強基薄面對公路工程的作用

強基薄面對公路工程的作用

　　導語：“強基薄面”是修建塔里木沙漠公路的一種方法，在沙漠中筑路使用這種方法，筑路速度不但快，成本也只有國外同類公路的三分之一。

　　1、前言

　　2003年，省公路局在全省范圍內開展“瀝青路面規范化養護”勞動競賽活動，較好地推進了養路技術的進步，有力地推進了養路機械化的進程，有效地推進了養路生產的優質低耗，積極地推進了養路生產的結構調整，科學地推進了養護管理水平的提高。局黨委提出“12435”的工作思路，把“強基薄面”作為“規范化養護”的重要內容之一，這對降低養護成本、提高養護質量和延長公路使用周期具有十分重要的意義，它不僅是一種新技術、新工藝的創新，而且是一種觀念的創新，是認真實踐“三個代表”重要思想的具體體現。

　　2、“強基薄面”定義

　　公路是一條由路基、路面基層、路面面層組成的帶狀構造物，它主要承受自身重量及車輛在其上面行駛的作用，公路質量的好壞，取決于路基、路面基層、路面面層的好壞，影響著行車安全。路基是公路的基礎，承受著巨大的壓力，如果路基沒有足夠的承載力，那么路面做得再好也無濟于事，這就是這里強調的“強基”;路面基層是傳遞并承受力的中間部份，應有足夠的強度和厚度，有足夠的承載力，是“強基”的另一內容;路面面層是車輪直接作用的結構層，起磨耗和封水的作用，在“強基”的情況下可以做得薄一些，也就是所說的“薄面”。“強基薄面”就是通過認真處治原路基病害，合理選擇底基層、基層結構，適當增加基層厚度，切實做好基層封水，提高基層的整體強度和穩定性，同時采取技術措施保證面層與基層緊密結合，以減薄瀝青面層厚度，提高瀝青路面大修工程質量和投資效益，降低養護成本。“強基薄面”是相輔相成的，在“強基”的基礎上才可以“薄面”，在“薄面”的同時必須進行“強基”，不能片面強調“強基”或“薄面”。

　　3、“強基薄面”適用范圍

　　“強基薄面”作為一種新工藝在公路養護中提出，它不僅適用于各級公路的大中修工程、小修保養工程，而且還適用于各級公路的新建瀝青路面設計。這是一個徹底改決基層強度不足、投資效益低、工程質量差、養護成本高的有效途徑。

　　4、“強基薄面”施工應注意的問題

　　4.1　保證路基的堅實度

　　路基是公路的基礎，應有足夠的承載力，路基堅實是瀝青路面質量好壞的前提條件，故在施工路面時，應對路基作全面的調查、檢測，根據路基不同的病害采取不同的處治方法，并注意降低地下水位和及時排出路面積水，以保證路基有足夠的承載力和絕對的穩定性，路基堅實了，公路就有了保證。

　　4.2　保障路面基層的強度

　　路面基層是“強基薄面”的重點，路面基層的結構形式主要有：水泥穩定碎(礫)石基層、級配碎(礫)石基層、填隙碎石等多種結構形式，不論采取什么樣的結構形式進行補強，都應有足夠的強度，其結構強度往往取決于材料的類型和結構層的厚度，材料的類型應根據當地的料場因地制宜地選擇，厚度的確定應通過計算進行選定。不論怎樣，“強基薄面”中強調的重點，就是路面基層要有足夠的強度，離開了這一點，“強基薄面”就成了空中樓閣，也就不叫“強基薄面”了。

　　4.3　確保路面面層的質量

　　路面面層直接受行車的作用，并與外部自然因素相接觸，起到磨耗和封水的作用，另外還兼顧美觀和減少噪聲的作用，故做好路面面層質量優為重要。要做好路面面層，首先：選好骨料級配。試驗證明，骨料級配越好，空隙率就越小，瀝青混凝土的密度就越大，單位面積油耗就會越小，養護成本就會降低;其次：控制好油溫。油溫過高，瀝青容易老化，這樣會降低公路使用年限，油溫過低，瀝青和易性差，這樣會增加瀝青用量;再三：把好操作工藝關。操作工藝落后，是鋪不出好的路面，施工時應注意粒料的離析問題，路面的平整度、橫坡度問題及新老路間的施工接縫問題;第四：把握適宜的壓實。一方面把握混合料的壓實溫度，另一方面把握混合料的壓實遍數，再方面把握混合料的壓實工藝;只有這樣，才能夠保證“薄面”的質量，“薄面”才會經久耐用。

