1臺(tái)，自卸汽車10輛。

2 課題研究

（1）課題內(nèi)容：①天然砂礫石的級(jí)配控制；②填料攤鋪厚度的確定；③填料壓實(shí)度檢測(cè)和壓實(shí)遍數(shù)確定；④填料最大干密度和最佳含水量確定。（2）課題目的：通過(guò)研究和具體實(shí)施，為后續(xù)類似市政道路工程施工積累有關(guān)的施工技術(shù)數(shù)據(jù)和施工經(jīng)驗(yàn)。

3 天然砂礫石碾壓質(zhì)量控制

該工程所用天然砂礫石產(chǎn)自長(zhǎng)安區(qū)灃河，粒徑在54～200 mm。參照《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》中的技術(shù)指標(biāo)和實(shí)際篩分結(jié)果，在施工中把最大粒徑控制在150 mm以下，其中37.5 mm以下各級(jí)粒徑的通過(guò)率符合《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》中砂礫底基層的級(jí)配要求。

（1）級(jí)配要求、雜質(zhì)分揀及含水量控制：天然砂礫石中對(duì)于37.5 mm以下的砂礫石進(jìn)行篩分，除去個(gè)別明顯粗骨料集中和細(xì)骨料集中的料堆外，其余料堆篩分結(jié)果符合規(guī)范要求。

①填料級(jí)配優(yōu)化：針對(duì)天然砂礫石級(jí)配不連續(xù)，研究人員通過(guò)增加相應(yīng)的單一粒徑的礫石或砂來(lái)調(diào)整天然級(jí)配，使其符合要求。對(duì)于超過(guò)150 mm的顆粒在人工配合機(jī)械攤鋪時(shí)采用人工或機(jī)械篩選。②施工現(xiàn)場(chǎng)雜質(zhì)分揀：在采集天然砂礫石時(shí)，必須清除表層腐植泥土，同時(shí)要求攤鋪過(guò)程中及時(shí)清理礫料中的雜質(zhì)。施工中采取了裝車篦篩法、人工篩撿法和機(jī)械篩選法等方法加以控制。③填料含水量控制：天然砂礫石含水量受外界環(huán)境影響較大，且不易控制，對(duì)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的材料應(yīng)加強(qiáng)含水量檢測(cè)，攤鋪時(shí)的天然砂礫石含水量應(yīng)大于最佳含水量1%～2%。施工中采取了晾曬法、噴淋法等方法加以調(diào)整。

（2）填料壓實(shí)度、碾壓遍數(shù)及沉降量檢測(cè)：①壓實(shí)度檢測(cè)：根據(jù)《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》，對(duì)于最大粒徑大于37.5 mm的集料，借鑒公路天然砂礫施工經(jīng)驗(yàn)采用水準(zhǔn)儀測(cè)沉降的方法確定壓實(shí)度。 ②確定碾壓遍數(shù)及沉降量：在攤鋪好的天然砂礫石用白灰進(jìn)行布點(diǎn)，首先，用18 t壓路機(jī)靜壓兩遍，再用20 t壓路機(jī)振動(dòng)碾壓一遍后，用水準(zhǔn)儀測(cè)量測(cè)點(diǎn)高程，計(jì)算出沉降值；然后再用20 t壓路機(jī)振動(dòng)碾壓一遍后，用水準(zhǔn)儀測(cè)量測(cè)點(diǎn)高程，計(jì)算出沉降值；直到振動(dòng)碾壓5遍后，根據(jù)每次振動(dòng)碾壓后水準(zhǔn)儀測(cè)量測(cè)點(diǎn)高程，計(jì)算出沉降量。

（3）天然砂礫石最大干密度和最佳含水量確定：在試驗(yàn)室通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，將所用天然砂礫石過(guò)37.5 mm的篩片，按照無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土重?fù)粼囼?yàn)可測(cè)得篩選后的天然砂礫石的最大干密度和最佳含水量。經(jīng)計(jì)算，天然砂礫石的最大干密度為2.20 g/cm3和最佳含水量為4.9%。

