浅谈提高机场跑道基层压实度检测合格率

浅谈提高机场跑道基层压实度检测合格率

吴君

中国水利水电第九工程局有限公司 贵州 贵阳 550008

摘要：巴布亚新几内亚（简称巴新）是太平洋岛国地区第一个与中国签署“一带一路”建设谅解备忘录的国家。机场航运是巴新最重要的运输方式，我公司承建的巴新米尔恩湾省格尼机场跑道延长和附属工程项目是巴新机场航运发展的重要项目之一，也是助推“一带一路”建设的需要。本文结合巴新格尼机场跑道基层碎石施工，阐述了级配碎石从生产-摊铺碾压-质量检测的全过程，为公司后续跑道基层施工提供参考和借鉴。

关键词： 级配碎石 跑道基础检测 基层质量控制 土工布施工

1. 工程概况

巴新格尼机场跑道延长和附属工程项目施工内容主要包括：270m新修跑道、跑道电力灯光布置、改扩建航站楼等。其中新修跑道主要包括：10305㎡基础开挖、土工布摊铺、300mm厚碎石（26.5mm-100mm）回填、900mm厚级配碎石（0-26.5mm）回填、沥青双表处、封层砂机跑道标线施工。

巴新属于土地私有制国家，格尼机场项目工程所在地主要是山脚海边河流冲积平原地带，周围有丰富的料源。考虑到建立砂石系统增大成本及土地纠纷问题严重等风险，项目直接在当地采购砂石系统破碎的骨料共计约15000m³。

巴新国家使用澳大利亚和新西兰标准，项目部秉承严要求出高质量的准则，坚持从原材料开始严格控制材料质量。为确保砂石系统级配碎石能够满足规范要求，项目按照规范要求将级配碎石进行性能指标全检测。并且在材料进场过程中按照每1500m³做材料全检测实验。项目部依据实验室检测报告调整砂石系统碎石级配，顺利生产出符合规范要求的级配碎石。级配碎石生产工艺及产品质量得到了现场工程师认可，确保了基层顺利填筑。

二、施工组织和施工安排

1、主要机械及设备配置

作者简介：吴君（1983-）女，工程师,从事施工、商务工作

2、施工准备

（1）仓面准备：a.当下层基础施工完毕并自检合格后，立即报验，检测内容包括：纵断面中线偏位宽度、平整度、横坡度、边坡，封闭已交验的路段交通。b. 级配碎石施工前，待施工的路床应进行检查，有积水坑槽、弹软、松散等现象要及时处理并且整段复压。

（2）施工放样：用全站仪恢复中桩，桩距为10m，并在边桩外1m外设指示桩，标注级配碎石顶面位置线。

（3）施工材料准备：采购已报批的A24、TM16土工格栅取样报送工程师，将级配碎石（0-26.5mm、 26.5mm-100mm）实验报告报送工程师，完成进场储备。

3、施工工艺

（1）土工布施工：a.在准备好的路床上错缝摊铺A24土工布，按照规范土工布搭接宽度为300mm；b.在铺好的土工布上错缝摊铺TM16土工格栅，并按照规范要求搭接宽度不小于300mm。摊铺过程中减少卷材裁剪次数。

（2）26.5-100mm碎石施工：a.在已摊铺好土工布、土工格栅的道面上分2层填筑26.5-100mm碎石施工，每层厚度为150mm;b.采用19T单钢轮压路机碾压碎石2遍，使碎石稳定。

（3）0-26.5mm级配碎石施工：

级配碎石施工厚度为900mm，按照规范要求：每层压实厚度≤150mm，因此级配碎石施工分为6层进行施工，每层压实厚度为150mm。

a.将级配碎石运输至跑道现场，平地机摊铺、刮平、整形后洒水2罐，控制含水率为最佳含水率7.6%，误差为±2%左右。由于施工时天气热温度高，级配碎石水分损失较快，根据现场级配碎石干湿情况可适当洒水。通过实验段总结,级配碎石摊铺厚度为180mm，整平过程中如有骨料离析现象时，应及时清理，重新填补，确保路拱及标高满足设计要求。

b.含水率满足要求之后，用19t单钢轮压路机静压1遍，随后中振2遍、强震4遍、静压2遍收面。碾压施工标准要求：表面起浆、无松散料、无明显轮迹。碾压需遵循静-振-静的原则，由两侧路肩向跑道中心碾压。级配碎石压实需一次性完成，不得间断。

c.碾压过程中如有弹簧、松散、起皮等现象时，应及时清理，重新填补。终压完成后，如果有局部不平，不能采用薄层贴补找平，留作上层施工处理。

d. 根据实验检测报告对级配碎石含水率进行调整，提供应加水的数量，计算方法为：估算摊铺骨料的数量，并根据天气状况确定天然含水率和最佳含水率之间的差值。施工时天气晴气温在25℃以上时施工的含水率应较最佳含水率高2%，阴天时施工含水率应较最佳含水率高0.5%。

