浅析天然砂砾石基层施工工艺

浅析天然砂砾石基层施工工艺
摘要：本文介绍了天然砂砾石在基层填筑中的作用机理，提出了天然砂砾石基层的材料规格，详细介绍了天然砂砾石基层施工的工艺流程、相应控制指标的测定方法及施工过程中应注意的问题。

关键词：天然砂砾石；作用机理；材料规格；施工工艺；测定方法
Abstract: This paper describes the mechanism of natural sand and gravel in the grass-roots filling the material specifications of the natural sand and gravel the grass-roots level, described in detail the process of natural sand and gravel base course construction, the appropriate determination of methods and construction process control indicators should beattention.
Key Words: natural sand and gravel; mechanism of action; material specifications; construction technology; determination method
1.作用机理
路基是道路的主要结构物，是天然地表面按照道路的设计线型和设计断面的要求开挖或堆筑而成的结构物，是路面结构的基础。

坚强而又稳定的路基为路面结构长期承受汽车荷载提供了重要的保证。

天然级配砂砾石属于无机结合材料，其强度和抗变形能力主要与集料的摩阻作用、嵌锁作用和粘结作用有关，其力学参数取决于集料的级配组成、粒径均匀性和密实度，即天然级配砂砾石是依靠大小颗粒相匹配，小一级颗粒填充大一级颗粒的空隙，使颗粒之间嵌挤紧密，减小空隙率，提高密度，增强稳定性，形成具有一定强度的板体结构，具有一定的水稳性和力学强度。

2.材料规格
2.1砂砾石材料级配要求
砂砾石材料属于无粘结颗粒材料，强度的形成主要依靠颗粒之间的嵌挤、密实原理。

因此对砂砾石原材料，首要一点就是砂砾石的级配必须满足规范要求。

砾石最大粒径不应超过37.5mm，做底基层时砾石最大粒径不应超过53mm。

砾石粒径过大时，存在的主要问题是难以压密实，混合料中存在较大的孔隙。

因此对于超粒径部分的颗粒，应予剔除。

在砂砾石中小于0.075mm的颗粒对砂砾石的性能也有很大的影响，小于0.075mm 部分细小颗粒
含量对于混合料的膨胀性有较大影响，该部分含量越大，膨胀量越大。

据以上分析，施工中首先将超粒径的大颗粒选出，应尽量选择小于
0.075mm的粘粉颗粒少的砂砾石。

2.2砂砾石颗粒压碎值要求
公路路基路面施工技术规范规定：砂砾石做基层时，石料的压碎值应满足一定的要求。

2.3砂砾石颗粒形状要求
大部分砂砾石就单颗粒来说，强度大，不易压碎。

但对个别砂砾石，如颗粒属于颗粒属于长扁型的，及易压断。

特别是当这种颗粒在混合料中的排列属于长轴与作用力垂直时，及易压断。

压断后的颗粒要产生变位，使上部分的混合料处于一种不稳定状态。

因此对于混合料中长扁型颗粒应予以剔除或含量控制在一定的范围。

3. 施工工艺流程
3.1准备下承层
天然砂砾石基层施工前，应对下承层表面进行彻底清扫，使表面不留任何杂物和浮土，然后对经监理工程师验收合格的下承层进行复压。

在复压过程中,如发现表面过干,表层松散,可适当洒水;如过湿、发生“弹簧” 现象，应挖开晾晒或进行换填处理，确保没有任何松散的材料和软弱地点。

在下承层上用全站仪恢复边桩及中桩，并用石灰画出砂砾石边界线。

3.2运输和摊铺
3.2.1运输
首先根据基层的长度、宽度、厚度（20cm）及天然砂砾石的最大干密度，计算此段需要的砂砾石用量，根据现场砂砾石的用量选定运输车辆，然后用自卸车将砂砾石运至施工现场。