　　4.4　考慮粘層的牢固

　　汽車在路面上行駛時，面層會沿汽車行駛方向產生波動，車輛越重，行駛速度越快，波動就會越大，若粘層不牢，“薄面”就會剝離，形成擁抱、脫皮、松散等病害，這就要求在施工時，首先應徹底清除基層的塵土及松散粒料，其次是控制粘層噴灑油溫，噴灑用量及其均勻性，再三是控制面層料的鋪筑溫度，面層料鋪筑與粘層油噴灑之間的時間間隔。只有保證基層與面層牢固的形成一個整體，“薄面”才會穩定。

　　5、“強基薄面”結構層的設計及施工

　　現行“強基薄面”施工中，基層結構設計主要有：水泥穩定碎(礫)石基層、級配碎(礫)石基層、填隙碎石;面層結構設計主要有：乳化瀝青稀漿封層、熱拌瀝青混合料面層。

　　5.1　水泥穩定碎(礫)石基層

　　5.1.1　一般規定

　　1、水泥穩定碎(礫)石基層主要適用于三、四級公路的基層。

　　2、水泥穩定碎(礫)石基層通過0.075mm篩孔的細粒含量控制在約5～7%，細土的塑性指數不宜大于4。

　　3、水泥穩定碎(礫)石基層不宜做在軟質砂巖地段。

　　4、水泥穩定碎(礫)石基層中水泥劑量以水泥質量占全部粗細土顆粒的干質量的百分率表示，一般控制在4～5%之間，特殊情況下也不宜超過6%。含泥量不宜超過5%。

　　5.1.2　原材料

　　1、水泥：水泥可使用普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質硅酸鹽水泥，但應選用初凝時間和終凝時間較長(宜在6小時以上)的水泥，宜采用標號較低的32.5號水泥。

　　2、水：凡是人或牲畜的飲用水均可用于水泥穩定碎(礫)石穩定基層施工。

　　3、碎(礫)石顆粒：碎(礫)石單個顆粒的最大粒徑不應超過37.5mm，其組成應符合級配要求。壓碎值應不大于35%。有機質含量超過2%時，必須先用石灰進行處理，悶料一夜后再用水泥穩定。硫酸鹽含量超過0.25%時，不應用水泥穩定。

　　5.1.3　混合料

　　1、混合料的7d浸水抗壓強度應在2.5～3.0MPa之間。

　　2、混合料的最小厚度為24cm，增加厚度為6～10cm。

　　3、混合料的最佳含水量和最大干密度至少應做三個不同水泥劑量混合料的擊實試驗確定。

　　5.1.4　施工

　　1、準備工作

　　(1)在進行基層施工前，必須徹底對路基進行病害處理，如坑塘、沉陷、車轍、松散、路基不穩定、排水設施不完善等，確保路基強度和其穩定性。

　　(2)施工前應對所用各種材料進行調查、試驗，施工中不得隨意改動。

　　(3)施工前應對所用各種機械設備做全面檢查，并經調試證明性能處于良好狀態。

　　(4)在正式拌合鋪筑水穩層前，應先進行試驗路鋪筑，確定各項施工技術參數，一般試驗路鋪筑長度為100～200m為宜，水泥濟量為4～5%，碾壓最佳含水量為5.6～6.0%，風干含水量為4.8～5.1%，集料松鋪系數為1.28～1.31%，每層壓實遍數，先靜壓2遍，再振動4遍，最后靜壓1遍。