（4）压实

通过现场碾压试验，项目采取如下碾压参数：

压实是一去一返为一遍，前进到终点后要原路返回，不能随意打方向盘；

第一遍压实速度不高于1.5km/h，以后压实速度2-2.5 km/h；

碾压顺序为由低处开始，向高处横向推进；

当一遍完成时，不得在碾压好的级配碎石上大角度调头。当接近终点时，压路机应缓慢停机，严禁急刹车；

压实过程中，本次往返要与上次往返轮迹重叠≥500mm；

压实遍数：不少于8遍，表面应无明显轮迹。

（5）养护及验收

a.碾压完成后，要及时封闭交通，做好禁行标志。

b.成型后4天，每天中午、晚上洒水一次，做好养护，洒水时车速不高于1 km/h。

c. 4天后进行压实度检测，压实度采用以灌砂法检测为主，核子密度仪作为验证检测依据，合格后报送监理工程师验收，申请进行上一层基层施工。

三、施工过程中主要控制指标的影响

在施工过程中对跑道第一层基层填筑压实情况进行调查，发现有多个点存在不合格现象，据调查情况对跑道基层问题进行统计，得到下列表格：

将跑道基层不合格情况进行了整理分析，绘制出排列图如下：

若解决骨料离析的86%，就能有效控制跑道检测合格率，即基层压实度合格率提高到86%+(1-85%)*80%*86%=96%，通过对查看项目部的目标责任书及检查现场施工是否按照要求进行，查看技术交底资料及现场询问各班组，现场检测平地机及压路机施工效果，是否满足摊铺厚度、平整度等技术要求，级配碎石实验结果需符合技术规范要求，级配碎石施工时含水率为最佳含水率7.8%+3%，通过试验段确定碾压遍数为：稳压1遍，弱震1遍，中震2遍，强震4遍，静压1-2遍收面，是否遵循“先轻后重、先慢后快、先静后振、先低后高、轮迹重叠“的碾压原则进行排查。

根据现场施工总结：级配碎石含水量偏小和碎石级配分布不良是级配碎石层施工质量的关键点，因此施工过程中应严格控制碎石含水量及调整不良级配问题。

1、含水率偏差的影响：

计算最佳含水率：级配碎石施工主要是混合料的集料级配和最佳含水率的确定。一般集料级配相对固定，含水率成为影响级配碎石抗剪性能、地基承载力的重要因素。

根据数解法确定级配碎石的最大干密度和最佳含水率：

通过对大量的击石实验成果的分析研究，通过三个选定的实验点，计算出 系数a、b、c，最终计算出最佳函数率为7.8%，最大干密度为2300kg/m³。并在施工过程中实时监测自然含水量,根据最佳含水率及自然含水率计算出洒水总量，便于施工时准确控制含水量。

查阅资料及现场试验对比，级配碎石混合料中不含粘结材料，集料之间的相互粘结作用完全由集料表面水膜的表面张力来提供。当混合料含水率较低时（小于最佳含水率的3%），集料表面水膜较薄或者不足以形成水膜，粗集料表面水膜的张力不足以使细集料附着在其上。因此在骨料运输、摊铺、刮平等施工过程中容易产生骨料分离，进而造成基层碾压不密实，造成基层施工质量不合格。

当混合料含水率较高（大于最佳含水率的3%）时，集料表面水呈流动状态，水在集料之间产生润滑作用，粗、细集料更易分离。只有当混合料含水率合适时（7.6%±2%），粗集料表面上的水产生的表面张力才能充分使细集料附着于粗集料表面，形成级配均匀的混合料，因此在自卸车卸料及平地机刮平过程中不会发生骨料离析。

2、级配碎石级配不良问题分析

级配良好的碎石应满足技术条款粒径筛分要求，如表所示：

但级配碎石在生产、运输和摊铺过程中容易出现局部离散、碎石分布不均匀等问题，影响基层料施工质量。

质检人员通过对离散料取样检测，根据实验结果分析：在不考虑含水量影响的情况下，采用级配碎石和细骨料（0-10mm）进行掺配。初拟掺配比例（小石掺量）分别为 30%、35%、40%、45%、50%进行标准击实试验。

通过多组试验比选，如表3所示，最终我们确定级配碎石和细骨料按照65：35的比例进行掺配，压实效果最好，最大干密度可以达到2.3g/cm³。

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表：细骨料掺配比例实验对比表

四：结束语

项目部通过对机场跑道原材料生产控制到现场摊铺含水量控制，确保了跑道路基施工质量。同时机场跑道路基施工是项目重要的施工节点，基层顺利完成为后续的表处施工奠定了强有力的基础，确保了项目顺利完工。节点工程的顺利完成获得了业主、工程师、亚开行官员的一致好评。同时，跑道施工培养了优秀的管理人员及作业队伍，为后期公司类似项目提供借鉴和参考。