公路路面基层材料检验检测及其施工技术

公路路面基层材料检验检测及其施工技术

叶淞

攀枝花顺畅交通建设工程试验检测有限公司，四川 攀枝花 617000

摘要：公路路面基层是指在路基（或垫层）的表层，由一种具有特定技术手段的单一粒径的物质组成，其物质组成及质量的优劣，对道路的品质及使用性能有很大的影响。基层不管是水泥路面或沥青路面的应用中都是一个很重要的功能层，同时它也是道路中的承重层，主要起稳定路面的作用。

关键词：公路路面；质量检测；施工技术

中图分类号：U416

0引言

本人从事检测工作多年，主要是基层无机结合料配合比的设计及工地现场的铺筑及检测。现将基层从水稳层配合比的设计及试验根据自己经验以及设计文件，借鉴相关规范做以下见解：

1基层原材料要求

水泥强度等级为32.5或42.5的普通硅酸盐水泥，水泥初凝时间应大于3h，终凝时间应大于6h且小于10h。相对于现场铺筑而言，水泥的凝结时间对于铺筑影响在于，铺筑时更好摊铺压实，水泥作为结合料，碎石和砂更好的粘接在一起，凝结时间达到要求能至材料不至于离析。

水符合现行《生活饮用水卫生标准》的饮用水可直接作为基层材料拌和与养生用水。拌合使用的非饮用水应进行水质检验，技术要求应符合规范要求。养生用水可不检验不容物含量，其他指标应满足规范要求。

粗集料用于稳定材料的粗集料宜采用各种硬质岩石或砾石机工城的碎石，也可以直接使用天然砾石。各等级公路基层应采用4.75mm以上粗集料单一粒径的规格料。用于级配碎石或砾石的粗集料应有一定级配的硬质石料，不能含有土块有机物，粗集料需要控制最大公称粒径、通过率、4.75mm的颗粒含量。

细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配，需要注意0.075mm筛孔下的通过百分率。

材料分档与掺配，材料按公路等级和交通荷载分档，二级及二级公路不少于三档，高速及一级公路不少于四挡，材料的档数越细化，各档材料进行参配合成以后得到的连续级配的材料会很密实，能使结合料相应的减少，而且还能得到较高的强度。

2基层无机结合料配合比的设计

2.1原材料检验

相关的材料和结合料需要根据设计文件或规范要求进行试验，材料需全部合格以后才能进行下一步的试验。

2.2目标配合比设计

根据设计文件或规范选择级配范围，矿料的合成不应少于3条参配曲线，选择最靠近级配范围中值的一条曲线的参配比例进行试验，如下表1所示。

表1 矿料合成参配值

按照工程经验和相关规范掺入5个结合料不一样的掺量，进行原材料的击实试验，击实试验还需进行平行试验，求平均值，这步的目的主要是求出无侧限试件成型所需要的最大干密度和最佳含水量，例如下表2。

表2

再根据得出的五组最大干密度，最佳含水量，进行五组无侧限抗压试件成型，7天后进行试件抗压强度试验，选择合适于设计文件设计强度无侧限试件抗压强度的水泥剂量，然后验证混合料相关的设计文件及施工技术指标，满足要求以后做为生产配合比的最佳水泥剂量。

2.3生产配合比设计

通过试验研究，得到了料仓供料比例，水泥稳定体的允许滞后时间，以及胶凝物质用量的校准曲线，从而得到了结合料的最优含水量和最大干密度。

2.4施工参数

在此基础上，提出了一种适用于混凝土结构的粘结剂用量、混凝土结构的合理含水量和最大干容重，并对混凝土结构的各项技术参数进行了检验。确定无机结合料的最大干密度时建议使用重型击实试验方法，也可以采用振动压实试验方法。

3基层施工

3.1施工准备

材料应符合相关规范及技术指标，在施工现场应按规格分类堆放。

按照“合理配套、满足需要”的原则，以稳定材料厂搅拌设备为主要内容展开配套工作，搅拌站人员、配套机械设备、材料准备、原材料实验设备及人员都应该到位。对原料厂搅拌设备进行了调试，对计量仪表进行了校准，并对料斗通量和给水系统进行了计量，保证了计量的准确性。对建筑设备进行检修，确保设备完好。

