二灰碎石路面基层综合项目施工关键技术总结.doc

二灰碎石路面基层施工技术总结
严晓生
【交通部第二公路工程局　西安710061】
摘要：经过对沪宁高速公路E标段二灰碎石基层铺筑实践，全方面总结了从原材料检
验、混合料组成设计、试验路段铺筑到成品检测全过程及施工工艺。提供了机械
组合形式、碾压方法、碾压速度、碾压遍数、松铺系数等多种技术数据和施工中
体会。
关键词：二灰碎石　路面基层　施工　工艺　质量
1　基础情况
　　交通部第二公路工程局承建沪宁高速公路E标段根本总长34.292km，其中E4标
为京杭运河铁路高架桥(长1345.56m)，除E4标段外路面基层结构均为二灰碎石，根本
单幅基层宽度在纵坡＞3‰路段为11.90m，纵坡＜3‰路段为11.51m，厚度均为30cm，
E标路面基层总面积为79.3953万m2，半幅路面结构见图1和图2。

尺寸单位：cm，高程单位：m
图1　纵坡≥3‰路面结构示意图
　　为提升路面平整度，依据江苏省高速公路建设指挥部(下简称省高指)“相关沪
宁高速公路路面基层、底基层施工指导意见”及技术规范要求，二灰碎石混合料
采取厂拌法生产、摊铺机铺筑。在拌合场还准备了足够堆料场地，并进行了“硬
化”处理。以防集料被泥土污染。对不一样规格集料分开堆放，已拌和好二灰碎石混
合料实施覆盖闷料方法。为了探讨二灰碎石混合料铺筑方案和施工工艺，我们在铺
筑试验段取得成功后，深入修改完善了施工工艺，确定了二灰碎石施工配比，取
得了有参考价值技术数据，为大面积施工提供了依据。1995年4月中旬二灰碎石混
合料正式开铺，到1995年11月底已完成路面基层69074万m2，占总工程量87％，为
沥青面层铺筑发明了良好条件。

