强基薄面对公路工程的作用

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强基薄面对公路工程的作用

　　导语：“强基薄面”是修建塔里木沙漠公路的一种方法，在沙漠中筑路使用这种方法，筑路速度不但快，成本也只有国外同类公路的三分之一。

强基薄面对公路工程的作用

　　1、前言

　　2003年，省公路局在全省范围内开展“沥青路面规范化养护”劳动竞赛活动，较好地推进了养路技术的进步，有力地推进了养路机械化的进程，有效地推进了养路生产的优质低耗，积极地推进了养路生产的结构调整，科学地推进了养护管理水平的提高。局党委提出“12435”的工作思路，把“强基薄面”作为“规范化养护”的重要内容之一，这对降低养护成本、提高养护质量和延长公路使用周期具有十分重要的意义，它不仅是一种新技术、新工艺的创新，而且是一种观念的创新，是认真实践“三个代表”重要思想的具体体现。

　　2、“强基薄面”定义

　　公路是一条由路基、路面基层、路面面层组成的带状构造物，它主要承受自身重量及车辆在其上面行驶的作用，公路质量的好坏，取决于路基、路面基层、路面面层的好坏，影响着行车安全。路基是公路的基础，承受着巨大的压力，如果路基没有足够的承载力，那么路面做得再好也无济于事，这就是这里强调的“强基”;路面基层是传递并承受力的中间部份，应有足够的强度和厚度，有足够的承载力，是“强基”的另一内容;路面面层是车轮直接作用的结构层，起磨耗和封水的作用，在“强基”的情况下可以做得薄一些，也就是所说的“薄面”。“强基薄面”就是通过认真处治原路基病害，合理选择底基层、基层结构，适当增加基层厚度，切实做好基层封水，提高基层的整体强度和稳定性，同时采取技术措施保证面层与基层紧密结合，以减薄沥青面层厚度，提高沥青路面大修工程质量和投资效益，降低养护成本。“强基薄面”是相辅相成的，在“强基”的基础上才可以“薄面”，在“薄面”的同时必须进行“强基”，不能片面强调“强基”或“薄面”。

　　3、“强基薄面”适用范围

　　“强基薄面”作为一种新工艺在公路养护中提出，它不仅适用于各级公路的大中修工程、小修保养工程，而且还适用于各级公路的新建沥青路面设计。这是一个彻底改决基层强度不足、投资效益低、工程质量差、养护成本高的有效途径。

　　4、“强基薄面”施工应注意的问题

　　4.1　保证路基的坚实度

　　路基是公路的基础，应有足够的承载力，路基坚实是沥青路面质量好坏的前提条件，故在施工路面时，应对路基作全面的调查、检测，根据路基不同的病害采取不同的处治方法，并注意降低地下水位和及时排出路面积水，以保证路基有足够的承载力和绝对的稳定性，路基坚实了，公路就有了保证。

　　4.2　保障路面基层的强度

　　路面基层是“强基薄面”的重点，路面基层的结构形式主要有：水泥稳定碎(砾)石基层、级配碎(砾)石基层、填隙碎石等多种结构形式，不论采取什么样的结构形式进行补强，都应有足够的强度，其结构强度往往取决于材料的类型和结构层的厚度，材料的类型应根据当地的料场因地制宜地选择，厚度的确定应通过计算进行选定。不论怎样，“强基薄面”中强调的重点，就是路面基层要有足够的强度，离开了这一点，“强基薄面”就成了空中楼阁，也就不叫“强基薄面”了。

