碎石沥青混合料柔性基层在路面中的应用

丁伟强刘可学

浙江交工钱潮建设有限公司浙江杭州310051

摘要：针对公路长期运营使用情况，路面基层逐渐出现破损情况，需要对其采取补强处理。文章针对该公路路面出现的严重破损问题，采用大碎石沥青混合料柔性基层对该路面进行补强处理。该工程实施效果表明，所采取的施工技术措施可以有效满足公路使用要求。

关键词：碎石沥青混合料；柔性基层；路面应用

1级配碎石柔性基层的受力特性

级配碎石基层的强度主要是集料本身的强度和集料间的嵌挤作用而形成的。强度的重要指标及设计参数是由回弹模量表征出来的，其作为粒状材料在交通荷载作用下表现出非线性和依赖于实践的弹塑性特性。回弹模量主要与级配碎石的干密度、含水量、应力水平、粗细骨料的结构和强度有关，提高碎石质量和控制好干密度和含水量，可以提高其回弹模量、进而提高其强度。级配碎石材料局部抗剪能力包括两部分：①骨料之间的嵌挤作用阻止结构变形发生的趋势，所以结构中最大粒径越大，嵌挤作用表现越明显，变形就会越小。但当粒径过大时，集料会出现离析现象，结构也较为松散，在车辆荷载作用下容易发生位移和变形，其粒径之间的嵌挤作用也有所降低，因而其粒径只是在容许范围内越大越好。②加入的细集料也会阻止结构变形发生的趋势，加入的细集料可以填充粗集料形成骨架时所引起的空隙，使整体结构更紧密，减少大颗粒在空隙之间移动的可能性，结构变形也会减小，但过量的细集料将会减弱粗集料的嵌挤作用，因而当细集料超过一定比例的时候，材料在车辆荷载作用下，反而更容易发生位移和变形。

因此，级配碎石基层的良好应用，主要在于通过取得高质量的碎石、获得高密度的良好级配以及良好的压实手段来提高级配碎石的强度和稳定性，以降低行车作用下的永久变形。下面结合某城市快速路施工实践，简要介绍级配碎石施工要点，该工程路面结构层为57cm：20cm级配碎石+20cm级配碎石+6cmAC-25C下面层+6cmAC-20C中面层+5cmAC-13C上面层。

2配合比设计

2.1原材料的技术要求

集料的强度越高，级配碎石基层的强度也就相应的越高。选择石质比较坚硬、清洁且不含风化颗粒的集料。根据试验，选取的石料压碎值不大于26%、针片状含量不大于8%。除此之外，集料中不应含有植物、粘土等。

2.2配合比设计步骤

配合比的设计非常重要。设计时在级配范围内选取粗、中、细三种级配，选取CBR值大的级配为设计级配。设计步骤为：第一步，分别用筛分和计算确定各种集料的组成比例，之后进行配制。第二步，采用重型击实试验，确定混合料的最大干密度和最佳含水量。第三步，按试验确定的级配和最佳含水量，将级配碎石进行浸水四天的CBR强度试验，选取CBR值最大的作为工程使用的目标级配。目标级配曲线确定后还应进行验证：按确定的目标级配，根据各档材料的平均筛分曲线，确定使用比例，得到混合料的合成级配，根据合成级配进行CBR试验，验证混合料的性能。本工程采用了4档集料，并对细集料掺加当地一种性能优良的红砂土进行了改良，改良后的级配符合级配曲线要求，并且小于0.075mm的颗粒含量控制在了2%左右；配比试验CBR值达到186%。

3级配碎石柔性基层施工要点

3.1级配碎石混合料的拌和

本工程采用采用WCQ400型间歇式拌和站集中拌和，集中拌和可以使混合料的级配更加容易控制，搅拌更均匀。施工过程中严格控制混合料级配组成的变异性，控制各个料仓进料的稳定，按设计确定的比例进料，不得随意调整，并随时检查。同时配备计算机自动控制设备，拌和过程中逐盘采集、打印各个传感器测定的材料用量。拌合情况每1—2h检查一次，抽样检查含水量、配比是否发生变化。高温作业时，需要根据温度变化及时调整早晚与中午的含水量。混合料出仓时采用活门漏斗的料仓，装车的时候，车辆前后移动，一般分三次装料，防止发生离析现象。

3.2级配碎石混合料运输

运输车辆的数量需要满足拌合出料和摊铺的需要，本工程拌和站与施工现场较近，最大运距在10km左右，配备20t自卸车10—12辆。出料后应该尽快把混合料运送到指定位置，车上的混合料应该做好覆盖措施，从运输到摊铺，车上覆盖的布都不能取下，以减少水分的流失。

3.3混合料的摊铺

根据路面宽度情况，采用两台摊铺机并排摊铺，摊铺之前需要把底层适当洒水湿润，但不能有积水。摊铺机的速度为2m/min左，前后间距不大于10m，且两个施工断面纵向搭接30—40cm。摊铺过程中摊铺机机不能随意变化速度或者中途停顿。将摊铺机的螺旋布料器埋入混合料中至少2/3，这样可以避免离析现象的发生，同时摊铺机后设置专门人员及时铲除局部粗集料堆积或离析的部位，并用新拌混合料填补。

3.4混合料的碾压

一般碾压过程采用静压、振动碾压与搓揉相结合的方式，充分发挥各类机型的特点。静压主要是稳压和表层的压实，吨位过大或遍数过多，压碎率会明显提高；振动碾压对压实度的提升极其有效，弱振一般最有利于结构层中间到表面这部分的密实，而强振一般最有利于结构层中间到层底这部分的密实；胶轮对提高压实度作用不大，但其搓揉作用对颗粒重新就位形成嵌挤结构至关重要，是强度均匀性的保证。

本工程采用的压实工艺为：先用双钢轮压路机静压一遍，接着用20t单钢轮压路机强振两遍，再弱振两遍，然后采用胶轮压路机碾压两遍，最后用双钢轮压路机收迹一遍。压实过程中，双钢轮压路机应紧跟在摊铺机后面进行碾压，一次碾压的长度一般是50—80m，碾压路段要层次分明，设置明显的分界标识。压路机的后轮应该重叠1/2的轮宽，后轮需要超过两端的接缝处。压路机不可突然改变方向，换挡时或者倒车时要轻，出现少数拥包时，需要配备专门人员进行铲平处理。压路机不可在正在碾压的路段或者已经完成碾压的路段掉头或急刹车，保证级配碎石层不被破坏。路面两侧需要多压2—3遍，如果现场施工过程中发现含水量不足，可以适当洒水。强振时，一定注意避免过振，从而导致结构层表面松散或者集料震碎的现象。

3.5施工现场质量控制关键环节

级配碎石施工质量控制的关键环节主要有：施工前对原材料、混合料、拌和设备进行检测、试验；正式工程施工前，施作试验段确定施工技术参数。施工期间，后场拌和站应控制集料比例及加水量，试验室应及时进行击实试验；前场应控制摊铺及碾压工艺，并在压实后及时检测压实度及平整度等，并进行交通管制。

结语

通过结合某高速公路实例，针对路面出现破碎，采用碎石沥青混合料柔性基层补强，通过采取合理的柔性基层级配以及施工技术等，使本工程实施获得预约效果，为同类工程提供参考实例。

参考文献

[1]闫利峰。级配碎石柔性基层应用技术研究［J］。华东公路，2014（3）：41—43.

[2]张红兵，代印松。级配碎石柔性基层应用技术研究［J］。中国市政工程，2013（6）：96—97+110.