尺寸单位：cm，高程单位：m
图2　纵坡＜3‰路面结构示意图
2　施工准备工作
　　充足做好施工前准备工作，是路面基层顺利进展关键条件。关键进行原材料
检验、设备调试、技术准备等项工作。
2.1　原材料检验
　　二灰碎石原材料关键是石灰、粉煤灰和碎石，对原材料质量严格把关是确保二
灰碎石混合料质量关键步骤。选择了江苏溧阳上黄Ⅲ级石灰、镇江谏壁电厂贞观
山灰库湿排粉煤灰，我部丹阳自采加工料场生产碎石，经过检验主材料技术指
标以下。
　　(1)石灰经消解后Cao含量为58.3％，符合Ⅲ级钙质石灰标准。
　　(2)粉煤灰关键指标如表1。
粉煤灰化学成份表表1
粒径范围
(mm)
比表面积
(cm2/g)
含水量
(％)
Al2O3
(％)
Fe2O3
(％)
CaO
(％)
MgO
(％)
SiO2
(％)
烧失量
(％)
0.001～0.3
大部分为
0.01～0.1
～
3500
45.00
34.10
3.20
2.80
0.83
49.00
6.27
　　(3)碎石(最大粒径≤30mm)
　　①压碎值为19.4％(要求值小于30％)。
　　②细长粒径含量为16.1％。
　　③级配组成
　　依据规范要求及我部试验中心室内配比设计结果，集料用量为总量
82.5％，其中粗集料(10～30mm碎石)为34％，10mm以下为66％。
　　④水拌和用水为饮用水。
2.2　机械设备选配
　　为确保二灰碎石基层质量和进度，除确保多种机械设备配套外，还应有足够
数量，其中二灰碎石混合料拌和设备及摊铺机是关键设备，必需有良好使用性能。
本工程投入机械设备有：
　　①WBC-200连续式稳定粒料拌和设备2套
　　②ABG422摊铺机1台
　　③ZL-50装载机2台
　　④8～12t双钢轮静力式压路机1台
　　⑤CA25振动压路机1台
　　⑥VV170压路机1台
　　⑦18～21t三轮光面静力式压路机2台
　　⑧9～16t轮胎压路机1台
　　⑨17.2t太脱拉自卸车12辆
　　⑩6000L洒水车1辆
　　⑾黄河试验车1辆
2.3　机械设备调试及试运行
　　(1)稳定粒料拌和设备是关键设备之一，我们聘用了2名有丰富经验机械专业高
级工程师负责进行安装、调试，并数次进行流量试验；使拌出二灰碎石混合料符合
设计要求。经过试验路段检测，符合质量指标。
　　(2)ABG422型无级变速自动找平摊铺机，最大摊铺宽度为8.5m，是从德国新购
设备。技术性能良好，在使用前由厂方教授来工地进行现场指导，一切正常后投入试
验路铺筑。
　　(3)其它处于正常使用中多种类型压路机、装载机及运料自卸车、洒水车等投
入基层施工机械设备，也需进行维修、保养，并经机械工程师检验，使之处于良好
工作状态。
2.4　技术准备
2.4.1　生产配合比设计
2.4.1.1　粗集料级配确实定(见表2)
二灰碎石混合料中碎石级配　　　　表2
材料
(mm)
经过下列筛孔(mm)重量百分率(％)
30
20
10
5
2
1
0.5
0.075
10～30
34
28.1
21.9
14.8
7.0
2.4
0.7
0
10以下
66
63.4
50.1
40.9
28.8
25.5
17.4
24.0
合成级配
100
91.5
72.0
55.7
35.8
27.9
18.1
2.4
规范要求值
100
90～100
55～80
40～65
28～50
20～40
10～20
0～10
2.4.1.2　混合料配合比设计
　　依据《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-93)要求，二灰碎石混合料击实试
验，采取重型击实标准，求得最大干密度及对应最好含水量，以最大干密度98％
和最好含水量，用15×15cm试模制件，每种配合比在相同条件下各制9个试件，采取标
准养护箱在25±2℃条件下保湿养生6d，浸水1d，测定无侧限抗压强度。我们分别用6
种混合料配合比制件，其检测结果见表3。
混合料配合比及无侧限抗压强度表表3
编号
混合料配合比
平均强度
(MPa)
特征值
(MPa)
备注
1
石灰∶粉煤灰∶碎石＝4∶16∶80
0.86
0.76