提交混合料完整的目标配合比和施工配合比报告，按照施工参数确定各项材料参配比例，并得到监理工程师的批准。

3.2施工放样

在每20米间隔设置一根中线控制桩，以恢复中桩的稳定性。对于底基层，要对顶面高程进行严格的控制，使其在规定的范围之内，以路面结构基础的宽度为依据，将边线放出来，做钢绞线，之后再进行混合料的铺砌，在上料前，在每侧边线外0.25 m的地方，每隔10 m布置一个高程桩，并对其进行计算，从而得出虚铺高度，并在标高点位置挂线，对平摊铺机进行引导。

3.3水泥稳定碎石拌和

搅拌站必须在搅拌之前进行试验搅拌，根据试验搅拌来决定每个料仓的输送速度，并对每个料仓的物料用量进行了严格的控制。对级配砂进行了严格的控制，并对其进行了专用的存放，并对其进行了准确的测量。混合料的水分含量要依据气候温度状况，比最佳水分含量高0.5~1.0%，这样才能保证在运送到现场摊铺后，在碾压时的水分含量不低于最佳水分含量；搅拌要充分，经过试验搅拌，使所搅拌的混合料在颗粒组成、含水量、试件的干容重、强度等方面满足规范的要求。

3.4水泥稳定碎石装车、运输、卸料

在装车过程中，要保证每一车物料的重量都差不多，要用大吨的运输车运输，在装车之前要注意料仓关严，防止在道路上撒落；在加药过程中，应将车斗移位，以减小混料离析。在输送时保持车辆畅通，并尽可能早地将搅拌好的沥青材料运至铺设地点。在车辆卸料的时候，应该对卸料距离进行严格控制，在此需要指出的是，在运输过程中，如果车辆发生了故障，那么停留时间超过了混凝土初凝时间的成品料不可再用于铺筑。

4施工质量标准及控制

4.1一般规定

基层、底基层施工质量标准与控制应包括原材料检验、施工参数确定、施工过程中的质量检查和验收。施工过程中应配备试验检测人员。施工过程中如发现问题，应该加大检测的频率，必要时应停工整顿，查找原因。施工关键工序宜拍摄照片或录像保存。施工结束后需清理现场。

4.2材料检验

①确定原材料的天然含水率。②确定级配是否符合要求。③确定水泥的质量是否满足要求。④确定水质是否满足要求。

4.3铺筑试验路段

①基层长度宜为200-300m。②在试验段应检测原材料的全部技术指标、无机结合料的水泥剂量、无机结合料的含水率、无机结合料的级配、松浦厚度、压实度、混合料的击实试验（确定它的最大干密度、最佳含水率）、无侧限抗压试件强度。③应形成技术性文件，总结报告。④如试验段铺筑不符合要求，应重新铺筑，直至合格后，才能继续铺筑。

4.4施工过程中的检测

主要是外形尺寸检查和内在质量检查，检测项目有纵断高程、厚度、宽度、横坡、平整度、压实度、弯沉，如有任何一项指标应加大检测频率，找出有问题的地方，进行返修补强，当返修后还需进行试验检测。

用作基层的无机结合料稳定材料，当它的强度达到了一定的标准时，还应该对它的抗冲刷和抗裂性进行检测，其中，无机结合料稳定细粒材料，如水泥稳定土、水泥稳定石屑、强度能满足要求，但是抗冲刷性和抗裂性不足，并不适用于基层。

4.5试验检测方法

4.5.1基层纵断高程试验方法

把水准仪架到地基上平坦的地方，然后把水准尺放在纵向剖面的设计高度上，并以线路上的水准标点的高度为基准。测定标高并记录读值，对所有测点进行逐次检测，使其与水准线重合，重合误差满足三级标准。

4.5.2基层厚度试验方法

使用路面取芯机进行钻孔并提取样本，确保钻孔深度超过测试层的底部；请取出完整的芯样，并寻找其与下层之间的分界线；将芯样带进实验室进行试验研究。通过使用钢直尺或游标卡尺，沿着芯样圆周对称的十字方向测量表面至分界面的高度，共计四个位置，并计算其平均值，从而得出该层的厚度。清理干净坑中的残留物，用棉纱等吸干钻孔时留下的积水，干燥后需以同种材料填补压实。

4.5.3基层宽度试验方法

利用钢卷尺在垂直于中心线的方向上进行水平测量，以获取基层各个部分的宽度。在进行测量时，应确保钢卷尺保持水平，不得将其紧贴路面进行测量，同时也不能使用任何皮尺。

4.5.4基层横坡试验方法

在基层平顺处进行水准仪（全站仪）的调平，同时在道路中心以及基层与路基的交界处竖立水准尺,两测点应在同一横断面上，测量高程并分别记录读数。用钢卷尺测量两测点的水平距离。