（4）天然砂礫石底基層施工工藝：施工準(zhǔn)備→運(yùn)料攤鋪→整平→碾壓→初期養(yǎng)護(hù)→檢查驗(yàn)收。

①攤鋪厚度確定：天然砂礫石厚度為50 cm，一層攤鋪無(wú)法保證壓實(shí)度，應(yīng)分層攤鋪，分層攤鋪厚度取30 cm。

②運(yùn)料攤鋪：在試驗(yàn)段取寬8 m長(zhǎng)50 m快車道作為一個(gè)攤鋪段，運(yùn)輸采用奧龍自卸汽車，每車約22方。施工人員根據(jù)每車料的方量和松鋪厚度在路床上打出網(wǎng)格，卸料時(shí)一車一格，控制單位面積上的松鋪數(shù)量。網(wǎng)格橫向間距=22÷9÷0.3=8.15 m。在運(yùn)輸開(kāi)挖砂礫料時(shí)，每填3 000 m3做一個(gè)級(jí)配篩分試驗(yàn)，及時(shí)對(duì)堆料進(jìn)行級(jí)配優(yōu)化，優(yōu)化后再進(jìn)行級(jí)配篩分試驗(yàn)，確保原材料為級(jí)配良好的砂礫料且符合技術(shù)規(guī)范要求。

③整平：其一，粗平：用推土機(jī)將網(wǎng)格內(nèi)的天然砂礫石料推開(kāi)，均勻攤鋪在預(yù)定寬度上，表面平整，預(yù)留路拱。其二，精平：粗平完成后恢復(fù)中線，每10 m設(shè)一樁，放出底基層邊線，以便控制底基層的寬度和高度。復(fù)測(cè)后用平地機(jī)進(jìn)行精平。精平時(shí)由外側(cè)向內(nèi)側(cè)進(jìn)行刮平，測(cè)量員檢查松鋪高程及松鋪厚度，符合要求后壓路機(jī)碾壓。

④碾壓：其一，碾壓原則：路面兩側(cè)應(yīng)多壓1～2遍，以保證邊緣壓實(shí)度，直線和不設(shè)超高的平曲線段，由兩側(cè)路肩開(kāi)始向路中心碾壓；在設(shè)超高的平曲線段，由內(nèi)側(cè)路肩向外側(cè)路肩進(jìn)行碾壓。嚴(yán)禁壓路機(jī)在己完成的或正在碾壓的路段上調(diào)頭或急剎車，以保證底基層表面不受破壞。其二，按確定的碾壓遍數(shù)進(jìn)行碾壓，及時(shí)檢測(cè)壓實(shí)度。對(duì)壓實(shí)度不符合要求的繼續(xù)碾壓直至壓實(shí)度合格為止。其三，該工程結(jié)合以上原則，碾壓遍數(shù)為4遍，路面兩側(cè)碾壓5～6遍，輪跡重疊，沉降量控制在3 mm以內(nèi)。

⑤初期養(yǎng)護(hù)：碾壓結(jié)束合格后，立即保濕養(yǎng)生，養(yǎng)生期不小于7 d。

⑥基層質(zhì)量驗(yàn)收：底基層彎沉、平整度、縱斷高程、寬度、厚度和橫坡應(yīng)符合《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》CJJ1—2008中的級(jí)配碎（礫）石底基層的要求。表面平整、密實(shí)、無(wú)細(xì)顆粒集中、無(wú)雜物和松散現(xiàn)象，用重型壓路機(jī)碾壓，無(wú)明顯輪跡。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）利用砂礫石良好的透水性和水穩(wěn)定性，合理解決了地下水位高的低填方路段軟弱路基施工的難題；（2）工程所在地天然砂礫石資源豐富且距施工現(xiàn)場(chǎng)較近，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。（3）通過(guò)科學(xué)有效地控制材料級(jí)配、含水量、分層厚度、壓實(shí)機(jī)具種類、碾壓遍數(shù)，解決了由于天然砂礫顆粒粒徑差異性導(dǎo)致檢測(cè)難度大，含水量難以控制等諸多因素，保證了質(zhì)量和工期，為該地區(qū)后續(xù)類似工程積累了經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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