2
石灰∶粉煤灰∶碎石＝5∶15∶80
0.80
0.68

3
石灰∶粉煤灰∶碎石＝6∶14∶80
0.96
0.84

4
石灰∶粉煤灰∶碎石＝6∶11.5∶82.5
1.14
0.96
采取
5
石灰∶粉煤灰∶碎石＝5.9∶11.1∶83
1.13
1.00

6
石灰∶粉煤灰∶碎石＝5.5∶10.5∶84
1.06
0.95

　　依据规范要求，室内试验结果平均抗压强度R应符合公式：
R≥Rd/(1-ZaCV)
　　式中：Rd——设计抗压强度，本标段为0.8MPa；
　　　　CV——试验结果偏差系数，以小数表示；
　　　　　Za——标准正态分布表中随确保率而变系数，此处为1.645。
　　由上可知1＃～6＃配合比均能满足强度要求，4＃配合比为镇江市高指总监代
表中心试验室推荐配合比，故最终选定石灰∶粉煤灰∶碎石＝6∶11.5∶82.5为生产
配合比，并在试验路段进行验证。
2.4.2　生产配合比调试
　　调整拌和设备进料系统，使其符合设计集料级配和混合料组成百分比。我们先
后进行过6次流量试验，才使混合料组成基础符合设计配合比。第7次为生产配合比验
证，即铺筑试验路段。经料场和施工现场分别取样进行试验，级配组成及强度均符合
规范要求。
2.4.3　技术交底
　　在二灰碎石基层开始铺筑前，E标段项目总经理部由总工程师办公室准备技术资
料，负责向参与施工全体技术人员、拌和厂责任人、试验人员和测量人员等，以学
习班形式进行全方面技术交底。对多种机械操作手和技术工人，进行现场技术交底。
交底内容除二灰碎石基层施工方案、施工工艺、操作规程、技术要求、质量标准、
试验检测方法外，还明确了岗位职责，使参与施工全体人员做到“五个明确”，即岗
位职责明确、施工程序明确、操作规程明确、技术要求明确、质量标准明确，从而使
二灰碎石基层能较顺利铺筑。
2.4.4　认真进行试验路段铺筑
　　E标段项目经理部于1994年11月6日～12月4日在施工桩号K181+363～K181+624段
双幅共5983m2进行了二灰碎石基层试铺工作。
2.4.4.1　试验路段铺筑目标
　　(1)验证生产配合比，确定施工配合比；
　　(2)检验施工方案、施工工艺、操作规程适用性；
　　(3)确定二灰碎石采取摊铺机铺筑松铺系数；
　　(4)探讨ABG422型摊铺机铺筑厚层二灰碎石基层性能；
　　(5)检测拌和设备性能和生产能力；
　　(6)摊铺机铺筑二灰碎石时标高和厚度控制方法；
　　(7)施工中二灰碎石混合料最好含水量控制方法；
　　(8)压实机具选择和组合，碾压次序、碾压速度和碾压遍数；
　　(9)探讨使运料、摊铺、碾压三道工序施工机械相互协调和配合方法；
　　(10)探讨二灰碎石基层接缝处理方法；
　　(11)制订确保质量技术方法和质量控制方法；
　　(12)确定天天作业段铺筑长度。
2.4.4.2　试验路段铺筑方案
　　E标段二灰碎石混合料试验路段铺筑采取了集中厂拌、汽车运输、逐车过秤、现
场查核、分层摊铺、总量控制铺筑方案。
　二灰碎石厚为30cm，由ABG422摊铺机分二层铺筑，下层厚度为17cm，上层厚度为
13cm。采取基准钢丝调平。为了取得较正确技术数据，试验路段二灰碎石混合料
采取总量控制方法，即先计算试验路段需用二灰碎石混合料总重量，二灰碎石在拌
和场装车后，逐车过秤，秤出每车料净重。依据现场测得实际含水量，算出相当
干混合料总重量，再折算成最好含水量状态下混合料重量，根据98％压实度及
铺筑厚度，确定每车混合料应铺筑长度，直至运够总重量为止。下层经过各项技术
指标检测，并经驻地监理工程师同意，方能进行上层施工。
2.4.4.3　试验路段取得技术数据
　　试验路段测量放样和检测工作，由我部测量队和试验中心负责，并经驻地测量
监理、试验工程师复测和认可。经核查关键技术数据以下：
　　(1)松铺系数
　　铺筑厚度17cm时为1.249；铺筑厚度13cm时为1.244。测定时按每10m一个断面，
每个断面测4点，为上下层198个测点数据平均值。
　　(2)多种压路机组合方法、碾压遍数、碾压速度
　　依据投入设备情况，采取了三种组合方法，即激振力29tCA25振动压路机和
18～21t铁三轮静力式压路机组合、激振力39tVV170振动压路机和18～21t铁三轮静
力式压路机组合、CA25振动压路机和18～21t铁三轮静力式压路机及16t轮胎压路机组
合。多种数据见表4。
　　(3)摊铺速度
　　二灰碎石混合料铺筑速度和拌和设备生产能力，无严格匹配要求。因为试
验段用料数量较少，只用一台拌和楼，提前一天拌料，混合料在料场闷料24h，再装
运至现场，摊铺速度采取2～2.5m/min，开始时用低速，正常后用2.5m/min。
　　(4)天天铺筑长度
　　因为拌和设备新旧程度不一，故障较多，正常生产天天最多工作8～12h，二台
拌和楼产量约为3000～4000t混合料。用于基层ABG422型摊铺机最大铺筑宽度为
8.5m，半幅全宽需分二次铺筑，所以转移较频繁；加之混合料中骨料占82.5％，对摊
铺机传动系统及送料、布料系统机件损坏较严重，所以天天需对摊铺机仔细保养和检
查；实际作业时间约为6h左右，铺筑长度(半幅)约为550～700m。
压路机组合方法、碾压遍数及碾压速度表表4
组合方法
压路机种类
碾压方法
碾压遍数
碾压速度
(km/h)
备注
Ⅰ
振动压路机
(CA25)
静压
1
2.0
压实度
98.4％
低频率　大振幅
2
2.0
高频率　小振幅
3
2.5
三轮静力压路机
(18～21t)
静压
4
1.5
Ⅱ
振动压路机
(VV170)
静压
1
2.0
压实度
102.8％
低频率　大振幅
2
2.0
高频率　小振幅
3
2.5
三轮静力压路机
(18～21t)
静压
4
1.5
Ⅲ
振动压路机
(CA25)
静压
1
2.0
压实度
100.2％
为正常施工中
采取组合方
式
低频率　大振幅
2
2.0
高频率　小振幅
3
2.5
三轮静力压路机
(18～21t)
静压
3
1.5
轮胎压路机

