中国水利水电第七工程局有限公司国际工程公司
摘要：级配型集料应用广泛，可以用做沥青路面和水泥混凝土路面的基层和底基层，也可用做路基改善层。在排水良好的前提下，级配型集料可在不同气候区用于不同交通等级的道路上。在潮湿多雨地区使用级配型集料特别有利。结合在马其顿MS路的实践，本文对沥青路面级配碎石柔性基层的配比设计与施工技术工艺进行了详细阐述和总结。
关键词：级配碎石；高速公路；施工技术
引言
目前，具有良好强度、刚度、稳定性的半刚性基层在高等级公路中广泛采用，它可以有效减少沥青面层底部的拉应力且具有较好的经济性。但是，由于半刚性基层材料的干缩和温缩特性会导致板体达到一定强度时产生裂缝，在沥青路面中，这种缩裂直接反射到其上铺筑的沥青面层，产生规则的横向反射裂缝。同时，由于密实的半刚性基层使通过沥青面层空隙和裂缝渗入的雨水滞留于基层顶面，无法排出的水在车辆荷载反复作用下形成的动水压力，造成基层冲刷、青泥，这些病害在南方多雨地区表现得尤为突出，如何有效解决上述问题是公路建设者不断探索研究的问题。
1项目简介
MS高速公路位于马其顿境内，该公路位于首都东南方向，全长46km，双向4车道。新建段26km，地处丘陵地区；改扩建段19km，地势平坦。途中最高海拔567m，平均海拔371m。
2 组合式沥青混凝土路面结构特点分析
组合式沥青混凝土路面结构理论上具有合理性：首先，级配碎石属于散粒体，密实的碎石基层具有较高的抗压特性却不能承受拉力，故其不能传递半刚性基层裂缝的拉应力和拉应变，且级配碎石本身收缩系数极小，几乎为零，因而消除了裂缝扩展的可能性；其次，级配碎石中间层的隔离作用降低了下卧半刚性基层遭受温度、湿度的影响，使半刚性基层进一步收缩的可能性大为减小；同时级配碎石由于空隙较大，还能起到排水层的作用。但是级配碎石还存在模量低，如果需要减少沥青面层底部的拉应力则需加厚沥青层，从而增加路面的永久变形：以及级配碎石工程质量变异性较大的不良影响。相关资料表明，严格的材料选择、合理的级配、严格的施工工艺控制是提高级配碎石强度和稳定性的关
3级配碎石的组成设计
在组成配合比设计时先按实际使用的集料进行筛分，然后按颗粒组成进行计算，确定各种集料的组成比例。由前面步骤确定的三个级配再选取五个不同的含水量分别进行重型击实实验，从而确定级配碎石的最佳干密度和最佳含水量。采用最佳含水量下成型的级配碎石试件进行浸水四天CBR强度实验，注意室内CBR值应大于百分之百，满足前提条件的情况下选取CBR值最大的级配作为设计级配。
4 级配碎石路面基层的施工技术
级配碎石路面基层的施工可以采用集中厂拌、人工摊铺的方法。级配碎石施工前要先对底基层的外在尺寸以及内在质量进行检验，只有检验合格后才可以铺筑基层。
4.1集料的选用
我们在对级配碎石基层的粗集料进行选择时更多考虑的是其整体性，具体来说，就是对其选择的岩石进行强度以及韧性等方面的要求和考虑。考虑到级配碎石基层的强度在实际的环境下主要是由颗粒之间的嵌挤所形成的，因此在进行集料的选择时就尤其要注意粗集料的棱角，这一点是非常之重要的。细集料则考虑选择使用天然砂，这样一种材料最大的优势就在于和易性较好且保水性比较好，在实际应用的环境下能够快速的成型，但即便是这样，工作人员在进行操作的过程中还是要掌握其含泥量。在进行堆放的时候要将其与其他的各档石料分开处理，以避免在后续的集料搭配时出现错误。
4.2 级配碎石的拌和
4.2.2水量的控制
在实际的工程环境下，对于水量的控摊铺方式的选择会在一定程度上影响到含水量，通常来说，平地机摊铺比摊铺机摊铺要消耗更多的水，在实际的工程环境下则需要根据具体的情况来进行选择。在对拌和的含水量需要根据下承层的类型来进行必要的调整，一般来说，下承层是属于土基和稳定细粒土类的时候，含水量的调整幅度可以适当的减小。
4.2.3拌和均匀的控制
在实际的施工环境下希望达到，从实际的操作状况上来进行分析，集中厂拌的混合料的级配控制要方便一些，因此搅拌起来均匀性基本上也有较好的保证，能够较大程度的提高级配碎石的生产效率，工程质量自然也就更加的理想。
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4.3级配碎石的运输
