公路工程中天然砂礫的應用論文
摘要：天然砂礫具有強度高、剛度大、穩定性強、透水性好、工后沉降小等諸多優點，在公路工程中得到廣泛應用。文章對天然砂礫在公路工程中路基填筑、路面結構層的應用，分別從施工工藝、質量控制及存在問題和注意事項等方面進行介紹，以供參考。
關鍵詞：天然砂礫；路基填筑；路面基層；公路工程；路面結構層
天然砂礫具有強度高、剛度大、穩定性強、透水性好、工后沉降小等諸多優點，在公路工程中得到廣泛應用。在此，筆者結合多年的工程實踐和點滴積累，談談天然砂礫在公路工程中的應用。
1天然砂礫在路基填筑中的應用
筆者最早接觸天然砂礫是在1998年，當年涉左公路涉縣段改建工程開工建設，該工程起于涉縣城，依山傍水，沿清漳河蜿蜒西進，止于冀晉省界，全長27km。按山嶺重丘區二級公路標準改建，路面寬11.5m，兩側各設0.25m的水泥混凝土路緣石；城區段為2m綠化帶＋16m主道＋2m綠化帶＋6m輔道。在路基填筑中，全部采用清漳河中的天然砂礫填筑，疏河筑路、變廢為寶、節約土源、經濟環保，僅路基節約土源就近80萬方。用砂礫填筑的路基剛度大、強度高、穩定性強、透水性好、工后沉降��；與土方路基相比，基本不必操心含水率，好“侍弄”；受雨水影響小，不翻漿，不須晾曬，雨過天晴即可復工，雨期能趕工期，可謂好處多多。自涉左公路改建工程始，筆者就與天然砂礫結下了“不解之緣”。在后來的公路工程中，河茅公路、陽索公路、平涉公路涉縣南段等改建工程，全部采用天然砂礫筑路。不斷積累，不斷總結，不斷完善，逐漸掌握了天然砂礫筑路的施工工藝。
1.1施工工藝和施工要點
用于公路路基的填料要求挖取方便、壓實容易、強度高、水穩定性好，天然砂礫很符合這一要求。天然砂礫填筑路基的施工工藝比較簡單，主要控制砂礫的最大粒徑、虛鋪厚度等。用于路堤填筑的天然砂礫最大粒徑為15cm，用于路床填筑的最大粒徑為10cm。在取料時和路基填筑施工現場揀出超大粒徑的礫石，取料處為主，填筑現場為輔。路堤填筑時，必須根據設計斷面，分層填筑、分層壓實。宜采用水平分層填筑施工。如原地面不平，應先低后高，由最低處分層填起，每填一層，經壓實符合規定要求后，再填筑上一層。且逐步與縱坡平行。路堤填筑要“多填多壓”。寬度每側應寬于填層設計寬度為30～50cm，壓實寬度不得小于設計寬度，以確保路基邊緣壓實符合要求，路堤填筑完成后再進行削坡。填筑時，合理卸料，宜采用“卸高推低法”，以防出現粗細料集中的離析現象。一旦出現離析料“窩”，要進行處理。天然砂礫的最大虛鋪厚度應以路基填筑試驗段為準。用大型推土機攤鋪和初平，平地機精平，輔以人工整平。平整度越好，壓實質量就越均勻，路基整體性就越強。也可以這樣說，沒有平整度，就沒有壓實度。在此指出一條施工經驗：路基在攤鋪、整平后，壓實前要盡量多灑水，適時進行碾壓，效果非常理想。路基壓實機械組合和碾壓遍數要以路基填筑試驗段為準。一般用振動壓路機和三輪靜碾壓路機聯合碾壓，振動壓路機先穩壓一遍，再振動3～4遍，最后用三輪靜碾壓路機碾壓1～2遍，壓至表面沒有輪跡為止，這就是“無跡為終”。有條件的話，用拖碾碾壓效果會更好。
1.2質量控制要點
天然砂礫路基填筑的質量，主要是控制壓實質量，用“壓沉值”法檢測。具體方法如下：在壓實成型的路基填筑層面上，平放個10cm*10cm的鋼板。在鋼板上立塔尺，用水準儀讀數并做記錄，然后在振動壓路機開振狀態下碾過鋼板，再在鋼板上立塔尺，用水準儀讀數并做記錄，比較兩次讀數的差值，若在0～2mm之間，則表明該點壓實質量合格，再檢測下一個點；若差值大于2mm，則表明此層路基壓實質量不合格，需繼續碾壓，直至合格為止。壓沉值必須一層一檢。檢測頻率不得少于土方路基壓實度的檢測頻率。
1.3存在問題及注意事項
砂礫路基填筑施工中，超大粒徑的.控制問題比較突出，揀出來較費時費力。與土方路基相比，由于填料粒徑大，路基平整度較難控制。砂礫路基填筑質量的檢測方法，還有待于進一步研究和規范。另外，在橋涵、擋土墻等構造物的基底換填處理中，天然砂礫是很理想的換填材料，在橋涵臺背、擋墻墻背回填施工中也是常用材料。
2天然砂礫在路面基層（底基層）中的應用