砂砾石装车时，确保每车料的数量基本相等。

根据需要配置足够的自卸车及时将砂砾石运至施工现场，由远到近将砂砾石按50cm间距卸置于下承层上。

卸料间距应严格掌握，避免料不够或过多，以便施工。

砂砾石在下承层的堆置时间不宜过长，运送较摊铺工序提前1天。

3.2.2摊铺
采用人工或平地机结合人工的方法将砂砾石均匀摊铺在预定的宽度上，要求表面平整，并具有规定的路拱。

摊铺前先放出路基边线，摊铺时两侧均设基准线控制高程。

砂砾石在摊铺的时候，含水率应比最佳含水率高出1-2%，以补偿摊铺及碾压过程中水分损失。

3.3拌和及整形
拌和深度达到砂砾石层底，在进行最后一遍拌和之前，必须先用多铧犁紧贴底面翻拌一遍。

然后用平地机将拌和均匀的砂砾石按规定的路拱进行整形，在整形过程中，注意消除粗细集料离析现象，先用振动压路机静压一遍以暴露潜在的不平整，然后用人工或平地机进一步整平。

3.4碾压
整形后现场技术人员配合监理工程师测出厚度，然后进行碾压。

由于砂砾石是无粘结的透水性颗粒材料，其压实度受含水率变化影响较小，可压实性强，在合适的含水率情况下用18~20T大吨位振动压路机进行碾压，由两侧路肩开始向路中心碾压，碾压时，后轮需重叠1/2轮宽；后轮必须超过两段的接缝处。

后轮压完路基全宽时，即为一遍，碾压一直进行到要求的密实度为止。

压路机的碾压速度，头两遍控制在1.5～1.7km/h之间，以后采用2.0～2.5km/h。

测定最后两次振压后的标高，控制在3米以内，外观密实无明显轮迹，达不到要求时继续复压，使表面密实。

压实后再测出相应部位的厚度，并严格记录。

根据试验段得出最佳碾压遍数为6～8遍，道路的两侧必须多压2～3遍。

严禁施工机械在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车，以免损坏基层。

3.5养生
养生是天然砂砾石施工时非常重要的一道工序，它直接影响天然砂砾石的密实度和外观质量，应设专人和洒水车进行养生，始终保持其表面湿润，防止由于缺水而在行车作用下造成松散。

养生期间可开放交通，但车辆只能缓慢行驶，利用行驶车辆的碾压及振动挤密使级配砾石进一步密实。

4.相应控制指标的测定方法
4.1干密度测定
干密度的测定，可采用灌砂法。

但由于超粒径砾石的尺寸大，开挖的试坑尺寸大，开挖的砾石多，费时费力。

因此对压实标准的控制可采用一些间接的方法
4.1.1用现场压实参数作为质量控制标准
依据经验，按照不同道路等级要求，选取外观上无明显轮迹，在规定的压实机械（规格、型号、碾重、振动频率、行车速度）条件下，用一定填铺厚度、碾压遍数进行控制压实的密实程度。

4.1.2表面沉降量控制
当填筑铺平后，在表面设置10-20个测点，涂上油漆做有色标志，用水准仪测定各点高程，经碾压后，再测定碾压后各点高程，计算沉降量平均值，与
松浦系数之比求得沉降率，根据沉降量、沉降率判断压实后的密实程度。

4.2弯沉值检测
当天然砂砾石分层填筑至规定标高时，必须进行弯沉值检测，其检验频率按每车道20m一点进行。

由于天然砂砾石系松散性材料，在初始阶段，其弯沉值离散性较大，且受基底强度影响较大，后期由于天然砂砾石形成了一个排水垫层的作用，加快基底排水固结，弯沉值将进一步提高。

为从严控制，天然砂砾石在施工期的弯沉代表值应不小于基层的设计规定，对个别弯沉值较大的点要找出其范围，进行返工处理。

5.结束语
选用合格的填筑材料是保证道路工程质量的重要条件之一，它不仅关系到道路工程的质量，同时还会影响施工进度和经济效益。

利用当地境内的砂砾石资源，对基层采用砂砾石填筑，既加快施工进度，又合理利用了天然资源，取得了良好的技术和经济效益。

参考文献
[1] JTJ 034-2000公路路面基层施工技术规范，人民交通出版社，2000。

[2]邓学钧，路基路面工程[M]，人民交通出版社，2005。