从拌和机向运料车放料的时候，应该每卸一斗混合料就挪动一下汽车的位置，场地上也应当分为三处来进行集料的堆放。经过这样一种处理，粗细集料基本上就能够得到较为充分的混合，很大程度上避免了离析状况的发生。在进行集料的卸载时，需要采用推土机、装载机来进行摊铺过程，由此就需要卸料的车逐渐的向卸料的一边移动，这样就能够一定程度的降低卸料的高度。
4.4混合料的摊铺和碾压
摊铺前先检查摊铺机保证机器各部分有良好的运转性能，调整好传感器臂与导向控制线的关系，严格控制好高程和摊铺的厚度保证路拱横坡度满足设计的要求。摊铺时摊铺机要连续摊铺作业，禁止摊铺机停机，可以根据拌和机的生产能力适当调整摊铺机的摊铺速度，一般控制在每分钟一米的速度摊铺为宜。级配碎石混合料摊铺采用两台摊铺机梯队作业，前后摊铺要保证摊铺速度、厚度、路拱坡度、松铺系数、平整度和振动频率等一致。碾压参数通过多次试验段进行总结得出，避免由于过度振动碾压造成骨料压碎现象。
4.5接缝处理
级配碎石的工作缝较水泥稳定碎石基层的接缝容易，即使重复碾压或者扰动也不会破坏前一天压实成型的混合料。通常可以将第一天施工完成的级配碎石接缝处的混合料，留2～3m不碾压。第二天洒水到最佳含水量后和新摊铺的混合料一起碾压。
5 级配碎石国外的应用、研究情况
5.1关于级配碎石的原材料技术要求
级配碎石材料作为基层，在国外一般称为粒料基层（granular base），或无结合料基层（unbound base或untreated base或unbound roadbase），或无结合料粒料基层（unbound granular base）。粒料基层中以级配严格控制的碎石（有些也包括碎砾石、碎矿渣），通过拌和楼按照生产配合比、加水拌和、采用施工机械施工、碾压，因其材料均匀、性能良好而成为各国主要道路上普遍采用的基层类型之一。
相对于我国，国外对级配碎石的研究和应用较多，而且对材料的技术要求都有明确的规定。不同国家对级配碎石的磨耗值、塑性指数和液限提出技术要求的较多，可以认为这些技术指标是影响级配碎石性质的重要因素。当然由于世界各国、各地区材料本身的性质有一定的差异，因此，各国的指标限值并不相同，但都提出了最低要求。
5.2国外级配碎石基层的级配
国外用于基层的级配碎石的级配主要是连续密级配，也有一些国家采用半开级配和开级配的。级配碎石基层的最大粒径一般为26.5mm、31.5mm、50mm和70mm。各国、地区规范规定级配碎石最大粒径情况是不同的，即使是同一个国家，不同的部门、州其规定都不尽相同。一般而言，基层的最大粒径较底基层的最大粒径小，底基层的粒径较大，特别在地区潮湿、冰冻地区的底基层采用较大的粒径，MS路级配碎石基层的最大粒径为63mm。
5.3国外级配碎石的施工厚度
国外级配碎石的施工厚度一般在设计文件中给出。MS公路碎石基层一般厚度为300mm。同时要求一定厚度的精选粒料底基层，从而保证碎石基层和底基层能够给柔性路面结构提供足够的支撑强度。由于目前的施工碾压设备能力大幅提高，如果厚度不大于300mm，可以作一层铺，如果超出300mm，应该作多层、等厚度铺筑。现场压实度不小于100%，承载板试验不低于100MPa。如果平整度达不到要求，但是压实度达到要求，可以在其上铺25mm粒径的碎石基层作平整层。如果压实度达不到要求，应该分层铺，每层厚度不大于200mm，压实度100%。
6 结束语
合理的施工工艺是保证形成均匀、稳定结构层的关键，其中摊铺、碾压是关键，摊铺要避免离析，碾压要以静压与振动交叉进行，以保证满足压实度的要求同时控制压碎值，以确保强度的均匀性，从而提高级配碎石的路用性能。对于高等级公路采用级配碎石来减少沥青路面的反射裂缝时，应注意抓好材料规格、级配碎石混合料的配制及施工质量的过程控制，以保证公路质量和使用寿命。
参考文献：
[1]王火明，招商局重庆交通科研设计院，重庆市；杨敏、符德省云南省公路科学研究院，云南 昆明；王秀，重庆水电设计院，重庆市.粗集料强度和棱角性对级配碎石合成级配影响的试验研究.2013.
[2]张雪强.集料级配对水泥稳定碎石的强度影响作用研究[J].山西建筑，2009（08）.
论文作者:岳华文
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/16
标签：碎石论文; 基层论文; 粒径论文; 含水量论文; 厚度论文; 强度论文; 沥青论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;