2
2.5
2.5　质量确保体系完善
　　为确保二灰碎石基层铺筑质量，E标段经理部由总工办负责，组成以试验中
心、测量队、质检中心三位一体技术质量确保体系，并深入明确在二灰碎石基层
施工中职责。
　　(1)试验中心负责二灰碎石混合料配合比设计，监控拌和厂混合料级配组
成，测定二灰碎石混合料含水量、强度及施工过程中质量监督。
　　(2)测量队负责控制测量、检测、计算试验段及其它路段松铺系数；测定二灰
碎石顶面标高、横坡及各部几何尺寸。
　　(3)质检中心负责二灰碎石成型路段质量检测及评定，反馈质量信息等。
　　以上三个技术职能部门组成质量确保体系，能定量地进行质量跟踪，从而加强
了施工过程中质量监控，从根本上确保了工程质量。
2.6　施工方案确实定
　　(1)在铺筑试验路段基础上，补充、完善了二灰碎石施工方案、施工工艺及工
艺步骤(见图3～4)。为了增加二灰碎石上层铺筑密实性和平整度，又增加一台16t
轮胎压路机。
　　(2)因为摊铺机最大铺宽为8.5m，半幅宽度需分二个铺道摊铺，所以采取分道
铺筑、交叉作业、全宽碾压、半幅接齐方案(见图5)。纵向接缝重迭宽度为5～
10cm，上下层纵缝位置应错开50～60cm。
　　(3)在铺筑基层路段，宜事先培填部分土路肩，并合适扎实。这么首先能节
省二灰碎石混合料，其次有利于碾压。