　　2、拌合

　　(1)拌合必須在中心站用廠拌設備集中拌合或采用專用穩定土集中廠拌機械拌制，嚴禁采用路拌法施工。

　　(2)拌合前應先進行灑水悶料，含水量略大于最佳含水量，以保證壓實時含水量不小于最佳含水量。

　　(3)不同粒徑的碎(礫)石以及細集料應分開堆放，集料中不應有雜質或泥土。雨季時應注意覆蓋，防止雨淋。

　　(4)拌合機與攤鋪機的生產能力應相匹配，以減少機械的待機情況。

　　3、攤鋪

　　(1)原則上應采用機械進行攤鋪，如確實不便采用機械進行攤鋪時，允許采用人工攤鋪。

　　(2)攤鋪時應嚴格控制基層厚度和高程，其路拱橫坡應與面層一致，攤鋪時必須掛線施工。

　　(3)攤鋪時應消除粗細集料離析現象，攤鋪結束后應盡快壓實，避免長時間涼曬。

　　(4)攤鋪時按“寧高勿低、寧刮勿補”的原則進行施工，嚴禁用薄層進行找補。

　　4、壓實

　　(1)壓實按“先兩邊后中間、先慢后快、先輕后重”的原則進行施工，彎道處可由內側向外側碾壓，碾壓時錯輪輪跡重疊寬度不得少于1/2輪寬。

　　(2)控制好碾壓車速、碾壓遍數和碾壓厚度，當厚度超過30cm時應分層攤鋪，分層壓實，宜下層薄，上層厚，上下層鋪筑碾壓時間間隔不能超過初凝時間。

　　(3)碾壓過程中，如有彈簧、松散、起皮等現象，應及時翻開重新拌合處理，使其達到質量要求，碾壓壓實度應控制在98%以上。

　　5、接縫

　　(1)橫向接縫：同日施工的兩工作段銜接處，應搭接拌合，前段尾部留5～8m不進行碾壓，待后段施工時對前段留下未壓部份，再加水泥重新拌合，與后一段一起碾壓;每天最后一段末端縫的處理：沿水穩層挖一條橫貫鋪筑層全寬，寬約30cm的槽，一直挖到下承層頂面，上下垂直，放兩根方木在槽內，在重新鋪筑時將方木除去，清掃干清，涂抹水泥漿，然后進行鋪筑。

　　(2)縱向接縫：水穩層的施工原則上避免縱向接縫，避免不了時也必須垂直相接，不得斜接，具體做法是：在前一幅靠中央的一側用方木或鋼膜板支撐，養生結束后，在攤鋪另一幅之前，拆除支撐方木或鋼膜。

　　6、養生

　　(1)每段碾壓完成并經壓實檢查合格后，應立即開始養生，養生宜用草席覆蓋養生，草席必須保持濕潤。

　　(2)養生期間原則上應封閉交通，不能封閉時應限制重型車輛通行和限制車速。

　　(3)養生時間一般不宜少于7d，養生結束后，必須將覆蓋物清除干凈，并立即噴灑透層瀝青，先做下封層，上封層宜在下封層后10～30d內開始鋪筑。

　　7、其它事項

　　(1)每天拌料前應檢查集料風干含水量，若有變化應進行調整。

　　(2)每天停機后，應清洗干凈拌合機，第二天開機時，應注意機內留下的水分。

　　(3)拌合集料時，應關閉料斗，斗滿放料，不能開斗拌合，直接用車接料，防止集料離析。

　　(4)水泥劑量應實行雙控，現場水泥滴定和總量控制的方法。

　　(5)禁止壓路機和車輛在鋪好的水穩層上調頭或急剎車。

　　5.2　級配碎(礫)石基層

　　級配碎(礫)石基層主要適用于三、四級公路的基層和底基層，級配碎(礫)石基層的一般規定、原材料、混合料、施工與水泥穩定碎(礫)石基層基本相同，可參考水泥穩定碎(礫)石基層進行施工，不同點是：