　　4.3　确保路面面层的质量

　　路面面层直接受行车的作用，并与外部自然因素相接触，起到磨耗和封水的作用，另外还兼顾美观和减少噪声的作用，故做好路面面层质量优为重要。要做好路面面层，首先：选好骨料级配。试验证明，骨料级配越好，空隙率就越小，沥青混凝土的密度就越大，单位面积油耗就会越小，养护成本就会降低;其次：控制好油温。油温过高，沥青容易老化，这样会降低公路使用年限，油温过低，沥青和易性差，这样会增加沥青用量;再三：把好操作工艺关。操作工艺落后，是铺不出好的路面，施工时应注意粒料的离析问题，路面的平整度、横坡度问题及新老路间的施工接缝问题;第四：把握适宜的压实。一方面把握混合料的压实温度，另一方面把握混合料的压实遍数，再方面把握混合料的压实工艺;只有这样，才能够保证“薄面”的质量，“薄面”才会经久耐用。

　　4.4　考虑粘层的牢固

　　汽车在路面上行驶时，面层会沿汽车行驶方向产生波动，车辆越重，行驶速度越快，波动就会越大，若粘层不牢，“薄面”就会剥离，形成拥抱、脱皮、松散等病害，这就要求在施工时，首先应彻底清除基层的尘土及松散粒料，其次是控制粘层喷洒油温，喷洒用量及其均匀性，再三是控制面层料的铺筑温度，面层料铺筑与粘层油喷洒之间的时间间隔。只有保证基层与面层牢固的形成一个整体，“薄面”才会稳定。

　　5、“强基薄面”结构层的设计及施工

　　现行“强基薄面”施工中，基层结构设计主要有：水泥稳定碎(砾)石基层、级配碎(砾)石基层、填隙碎石;面层结构设计主要有：乳化沥青稀浆封层、热拌沥青混合料面层。

　　5.1　水泥稳定碎(砾)石基层

　　5.1.1　一般规定

　　1、水泥稳定碎(砾)石基层主要适用于三、四级公路的基层。

　　2、水泥稳定碎(砾)石基层通过0.075mm筛孔的细粒含量控制在约5～7%，细土的塑性指数不宜大于4。

　　3、水泥稳定碎(砾)石基层不宜做在软质砂岩地段。

　　4、水泥稳定碎(砾)石基层中水泥剂量以水泥质量占全部粗细土颗粒的干质量的百分率表示，一般控制在4～5%之间，特殊情况下也不宜超过6%。含泥量不宜超过5%。

　　5.1.2　原材料

　　1、水泥：水泥可使用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥，但应选用初凝时间和终凝时间较长(宜在6小时以上)的水泥，宜采用标号较低的32.5号水泥。

　　2、水：凡是人或牲畜的饮用水均可用于水泥稳定碎(砾)石稳定基层施工。

　　3、碎(砾)石颗粒：碎(砾)石单个颗粒的最大粒径不应超过37.5mm，其组成应符合级配要求。压碎值应不大于35%。有机质含量超过2%时，必须先用石灰进行处理，闷料一夜后再用水泥稳定。硫酸盐含量超过0.25%时，不应用水泥稳定。

　　5.1.3　混合料

　　1、混合料的7d浸水抗压强度应在2.5～3.0MPa之间。

　　2、混合料的最小厚度为24cm，增加厚度为6～10cm。

　　3、混合料的最佳含水量和最大干密度至少应做三个不同水泥剂量混合料的击实试验确定。

　　5.1.4　施工

　　1、准备工作

　　(1)在进行基层施工前，必须彻底对路基进行病害处理，如坑塘、沉陷、车辙、松散、路基不稳定、排水设施不完善等，确保路基强度和其稳定性。

　　(2)施工前应对所用各种材料进行调查、试验，施工中不得随意改动。

　　(3)施工前应对所用各种机械设备做全面检查，并经调试证明性能处于良好状态。

　　(4)在正式拌合铺筑水稳层前，应先进行试验路铺筑，确定各项施工技术参数，一般试验路铺筑长度为100～200m为宜，水泥济量为4～5%，碾压最佳含水量为5.6～6.0%，风干含水量为4.8～5.1%，集料松铺系数为1.28～1.31%，每层压实遍数，先静压2遍，再振动4遍，最后静压1遍。