4.5.5基层平整度试验方法

在测试位置的基层上，将一根长度为三米的直尺沿着道路纵向排列。通过观察三米长的直尺底面与路表面之间的距离，确定最大的间隙位置。测量长度时采用标准长度尺或刻度盘。将带有高度标线的塞尺插入间隙处，测量其最大间隙的高度，或者使用深度尺在最大间隙位置测量直尺上顶面距地面的深度，该深度减去尺高即为测试点的最大间隙高度。

4.5.6基层压实度试验方法

在测试现场，选择一块平坦表面并清扫干净，且面积不小于基板的面积，基板置于平坦表面。表面粗糙度较高时，在基板中孔处放置装有量砂灌砂筒并制作基板位置标识。打开灌砂简上的开关，使砂流入基板的中孔中，直至储砂筒中的沙子不再向下流动，开关闭合。取出灌砂筒称取储砂筒内砂质。取出基板并回收残留在试验地点的量砂中没有混有杂质并再次扫平其表面。将衬底放回原位并固定，沿衬底中孔凿孔（洞径与灌砂筒相同）。凿洞时，不应造成被凿料损失，要随时把被凿松料拿出装塑料袋或大锅盒封闭，以免水分蒸发。试洞深度要与测试层的厚度相等，但不允许掺混下层材料，并称洞中材料质量。在需要检测厚度的时候，首先要对厚度进行检测，然后对物料的总质量进行称重。在挖取的所有物料中选取具有代表性的样品置于铝盒或者干净搪瓷盘内进行含水率测试。储砂筒中的砂达到所需质量时，基板放置于试坑位置。灌砂简安放在基板中间，下口对准基板中孔，打开灌砂筒开关，让砂流人试坑内。在这段时间里，灌砂简不应该被碰伤，直至储砂简中的砂料不再向下流动，闭合开关将灌砂筒取出，并称量筒中残留砂料的品质。从储砂筒中取走量砂以便下一次实验中再次使用。取出基板并回收残留在试坑中没有混有杂质的量砂。清理坑口残留的砂料后回填和被测结构相同材料的填筑物，用铁锤分三至四层夯筑。回收量砂经干燥，筛过，静置

24h或更长时间，待与空气湿度平衡时可继续利用，如果量砂混入杂质时，应弃用。

4.5.7基层弯沉试验方法

把加载车停在试验路段试验地点，后轮通常要放在道路行车的轮迹带。在加载车后轮的轮隙中插入贝克曼梁，使其符合加载车的行驶方向，且梁臂不与轮胎接触。贝克曼梁测头放置在轮隙中心前30~50mm的测点，可以用2根贝克曼梁同时检测两侧轮迹的回弹弯沉。百分表固定于表架上，百分表测头置于贝克曼梁测定杆顶面上，轻叩贝克曼梁保证百分表归位正常。指挥加载车慢速行进，车速通常在5km/h附近，其百分表示值随着路面变形的不断增大而增大。在示值达到最大值后快速读出初读数。加载车继续前进，示值开始反向变化，当加载车驶出弯沉影响范围（约3m以上），百分表示值稳定后，读取最终读数。指挥加载车沿着轮迹带行进并行驶至下一个试验地点，以完成试验段回弹弯沉试验。

5结语

目前很多高速公路、国道、省道、县道面层都使用的是沥青混凝土路面，因其具有良好的平整度，表面坚实、无接缝，且经久耐用，透水性小，然而基层作为面层下的功能层，所以质量合格的基层有一定的强度能承受路面传下来的荷载，从而达到增加公路的使用寿命的作用，保障了交通安全，而且还节省经济的开支，具有很强的适用性。为了质量得到保障基层的检测往往也是密不可分的，需各个试验检测环节检测合格以后，才能进行下一道工序的铺筑。希望各位读者、同行读了我这篇论文能了解基层在公路中起到了哪些作用，相应的在施工及检测方面能帮助大家。

参考文献

[1]《公路路面施工技术规范》JTG/T F20-2015.

[2]《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTG E51-2009.

[3]《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004.

[4]《公路水泥混凝路面设计规范》JTG D40-2011.

[5]《公路路基路面现场测试规程》JTG 3450-2019.

[6]《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2017.