图3　二灰碎石基层施工工艺步骤图

图4　二灰碎石混合料拌合厂工艺步骤图

图5　分段作业图
3　施工工艺
　　E标段施工实践证实，ABG422型摊铺机能适应厚层二灰碎石混合料铺筑，性
能良好，摊铺质量较高，是理想摊铺机械。一层虚铺厚度不超出25cm时，铺筑效果
最好。
3.1　下承层准备
　　(1)二灰土底基层顶面，应将表面浮土，松散层及其它杂物清理洁净，应尽可能
露出二灰土硬面。
　　(2)下层二灰碎石顶面，应清除表面松散集料，清理表面泥块和污染物，尽
量使骨料暴露出来。在有条件时，可用空压机配合清理，能取得良好效果。
　　(3)上层开铺前，下承层表面应合适洒水润湿，以增强上下层结合。
3.2　测量放样
　　(1)放出道路中线、基层边线，选定检测断面及观察点位置。
　　(2)本工程采取基准钢丝法调平，所以必需设置支撑杆，敷设基准钢丝，并用专
用工具，使其张紧力大于100kN，钢丝挠度不超出要求值。
3.3　二灰碎石混合料拌和
　　(1)天天上、下午各测一次原材料含水量，调整原材料进料数量，使混合料
中含水量略大于最好含水量2个百分点左右。
　　(2)混合料检测
　　①应常常目测二灰碎石混合料拌和均匀性，使出厂混合料色泽均匀，无离
析、成团块现象。
　　②试验人员应关键进行二灰碎石混合料级配组成、灰剂量及含水量检测。检
测频率为每台拌和设备上、下午各一次。当出现特殊情况(如故障等)应由试验监理工
程师确定。
3.4　二灰碎石混合料运输
　　(1)装料经过拌和二灰碎石混合料，在贮料场闷料24h后，由装载机装车，装料
时应视混合料情况重新翻拌2～3次后再装车，预防产生离析。
　　(2)运料运料宜由15t以上自卸车运输，并依据运距配置足够车辆。当距离较
长或天气炎热时，应加盖蓬布，预防水分散失过快。
　　(3)卸料自卸车卸料时，严禁碰撞摊铺机，预防混合料卸在摊铺机前层面上。
3.5　二灰碎石混合料摊铺
　　(1)开始摊铺前，先将接头处已成型二灰碎石基层切成垂直面，或将接头处
二灰碎石混合料耙松，并有专员指挥卸料。
　　(2)摊铺机就位后，熨平板按开始桩号处虚铺厚度调整好，熨平板下垫放和虚
铺厚度等厚木块，并按2％横坡将熨平板调整好，自动调平系统进入工作状态。
　　(3)摊铺机铺筑时，应使送料槽中二灰碎石混合料高度在螺旋布料器中轴以
上，避免发生两边缺料现象。
　　(4)依据E标段二灰碎石混合料铺筑实践，开始时摊铺速度为2～2.5m/min，正
常后为3～5m/min，这么铺出平整度很好。所以在上层铺筑时，用4～5m/min很好。
　(5)二灰碎石混合料无需要求连续摊铺，但宜用大型自卸车运料，才能使布料均
匀，铺筑质量很好。在上层铺筑时，应尽可能做到一个作业段内连续铺筑，铺筑方法见
图5所表示。待半幅接平后，在全宽范围内一起碾压。
　　(6)接缝处理
　　①纵缝因铺完一个作业段约需1～2h，纵缝重迭宽度为5～10cm，重迭部分最长
间隔时间约2h左右，所以不需作特殊处理，仅有2人跟在摊铺机后，将接缝处粗集
料进行处理，必需时合适耙松、整平后，全宽度内一起碾压。
　　②横缝天天铺完至第二天开始，间隔约有12h左右，连接面应作合适处理，方法
为第一天作业段尾端5m左右范围内不进行压实；第二天施工前，将该段混合料耙
松后和新料一起由人工进行拌和，整平后和新铺段一起碾压。
　　若间隔时间长时，应将上次铺筑尾端标高和平整度不合要求部分挖除，并将
接触面挖成垂直面，再接着往前铺筑。
3.6　二灰碎石混合料碾压
　　(1)E标段机械组合、碾压遍数和碾压速度见表4。
　　(2)当进行下层压实时，可不用轮胎压路机，而由18～21t三轮压路机，增加二遍
静压。
　　(3)上层压实时，为了使顶面平整度符合要求，可采取16t轮胎压路机进行压
实，增加表层混合料密实性，达成致密平整作用。
　　(4)依据E标段施工实践，用CA25振动压路机振压3遍后，若再增加压实遍数，对
压实度提升几乎不起作用。所以，在厚层二灰碎面基层施工中必需配置重型压路
机，如VV170振动压路机、25t以上轮胎压路机等，才能取得良好压实效果。
　　(5)碾压注意事项
　　①压路机不得停在未压实基层上，并不准在其上急刹车、急转弯和调头。
　　②振动压路机前进、后退换档时，应先停振再换档；若需停机时，应先停振再停
机。
　　③终压前应检测一次标高，若发觉高程超出要求时，应用平地机刮至要求值，再
整平碾压。
　　(6)养生
　　二灰碎石基层碾压完后即可开始洒水养生。
　　①天天洒水次数，应视当地天气情况而定。在一周内，应使二灰碎石表面保持潮
湿状态。
　　②洒水养生时，应使喷出水成雾状，不得将水直接喷射或冲击二灰碎石基层表
面，将表面冲成松散状态或产生新集料窝(带)。
3.7　检测
二灰碎石路面基层质量检验表表5
检验项目
质量要求
检验结果
检验要求
备注
要求值或许可误差
质量要求
频率
方法
压实度
代表值(％)
≥98
符合技术
规范要求
98.4～
103.3
3处/100m/层
每处三点，
用密度法
检验

平整度
(mm)
10
平整、
无起伏
1.57～
3.38
2处/200m
用3m直尺
连续量3次，
每尺检一点

纵断高程
(mm)
0～-10
平整顺适
-4～
-9.5
3点/200m
用水准仪
测量
由沥
青下
面层
补填
厚度
(mm)
0～+10
均匀一致
+3～
+8
1处/200m
每处2～3点
，路中心及
边缘任选
挖坑检验