　　2、拌合

　　(1)拌合必须在中心站用厂拌设备集中拌合或采用专用稳定土集中厂拌机械拌制，严禁采用路拌法施工。

　　(2)拌合前应先进行洒水闷料，含水量略大于最佳含水量，以保证压实时含水量不小于最佳含水量。

　　(3)不同粒径的碎(砾)石以及细集料应分开堆放，集料中不应有杂质或泥土。雨季时应注意覆盖，防止雨淋。

　　(4)拌合机与摊铺机的生产能力应相匹配，以减少机械的待机情况。

　　3、摊铺

　　(1)原则上应采用机械进行摊铺，如确实不便采用机械进行摊铺时，允许采用人工摊铺。

　　(2)摊铺时应严格控制基层厚度和高程，其路拱横坡应与面层一致，摊铺时必须挂线施工。

　　(3)摊铺时应消除粗细集料离析现象，摊铺结束后应尽快压实，避免长时间凉晒。

　　(4)摊铺时按“宁高勿低、宁刮勿补”的原则进行施工，严禁用薄层进行找补。

　　4、压实

　　(1)压实按“先两边后中间、先慢后快、先轻后重”的原则进行施工，弯道处可由内侧向外侧碾压，碾压时错轮轮迹重叠宽度不得少于1/2轮宽。

　　(2)控制好碾压车速、碾压遍数和碾压厚度，当厚度超过30cm时应分层摊铺，分层压实，宜下层薄，上层厚，上下层铺筑碾压时间间隔不能超过初凝时间。

　　(3)碾压过程中，如有弹簧、松散、起皮等现象，应及时翻开重新拌合处理，使其达到质量要求，碾压压实度应控制在98%以上。

　　5、接缝

　　(1)横向接缝：同日施工的两工作段衔接处，应搭接拌合，前段尾部留5～8m不进行碾压，待后段施工时对前段留下未压部份，再加水泥重新拌合，与后一段一起碾压;每天最后一段末端缝的处理：沿水稳层挖一条横贯铺筑层全宽，宽约30cm的槽，一直挖到下承层顶面，上下垂直，放两根方木在槽内，在重新铺筑时将方木除去，清扫干清，涂抹水泥浆，然后进行铺筑。

　　(2)纵向接缝：水稳层的施工原则上避免纵向接缝，避免不了时也必须垂直相接，不得斜接，具体做法是：在前一幅靠中央的一侧用方木或钢膜板支撑，养生结束后，在摊铺另一幅之前，拆除支撑方木或钢膜。

　　6、养生

　　(1)每段碾压完成并经压实检查合格后，应立即开始养生，养生宜用草席覆盖养生，草席必须保持湿润。

　　(2)养生期间原则上应封闭交通，不能封闭时应限制重型车辆通行和限制车速。

　　(3)养生时间一般不宜少于7d，养生结束后，必须将覆盖物清除干净，并立即喷洒透层沥青，先做下封层，上封层宜在下封层后10～30d内开始铺筑。

　　7、其它事项

　　(1)每天拌料前应检查集料风干含水量，若有变化应进行调整。

　　(2)每天停机后，应清洗干净拌合机，第二天开机时，应注意机内留下的水分。

　　(3)拌合集料时，应关闭料斗，斗满放料，不能开斗拌合，直接用车接料，防止集料离析。

　　(4)水泥剂量应实行双控，现场水泥滴定和总量控制的方法。

　　(5)禁止压路机和车辆在铺好的水稳层上调头或急刹车。

　　5.2　级配碎(砾)石基层

　　级配碎(砾)石基层主要适用于三、四级公路的基层和底基层，级配碎(砾)石基层的一般规定、原材料、混合料、施工与水泥稳定碎(砾)石基层基本相同，可参考水泥稳定碎(砾)石基层进行施工，不同点是：

