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摘要：合格的路基压实度是实现道路承载力和稳固性、减小不均匀沉降的重要保证。非洲国家基础设施建设的材料机械设备匮乏，但其采用的欧美技术标准又较高，这就为工程的实施提出了挑战。本文以非洲某国家市政道路工程为例，分析得出影响级配碎石基层压实度的三个主要因素，并针对这三个主要影响因素结合工程实际进行研究，提出切实可行的技术方法，经工程实际验证表明该方法能有效提高碎石路基压实度。同时该方法的应用也给类似工程项目提供了一定的参考价值。
关键词：国际工程；技术标准；级配碎石路基；压实度
1 现状调查
该市政道路工程项目的咨询公司结合欧美的技术标准，要求该项目所抽测点的级配碎石基层压实度全部不小于99%，而当地的材料机械设备匮乏，施工条件恶劣，环境条件复杂，这就为满足所抽测点的级配碎石基层压实度全部不小于99%的目标制造了一定的难度。
2 原因分析
首先，本项目施工分包商机械设备资源有限，施工分包商在对不同粒径组的石料进行掺混拌合以及对基层级配碎石合成料进行摊铺施工时，没有采用专业的拌合站对不同级配碎石料进行拌合，也没有采用摊铺机进行摊铺施工，而是结合非洲当地施工经验采用挖掘机进行翻拌及使用推土机、平地机进行沿线再翻拌及铺筑的半人工半机械的施工方法，因此基层级配碎石料拌合的均匀性较难控制。
其次，项目周边没有可利用的天然料场，所使用的基层级配碎石只能去很远的石料站购买运回公司基地，经过配比拌合后再运到项目现场集料堆场，再根据所需数量从集料堆场运至施工路段，加之当地早晚温差大，旱季日晒强烈，雨季降雨频繁雨强大历时短，使得基层级配碎石料的含水率变化很大，在没有对料场进行防护的情况下，细粒料很容易冲刷丢失。
此外碾压方法是影响基层级配碎石料压实度合格率的最直接最重要因素，基层级配碎石拌合料的松铺厚度、压路机的振动参数、行进速度，碾压遍数、填筑层表面平整度以及级配料摊铺后到碾压结束的时间控制，这些都影响着压实度的合格率。
通过以上分析，得出影响级配碎石基层压实度的三个主要因素分别为：基层级配碎石料拌合的均匀性、合成级配料的含水率以及碾压方法。
3 制定对策
针对以上三个影响级配碎石基层压实度的三个主要因素，结合工程实际经研究得出相应的切实可行的优化技术方法，包括优化的基层级配碎石料拌合方法、为满足所需的含水率需要添加的水量和高效的碾压机械参数（松铺系数、碾压遍数、振动碾行车速度、振动参数等），从而确保基层压实度满足本项目技术规范要求。
4 具体实施
4.1 基层料拌合
基层级配碎石料拌合的均匀性是影响基层级配碎石施工质量的重要原因之一，而基层级配碎石料拌合是否均匀主要取决于拌合方法。因此本项目制定了如下基层级配碎石料拌合质量的控制措施：
（1）将拌合场地硬化，尽量避免土壤等杂质混入拌合料，影响配合比精度。针对级配碎石的级配质量控制问题，在正式拌合前，对五种原材料以及在实验室试配好的集料进行取样试验，测出五种原材料和试配好的集料的堆积表观密度。
（2）根据前期项目部实验室确定的配合比，以及考虑到挖掘机的拌合效率，确定一个拌合批量（比如500m3）:①由集料的堆积表观密度可算出该批量集料的总重量；②根据试验室试配确定的五种粒径组的质量配合百分比，确定五种石料的重量；③根据试验室确定的五种石料的堆积表观密度，确定五种石料的体积和体积比；④提前测量出挖掘机铲斗、翻斗车的容积，用作拌合料上料的体积量测工具，五种石料体积的测量根据自卸车或者挖掘机的斗方来确定。基层级配碎石掺混拌合的配合比如下表所示。
表1 基层级配碎石施工配合比表