宽度
(mm)
大于设计值
边缘线路
顺适无曲
折
合格
2处/200m
用皮尺丈量

横坡度
(％)
±0.3

+0.2～
-0.2
2个断面
/100m
用水准仪
测量

基层强度
(MPa)
≥0.8
符合规范
要求
1.01～
1.05

7天强度

　　每作完一段二灰碎石基层，全部应按《沪宁高速公路质量评定标准》要求项目和
频率进行检验。E标段二灰碎石部分路段检测情况见表5。检测结果表明，表面平整
密实，无松散碎石和弹簧现象，线型顺直，无显著轮迹。
4　体会
　　(1)二灰碎石路面基层属半刚性路面，在高等级道路路面结构中，应用较多，由
于其料源丰富，并含有良好力学性能、板体性、水稳性及很好抗冻性，即使早期
强度较低，但伴随时间推移，强度增加快，后期整体强度高，是理想路面基层
结构类型。路面基层是道路关键承重层，基层质量优劣将直接影响沥青路面铺
筑质量和道路使用寿命。严格控制原材料质量、优化生产配合比、合理选配性能
良好施工设备、采取最好组合方法、正确选择施工方法和施工工艺，则是确保基
层质量关键步骤，施工中应抓住这些关键步骤。
　　(2)应尤其重视和加强施工过程中质量控制。采取优异检测手段，进行现场
跟踪监控，才能真正确保工程质量，正确指导施工。成型后检测已为时太晚，若检
测部分路段某项指标不合格，处理难度大，既浪费材料，更关键还要延误工期。
　　(3)松铺系数取用得正确是否直接影响路面基层标高，松铺系数又和混合料
配合比和均匀性有很大关系。从实践中可知，当混合料中骨料偏少，均匀性差，松铺
系数就大。所以，天天施工中全部应抽检多个断面，校核松铺系数，发觉问题，应查明
原因，采取有效方法立即纠正。
　　(4)二灰碎石基层出现标高误差，其高出部分应用平地机刮除；低于标高路
段，严禁用薄层贴补方法处理，只能由沥青混合料补足标高。
　　(5)施工中应严格控制混合料含水量。实践告诉我们，当超出最好含水量2％以
上时，二灰碎石成型后时间不长，基层表面将发生横向裂缝，含水量越高，裂缝越
多，且大而深。
　　(6)通常路面基层和沥青面层采取大流水施工方案，所以应充足考虑二灰碎石混
合料生产能力，及早安排施工，不然将影响沥青路面进度。因为沥青路面结构层
薄，铺筑进度快；　　二灰碎石结构层厚，铺筑进度慢，基层进度必需满足沥青路面
铺筑速度。
　　(7)二灰碎石混合料施工中，要完全避免集料窝是较困难。因为从拌和、装料
到卸料，全部有部分粗骨料在料堆周围，极难克服摊铺时不产生局部集料窝。但只要
是密实，可不作处理，洒过透层油后，有利于和下封层结合。
　　(8)二灰碎石基层不宜用半幅全宽一次铺筑摊铺机。因为层厚，用料量大，往
往出现摊铺机送料槽中靠两侧缺料甚至无料，发生两侧基层厚度不足甚至无料现
象。有条件时应尽可能采取二台摊铺机成梯队铺筑。
　　(9)试验路段取得数据只能作施工早期时参考，不能一成不变。因为在实际施
工中，料源及原材料性质不可能完全相同。所以在施工过程中仍应不停总结，不停调
整、改善、补充、完善已取得施工数据，立即搜集技术资料，正确指导施工。
　　(10)二灰碎石顶面应有较大粗糙度，有利于洒过透层油后，和下封层及沥青面层
联结。
5　结束语
　　E标段二灰碎石基层，因为原材料质量很好，混合料施工配合比合理，摊铺机
性能良好，优化了压实机械组合，整体铺筑质量很好，经过自检和质检部门检
测，各项技术指标均达成或优于规范要求质量标准，分部工程质量评定为优良。