　　1、混合料中不需要水泥，混合料的最小厚度为28cm，增加厚度为9～15cm，对有机质含量和硫酸盐含量不作规定，但应加强集料的闷料工作，一般应闷料三天。

　　2、级配碎(砾)石集料的液限要小于28%，塑性指数在潮湿多雨地区要求小于6，其它地区要求小于9。

　　3、每层压实厚度不应超过15～18cm，用重型压路机碾压时也不应超过20cm。

　　4、养生不需要草席养生和不必封闭交通，当每段基层碾压成型，并经压实检查合格后，立即喷洒透层沥青后即可开放交通。

　　5.3　填隙碎石底基层

　　填隙碎石主要适用于三、四级公路的底基层，设计使用相对较少，在这里不再叙述，需要时可查阅技术规范。

　　5.4　乳化沥青稀浆封层

　　5.4.1　稀浆封层

　　1、稀浆封层是一种冷拌沥青混合料，具有骨料和沥青混合的优点，相似情况下，稀浆封层具有比热拌沥青混合料高的模量，比较高的抗变形能力。

　　2、乳化沥青稀浆封层主要作为“薄面”面层的下封层，起防水作用，不起承重性的结构作用。

　　3、乳化沥青稀浆封层可用机械进行摊铺，也可用人工进行摊铺，机械摊铺厚度为0.5～1.0cm，人工摊铺厚度为0.7～1.0cm。

　　5.4.2　原材料

　　1、乳化沥青：乳化沥青是由两种互不相溶的物质—沥青和水组成的混合物，宜采用乳化石油沥青，它是一种随沥青标号、级配乳液生产所使用的设备和化学试剂的变化而变化的沥青产品，也称沥青乳液。

　　2、水：凡是人或牲畜的饮用水均可，用量根据稠度试验确定。

　　3、矿料、矿粉、填料：应具有坚硬、耐磨、抗冲击性好的特点，集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，其级配应合理。

　　5.4.3　稀浆混合料

　　1、稀浆混合料应具有较好的和易性，以便稀浆混合料的铺筑。

　　2、稀浆混合料的初凝时间不能太长，太长会延长开放交通，给施工带来困难，也不能太短，太短会给拌合、摊铺带来困难，保证不了质量。

　　3、稀浆混合料应控制好沥青用量，沥青用量小，稀浆封层容易松散，沥青用量多，路面容易起拥抱，而且浪费沥青材料。

　　4、乳化剂用量宜为沥青质量的0.3%～0.8%。乳化剂水溶液的温度宜为40OC～70OC，石油沥青宜加热至120OC～160OC，乳化沥青制成后应立即使用，以不离析、不冻结、不破乳为度。

　　5.4.4　施工

　　1、准备工作

　　(1)清洁基层表面，可气吹或水洗，铺筑稀浆封层前，应先喷洒沥青乳液透层。

　　(2)在干燥的天气，临近摊铺前需喷洒少量水以润湿原路面。

　　(3)施工前应对所用各种机械设备做全面检查，并经调试证明性能处于良好状态。

　　2、机械拌合与铺筑

　　(1)装好料的摊铺机开至施工起点，调整摊铺箱厚度与路拱，使摊铺箱周边与基层帖紧，确认各料门的高度和开度。

　　(2)开动发动机，接合拌合缸和离合器，搅拌轴运转，开启摊铺箱螺旋分料器，打开各料门控制开关，进料进水，喷出乳液，分匀乳液，调节水量，启动底盘，铺筑稀浆混合料。

　　(3)混合料铺筑后，立即进行人工找平，应特别注意拉痕，当摊铺机上任何一种材料用完时，应关闭所有材料输送的控制开关，将机内混合料搅拌均匀，摊铺完后停止前进，移开摊铺机，清洗搅拌缸和摊铺箱，查对材料剩余量。