　　1、混合料中不需要水泥，混合料的最小厚度為28cm，增加厚度為9～15cm，對有機質含量和硫酸鹽含量不作規定，但應加強集料的悶料工作，一般應悶料三天。

　　2、級配碎(礫)石集料的液限要小于28%，塑性指數在潮濕多雨地區要求小于6，其它地區要求小于9。

　　3、每層壓實厚度不應超過15～18cm，用重型壓路機碾壓時也不應超過20cm。

　　4、養生不需要草席養生和不必封閉交通，當每段基層碾壓成型，并經壓實檢查合格后，立即噴灑透層瀝青后即可開放交通。

　　5.3　填隙碎石底基層

　　填隙碎石主要適用于三、四級公路的底基層，設計使用相對較少，在這里不再敘述，需要時可查閱技術規范。

　　5.4　乳化瀝青稀漿封層

　　5.4.1　稀漿封層

　　1、稀漿封層是一種冷拌瀝青混合料，具有骨料和瀝青混合的優點，相似情況下，稀漿封層具有比熱拌瀝青混合料高的模量，比較高的抗變形能力。

　　2、乳化瀝青稀漿封層主要作為“薄面”面層的下封層，起防水作用，不起承重性的結構作用。

　　3、乳化瀝青稀漿封層可用機械進行攤鋪，也可用人工進行攤鋪，機械攤鋪厚度為0.5～1.0cm，人工攤鋪厚度為0.7～1.0cm。

　　5.4.2　原材料

　　1、乳化瀝青：乳化瀝青是由兩種互不相溶的物質—瀝青和水組成的混合物，宜采用乳化石油瀝青，它是一種隨瀝青標號、級配乳液生產所使用的設備和化學試劑的變化而變化的瀝青產品，也稱瀝青乳液。

　　2、水：凡是人或牲畜的飲用水均可，用量根據稠度試驗確定。

　　3、礦料、礦粉、填料：應具有堅硬、耐磨、抗沖擊性好的特點，集料應潔凈、干燥、無風化、無雜質，其級配應合理。

　　5.4.3　稀漿混合料

　　1、稀漿混合料應具有較好的和易性，以便稀漿混合料的鋪筑。

　　2、稀漿混合料的初凝時間不能太長，太長會延長開放交通，給施工帶來困難，也不能太短，太短會給拌合、攤鋪帶來困難，保證不了質量。

　　3、稀漿混合料應控制好瀝青用量，瀝青用量小，稀漿封層容易松散，瀝青用量多，路面容易起擁抱，而且浪費瀝青材料。

　　4、乳化劑用量宜為瀝青質量的0.3%～0.8%。乳化劑水溶液的溫度宜為40OC～70OC，石油瀝青宜加熱至120OC～160OC，乳化瀝青制成后應立即使用，以不離析、不凍結、不破乳為度。

　　5.4.4　施工

　　1、準備工作

　　(1)清潔基層表面，可氣吹或水洗，鋪筑稀漿封層前，應先噴灑瀝青乳液透層。

　　(2)在干燥的天氣，臨近攤鋪前需噴灑少量水以潤濕原路面。

　　(3)施工前應對所用各種機械設備做全面檢查，并經調試證明性能處于良好狀態。

　　2、機械拌合與鋪筑

　　(1)裝好料的攤鋪機開至施工起點，調整攤鋪箱厚度與路拱，使攤鋪箱周邊與基層帖緊，確認各料門的高度和開度。

　　(2)開動發動機，接合拌合缸和離合器，攪拌軸運轉，開啟攤鋪箱螺旋分料器，打開各料門控制開關，進料進水，噴出乳液，分勻乳液，調節水量，啟動底盤，鋪筑稀漿混合料。

　　(3)混合料鋪筑后，立即進行人工找平，應特別注意拉痕，當攤鋪機上任何一種材料用完時，應關閉所有材料輸送的控制開關，將機內混合料攪拌均勻，攤鋪完后停止前進，移開攤鋪機，清洗攪拌缸和攤鋪箱，查對材料剩余量。

　　(4)當用人工拌合鋪筑時，灑布第一層乳化瀝青用量為1.8～2.0kg/m2,灑布第二層乳化瀝青用量為1.0～1.2kg/m2，灑布時油溫不得超過60OC。

　　3、養護成型

　　稀漿封層施工后有一個破乳成型過程，養護的時間，視稀漿混合料水的驅除及粘結力的大小而變化，破乳成型后，即可開放交通，但在破乳成型期間應嚴禁任何車輛和行人進入，對施工時產生的一些缺陷，應在開放交通前進行修補。