（3）将五种粒径组石料进行掺混拌合的方法，采用五种料分层摊铺，层层叠加，自下而上粒级从大至小的翻拌掺混拌合方式，这样在翻拌过程中细粒料可以通过下面大粒径的空隙起到连锁填充作用，有助于级配料的均匀搅拌。掺混拌合方法示意图如下所示：
图1五种粒径组石料的掺混拌合方法示意图
4.2 含水率控制
在将五种粒径组的级配料进行掺混拌合过程中要加水以保证合成的基层碎石级配料有个合适的含水率以便在道路基层摊铺碾压中使压实度达到技术规范的要求。考虑到掺混拌合好的级配料在运输过程中的水分蒸发损失，可以在掺混拌合过程中加一定水量使含水率达到最优含水率的基础上，多加两个点(具体应根据当地气温、风速、相对湿度及运距综合考虑确定)的含水率。所需加的水量可按下式计算：
式中：?m—所需加水量（kg）；
m—基层碎石集料总重量(kg);
W0—由实验室试配成功后得到的基层碎石集料中的原有含水量（kg）;
W1—由实验室试配成功后得到的基层碎石集料最优含水率。
在本次实际生产中，由实验室试配成功后得到的基层碎石集料的原有含水率为1.8%，最优含水率为6.9%，考虑到搅拌好后的级配碎石集料在运输途中的水分蒸发损失，另加2个点的含水率，那么本次500m3拌合批量的基层碎石集料总共所需的加水量为59318kg。
4.3 碾压方法
碾压方法是影响基层级配碎石料压实度合格率的最直接最重要因素，因此施工过程对碾压过程中的压实度进行了多次动态试验跟踪,如下表所示：
表2 基层级配料压实度动态跟踪表
通过试验路段的施工，搜集了相关施工参数：松铺厚度为18cm，压实后厚度为15cm，松铺系数为1.2；采用徐工YZ14JC型18吨压路机，碾压遍数为5遍（静压1遍，强振4遍，激振力为270.5KN）；振动碾行车速度控制在2Km/h左右；料场中在对不同粒组的级配碎石料进行掺混拌合过程中，将含水率控制约为8.9%，将合成的基层碎石集料运输到现场进行摊铺填筑并碾压达到99.5%压实度时的含水率约为6.9%（试验室最优含水率6.9%）。
在本次工程施工中，还总结了解决道路基层填筑施工一直存在填筑层表面平整度差的办法：①填料摊铺前每隔20m预埋一组高程标示桩，控制填料松铺厚度，确保填筑层表面平整度误差控制在±2cm以内；②通过静压1遍使松铺填料在强振碾压前铺筑厚度均匀，从而避免出现局部薄层或裂缝；③严格按照试验碾压遍数控制，避免因为过碾造成的表面裂纹及填筑层表面薄层分离。
5 试验成果检验
将经以上研究提出的优化技术方法应用到道路S10-B（K0+00-K0+80）路段，以及道路S12（K0+20-K0+100）路段，严格按照以上程序施工，在监理工程师的旁站监督下，先后该路段进行了压实度检测，试验成果检验如表3至表5所示，所有检测点的压实度达到不小于99%的要求，合格率达到100%。
表3 道路S10-B（0+00-0+80）路段基层压实度实测表
表4道路S12（0+20-0+100）路段基层压实度实测表
以上两个路段的压实度检测结果表明，该方法的应用使道路基层级配料压实度施工质量满足了本项目技术规范的要求，说明针对基层级配碎石料拌合的均匀性、合成级配料的含水率以及碾压方法这三个主要影响因素提出的技术方法是切实可行的。同时该方法的应用给类似工程项目提供了一定的参考价值。
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论文作者:余翔1,范小三2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年3月上
论文发表时间:2017/6/28
标签：碎石论文; 基层论文; 压实论文; 方法论文; 五种论文; 含水率论文; 石料论文; 《建筑学研究前沿》2017年3月上论文;