　　(4)当用人工拌合铺筑时，洒布第一层乳化沥青用量为1.8～2.0kg/m2,洒布第二层乳化沥青用量为1.0～1.2kg/m2，洒布时油温不得超过60OC。

　　3、养护成型

　　稀浆封层施工后有一个破乳成型过程，养护的时间，视稀浆混合料水的驱除及粘结力的大小而变化，破乳成型后，即可开放交通，但在破乳成型期间应严禁任何车辆和行人进入，对施工时产生的一些缺陷，应在开放交通前进行修补。

　　5.4.5　技术指标

　　1、可拌合时间Tm：大于120S。

　　2、稠度值CV：机械拌合摊铺2～3cm;人工拌合铺筑3～5cm。

　　3、磨耗量WTAT：小于800g/m2。

　　4、粘附砂量LWT：小于600g/m2。

　　5、粘结力CT：初凝120N.cm，固化200N.cm。

　　5.5　热拌沥青混合料面层

　　5.5.1　一般规定

　　1、热拌沥青混合料面层主要作为路面的面层，是“强基薄面”中常用的面层类型，AC-16I或AC-13I沥青混凝土和AM-16I或AM-13I沥青碎石是最为常用的类型。

　　2、热拌沥青混合料面层的铺筑厚度一般控制在3～4cm，铺筑应采用机械化连续施工。

　　5.5.2　原材料

　　1、沥青：沥青宜采用重交通道路石油沥青，沥青进场应附有沥青质量检验单，并按规定要求进行试验;沥青的标号应根据地区气候条件、施工季节气温、路面类型、施工方法具体确定;沥青应按不同来源、不同标号分开存放，不得混杂;沥青使用期间，在罐或贮油池中的温度应保持在130oC～180oC之间;沥青要避免长时间存放，在贮存、使用及存放过程中应有良好的防水措施。

　　2、集料：集料的粒径应符合级配要求，应为坚硬、耐磨、抗冲击性好的各类碎石、天然砂、机制砂及石屑，不得使用筛选砾石、矿渣、软质等集料;集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，具有足够的强度，耐磨耗性，具有良好的颗粒形状，与沥青有良好的粘结能力;经检验属于酸性岩石的石料，应采取抗剥离措施。

　　5.5.3　混合料

　　1、沥青混合料应具有良好的劲度、稳定性、耐久性、渗水性、施工和易性、疲劳特性、抗滑性、抗水损害能力，各项指标均应通过试验具体确定。

　　2、混合料配合比设计采用马歇尔稳定度法，通过设计确定沥青混合料的材料品种、矿料级配及沥青用量。

　　5.5.4　施工

　　1、准备工作

　　(1)施工前对所用各种材料进行调查、试验，施工中不得随意改动。

　　(2)施工前应对所用各种机械设备做全面检查，并经调试证明性能处于良好状态。

　　(3)清扫下封层，使其表面清洁、无浮土。

　　2、拌合

　　(1)沥青混合料的拌合必须在沥青拌合厂(场、站)采用拌合机械拌制，拌合厂应符合国家有关环境保护、消防、安全的规定。

　　(2)沥青混合料可采用间歇式拌合机或连续式拌合机拌制，各类机械均应有防止石矿粉飞扬散失的密封性能及除尘设备，并有检测拌合温度的装置，一般沥青混合料出厂的正常温度为130OC～160OC，当出厂温度超高正常温度30OC时，混合料废弃。

　　(3)掌握好各料仓的供料比例、集料和沥青的加热温度及混合料的拌合时间，以混合料拌合均匀、所有矿料颗粒全部裹覆沥青混合料为度，沥青混合料应均匀一致、无花白料、无结团成块或严重的粗细料分离现象。