天然砂礫在路面基層（底基層）中的結構形式有石灰穩定砂礫、水泥穩定砂礫、水泥穩定碎礫石等。仍從涉左公路涉縣段改建工程談起，該工程的路面結構形式為18cm石灰穩定砂礫底基層＋18cm水泥穩定砂礫基層＋9cm瀝青混凝土面層。需特別指出的是，涉左公路改建工程，創造了15年沒有大修的奇跡，該公路可是條晉煤外運的大通道。實踐證明，天然砂礫“功不可沒”。在后來的公路工程中，為了更好地控制最大粒徑，加快整平速度，提高整體鋪筑效果，還用了水泥穩定碎礫石基層（底基層）�？傮w上講，它是三種結構形式中最優的。
2.1施工工藝和施工要點
石灰穩定砂礫、水泥穩定砂礫、水泥穩定碎礫石等三種路面結構層施工工藝的共性特點：基層（或底基層）施工前，必須在正式路線上按正規方法鋪筑試驗段，以確定松鋪系數、水泥（石灰）劑量、最佳含水率、壓實度、機械組合和碾壓遍數等施工參數�；鶎樱ɑ虻谆鶎樱┗旌狭系陌韬停龅接嬃烤_、拌和均勻、干濕適宜、色澤一致。運輸車輛要備覆蓋物，以減少水分損失，卸料時不掀開最好。基層（或底基層）鋪筑時，一定要保證下承層表面濕潤，否則基層（或底基層）混合料底部一定范圍內的水分容易被下承層吸去，影響基層（或底基層）強度的形成�；鶎樱ɑ虻谆鶎樱╀佒䲡r，嚴格控制鋪筑厚度，厚度不足，承重能力減弱，影響公路使用壽命�；鶎樱ɑ虻谆鶎樱╀佒䲡r，用平地機精平時，只能向鋪筑的前進方向刮，且以不超過3遍為好，不得來回刮�；鶎樱ɑ虻谆鶎樱┑哪雺海鯄河秒p鋼輪穩壓；復壓用振動壓路機；終壓用三輪靜碾壓路機、膠輪壓路機�；鶎樱ɑ虻谆鶎樱╀佒䲡r，嚴把平整度關。因為平整度要向上反射，初壓后發現表面低洼處，嚴禁用薄層貼補法進行找平，以免形不成整體，一定要耙松該處后再補混合料。養生期內覆蓋養生最好，灑水養生要確保其表面濕潤，不應忽干忽濕。剛開始灑水時要噴霧式灑水，不得用高壓噴水，以免破壞基層（底基層）結構。還要實行交通管制，除施工車輛可慢速通行外，禁止一切機動車輛通行。石灰穩定砂礫、水泥穩定砂礫、水泥穩定碎礫石等三種路面結構層施工工藝的個性特點：石灰穩定砂礫：一是保證石灰質量，且要充分消解。一般存放超過6個月要復合材質；二是砂礫集料的最大粒徑和級配應符合規范要求。砂礫必須過篩。水泥穩定砂礫：一是水泥質量要符合設計和技術規范要求；二是砂礫集料的最大粒徑和級配應符合規范要求。砂礫必須過篩。三是從拌和、攤鋪、整平到碾壓成型，不得超過水泥的終凝時間，否則將降低基層的強度。這就要求施工緊湊，速度要快，且合理安排日進度。水泥穩定碎礫石：一是水泥質量要符合設計和技術規范要求；二是碎礫石集料的最大粒徑和級配應符合規范要求；三是從拌和、攤鋪、整平，到碾壓成型，不得超過水泥的終凝時間，否則將降低基層的強度。這就要求施工緊湊，速度要快，且合理安排日進度。實踐證明，水泥穩定砂礫和水泥穩定碎礫石混合料拌和，含水率略大于最佳值為宜。如用穩定土集中廠拌機械拌制混合料，用穩定土攤鋪機攤鋪，鋪筑效果更佳，且能加快施工進度。
2.2質量控制要點
石灰穩定砂礫、水泥穩定砂礫、水泥穩定碎礫石等三種路面結構層的鋪筑質量，主要是控制壓實度、強度和厚度等。要采取切實有效措施減少結構層出現裂縫，如砂礫、碎礫石集料的級配要嚴格控制，特別是5mm以下細粒料不得超過規定值，最好用低限；在確保強度的前提下，石灰、特別是水泥用量寧低勿高；養生期要保證；上層施工要緊湊（減少空氣中暴露時間），不要縮短工期，也不要人為延長工期。
2.3存在問題及注意事項
砂礫的篩選要控制嚴格，否則影響鋪筑質量和鉆取芯樣。水泥穩定砂礫、水泥穩定碎礫石從拌和開始直至碾壓成型的施工時間要嚴格控制，不得超過水泥的初凝時間。水泥穩定砂礫、水泥穩定碎礫石基層（或底基層）裂縫的預防措施，還有待于進一步積累和總結。
3結語
天然砂礫因其諸多優點，而在公路工程中得以廣泛應用，但是砂礫路基填筑質量的檢測方法還有待于進一研究和規范；石灰、水泥穩定砂礫最大粒徑能夠最大限度地放寬到多大，還有待和同行一道在施工中進一步探索和總結。在此，筆者只起一個拋磚引玉的作用。
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