　　5.4.5　技術指標

　　1、可拌合時間Tm：大于120S。

　　2、稠度值CV：機械拌合攤鋪2～3cm;人工拌合鋪筑3～5cm。

　　3、磨耗量WTAT：小于800g/m2。

　　4、粘附砂量LWT：小于600g/m2。

　　5、粘結力CT：初凝120N.cm，固化200N.cm。

　　5.5　熱拌瀝青混合料面層

　　5.5.1　一般規定

　　1、熱拌瀝青混合料面層主要作為路面的面層，是“強基薄面”中常用的面層類型，AC-16I或AC-13I瀝青混凝土和AM-16I或AM-13I瀝青碎石是最為常用的類型。

　　2、熱拌瀝青混合料面層的鋪筑厚度一般控制在3～4cm，鋪筑應采用機械化連續施工。

　　5.5.2　原材料

　　1、瀝青：瀝青宜采用重交通道路石油瀝青，瀝青進場應附有瀝青質量檢驗單，并按規定要求進行試驗;瀝青的標號應根據地區氣候條件、施工季節氣溫、路面類型、施工方法具體確定;瀝青應按不同來源、不同標號分開存放，不得混雜;瀝青使用期間，在罐或貯油池中的溫度應保持在130oC～180oC之間;瀝青要避免長時間存放，在貯存、使用及存放過程中應有良好的防水措施。

　　2、集料：集料的粒徑應符合級配要求，應為堅硬、耐磨、抗沖擊性好的各類碎石、天然砂、機制砂及石屑，不得使用篩選礫石、礦渣、軟質等集料;集料應潔凈、干燥、無風化、無雜質，具有足夠的強度，耐磨耗性，具有良好的顆粒形狀，與瀝青有良好的粘結能力;經檢驗屬于酸性巖石的石料，應采取抗剝離措施。

　　5.5.3　混合料

　　1、瀝青混合料應具有良好的勁度、穩定性、耐久性、滲水性、施工和易性、疲勞特性、抗滑性、抗水損害能力，各項指標均應通過試驗具體確定。

　　2、混合料配合比設計采用馬歇爾穩定度法，通過設計確定瀝青混合料的材料品種、礦料級配及瀝青用量。

　　5.5.4　施工

　　1、準備工作

　　(1)施工前對所用各種材料進行調查、試驗，施工中不得隨意改動。

　　(2)施工前應對所用各種機械設備做全面檢查，并經調試證明性能處于良好狀態。

　　(3)清掃下封層，使其表面清潔、無浮土。

　　2、拌合

　　(1)瀝青混合料的拌合必須在瀝青拌合廠(場、站)采用拌合機械拌制，拌合廠應符合國家有關環境保護、消防、安全的規定。

　　(2)瀝青混合料可采用間歇式拌合機或連續式拌合機拌制，各類機械均應有防止石礦粉飛揚散失的密封性能及除塵設備，并有檢測拌合溫度的裝置，一般瀝青混合料出廠的正常溫度為130OC～160OC，當出廠溫度超高正常溫度30OC時，混合料廢棄。

　　(3)掌握好各料倉的供料比例、集料和瀝青的加熱溫度及混合料的拌合時間，以混合料拌合均勻、所有礦料顆粒全部裹覆瀝青混合料為度，瀝青混合料應均勻一致、無花白料、無結團成塊或嚴重的粗細料分離現象。