　　(4)沥青混合料拌制好后应立即铺筑，不铺筑时应有保温设备，但储料时间应以符合摊铺温度要求为准，一般不超过72h。

　　3、运输

　　(1)应采用较大吨位的自卸汽车运输，车厢清扫干清，并涂一薄层油水混合液，但不得有余液积聚在车厢底部。

　　(2)运料车应用篷布覆盖，用以保温、防雨、防污染，运料车的运量应较拌合能力或摊铺速度有所富余，摊铺机前应有运料车在等待卸料。

　　(3)摊铺过程中，运料车不得撞击摊铺机，卸料过程中运料车应挂空档，靠摊铺机推动前进。

　　4、摊铺

　　(1)沥青混合料摊铺应采用机械进行摊铺，摊铺前应在料斗内涂刷少量防止粘料用的柴油，并检查下层的质量。

　　(2)摊铺机自动找平，初步压实的摊铺层应符合平整度、横坡度的规定要求，控制好摊铺温度及摊铺厚度，正常摊铺温度为110OC～130OC，摊铺压实松铺系数1.15～1.35。

　　(3)摊铺混合料必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，摊铺过程中不得随意变换车速或中途停顿，刮板两侧应保持有不小于送料器高度2/3的混合料。

　　(4)摊铺混合料时应不发生离析现象，原则上不应用人工反复修整，路面狭窄部份、平曲线半径过少的匝道或加宽部份，可用人工摊铺，但应注意摊铺质量。

　　5、压实

　　(1)压实应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤，压实后的沥青混合料应符合压实度及平整度的要求。

　　(2)压实应按初压、复压、终压三个阶段进行，控制压实车速，压实过程中以减小推移、开裂为原则，压实至路面无轮迹即可。

　　(3)压实过程中，压路机不得任意转向、调头或停车，在压路机无法压实的的局部地区，应采用振动夯板压实，在当天碾压未冷却的面料层上，不得停放任何机械设备或车辆，不得散落矿料、油料等杂物。

　　6、接缝

　　(1)纵向接缝：在有条件的情况下一般采用热接缝处理，当半幅施工，不能采用热接缝处理时，宜加设挡板或采用切刀切齐，按平接缝处理。

　　(2)横向接缝：横接缝可采用斜接缝或平接缝处理。

　　(3)接缝原则上应做到紧密结合，充分压实，连接平顺。

　　7、开放交通及其它事项

　　(1)热拌沥青混合料路面铺筑完自然冷却，混合料表面温度低于50oC后，方可开放交通，需提早开放交通时，可洒水冷却降低混合料温度。

　　(2)热拌沥青混合料路面原则上应避免雨季施工，需在雨季施工时，应采取相应措施。

　　5.5.5　技术指标

　　1、石料压碎值：不大于30%。

　　2、洛杉矶磨耗损失：不大于40%。

　　3、视密度不小于：2.45t/m3。

　　4、吸水率不大于：3%。

　　5、对沥青的粘附性：不小于3级。

　　6、细长扁平颗粒含量：不大于20%。

　　7、软石含量：不大于5%。

　　8、破碎砾石的破碎面积：不小于40%。

　　9、砂当量：不小于50%。

　　10、沥青用量：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、混合料稳定度：大于5KN。

　　12、混合料流值：20～45(0.1mm)。

　　13、混合料空隙率：沥青混凝土3～6%;沥青碎石大于10%。

　　14、沥青饱和度：沥青混凝土70～85%;沥青碎石40～60%。

　　6、结束语

　　从我段近两年来大修油路的工程质量情况可以看出，“强基薄面”的构想是切实可行的，它既保证了施工的工程质量，提高了投资效益，又降低了施工的工程成本，这对我省的公路建设起到了极其重要的作用。“强基薄面”它不仅适用于各级公路的大中修工程、小修保养工程，而且还适用于各级公路的新建沥青路面设计，它的发展前途是非常大的、应用范围是非常广的。当然，一种新事物的产生，有它的时代背景，如何让它继续为公路建设发挥更为重要的作用，取决于它的优越性，更取决于人们对它的正确理解与应用，让我们正确应用“强基薄面”这一科学创新，为公路建设作出更大的贡献。

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