　　(4)瀝青混合料拌制好后應立即鋪筑，不鋪筑時應有保溫設備，但儲料時間應以符合攤鋪溫度要求為準，一般不超過72h。

　　3、運輸

　　(1)應采用較大噸位的自卸汽車運輸，車廂清掃干清，并涂一薄層油水混合液，但不得有余液積聚在車廂底部。

　　(2)運料車應用篷布覆蓋，用以保溫、防雨、防污染，運料車的運量應較拌合能力或攤鋪速度有所富余，攤鋪機前應有運料車在等待卸料。

　　(3)攤鋪過程中，運料車不得撞擊攤鋪機，卸料過程中運料車應掛空檔，靠攤鋪機推動前進。

　　4、攤鋪

　　(1)瀝青混合料攤鋪應采用機械進行攤鋪，攤鋪前應在料斗內涂刷少量防止粘料用的柴油，并檢查下層的質量。

　　(2)攤鋪機自動找平，初步壓實的攤鋪層應符合平整度、橫坡度的規定要求，控制好攤鋪溫度及攤鋪厚度，正常攤鋪溫度為110OC～130OC，攤鋪壓實松鋪系數1.15～1.35。

　　(3)攤鋪混合料必須緩慢、均勻、連續不間斷地攤鋪，攤鋪過程中不得隨意變換車速或中途停頓，刮板兩側應保持有不小于送料器高度2/3的混合料。

　　(4)攤鋪混合料時應不發生離析現象，原則上不應用人工反復修整，路面狹窄部份、平曲線半徑過少的匝道或加寬部份，可用人工攤鋪，但應注意攤鋪質量。

　　5、壓實

　　(1)壓實應選擇合理的壓路機組合方式及碾壓步驟，壓實后的瀝青混合料應符合壓實度及平整度的要求。

　　(2)壓實應按初壓、復壓、終壓三個階段進行，控制壓實車速，壓實過程中以減小推移、開裂為原則，壓實至路面無輪跡即可。

　　(3)壓實過程中，壓路機不得任意轉向、調頭或停車，在壓路機無法壓實的的局部地區，應采用振動夯板壓實，在當天碾壓未冷卻的面料層上，不得停放任何機械設備或車輛，不得散落礦料、油料等雜物。

　　6、接縫

　　(1)縱向接縫：在有條件的情況下一般采用熱接縫處理，當半幅施工，不能采用熱接縫處理時，宜加設擋板或采用切刀切齊，按平接縫處理。

　　(2)橫向接縫：橫接縫可采用斜接縫或平接縫處理。

　　(3)接縫原則上應做到緊密結合，充分壓實，連接平順。

　　7、開放交通及其它事項

　　(1)熱拌瀝青混合料路面鋪筑完自然冷卻，混合料表面溫度低于50oC后，方可開放交通，需提早開放交通時，可灑水冷卻降低混合料溫度。

　　(2)熱拌瀝青混合料路面原則上應避免雨季施工，需在雨季施工時，應采取相應措施。

　　5.5.5　技術指標

　　1、石料壓碎值：不大于30%。

　　2、洛杉磯磨耗損失：不大于40%。

　　3、視密度不小于：2.45t/m3。

　　4、吸水率不大于：3%。

　　5、對瀝青的粘附性：不小于3級。

　　6、細長扁平顆粒含量：不大于20%。

　　7、軟石含量：不大于5%。

　　8、破碎礫石的破碎面積：不小于40%。

　　9、砂當量：不小于50%。

　　10、瀝青用量：AC-16I型4.0～6.0%;AC-13I型4.5～6.5%;AM-16I型3.0～4.5%;AM-13I型3.0～4.5%。

　　11、混合料穩定度：大于5KN。

　　12、混合料流值：20～45(0.1mm)。

　　13、混合料空隙率：瀝青混凝土3～6%;瀝青碎石大于10%。

　　14、瀝青飽和度：瀝青混凝土70～85%;瀝青碎石40～60%。

　　6、結束語

　　從我段近兩年來大修油路的工程質量情況可以看出，“強基薄面”的構想是切實可行的，它既保證了施工的工程質量，提高了投資效益，又降低了施工的工程成本，這對我省的公路建設起到了極其重要的作用。“強基薄面”它不僅適用于各級公路的大中修工程、小修保養工程，而且還適用于各級公路的新建瀝青路面設計，它的發展前途是非常大的、應用范圍是非常廣的。當然，一種新事物的產生，有它的時代背景，如何讓它繼續為公路建設發揮更為重要的作用，取決于它的優越性，更取決于人們對它的正確理解與應用，讓我們正確應用“強基薄面”這一科學創新，為公路建設作出更大的貢獻。

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