浅谈公路路面级配碎石基层的应用及质量控制

摘要：级配碎石作为一种路面基层材料已被广泛应用，它具有良好的使用性能：加强路面结构排水和减少半刚性基层的反射裂缝，其低廉的价格对我们相对石料资源贫乏的地区控制成本是很值得研究推广的。但其缺点也很明显强度较低和塑性变形较大。在我国由于经济原因必须挖掘材料的内在潜力，提高级配碎石的使用性能扩大使用范围。

关键词：级配碎石；基层；质量控制

一、引言

基层作为路面的主要承重结构，必须保证基层其有足够的承载能力，级配碎石本身无结合料，其强度形成来源于颗料间的嵌挤，因此有合理的配合比来保证级配碎石基层在碾压后形成较好的骨架密实结构显得尤为重要。

二、 适用范围

高质量的级配碎石可以用做沥青路面和水泥混凝上路面的基层和底基层，在排水良好的前提下，可用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。一般而言，在路面结构中使用级配集料有三种方法：

2．1在轻交通道路上用做路面或薄沥青面层下。几乎所有的国家都采用这种结构。

2．2在重交通道路上用在厚沥青面层下。在这种情况，可能有两种形式，一是施工质量很好的高质量的级配碎石，直接用在厚沥青面层下作为基层，另一种是施工质量略次的级配集料用于较深的位置，通常用于有结合料基层的下面。

2．3不少国家常将级配碎石用做沥青面与水硬性结合料处治基层之间的中间层，以减少水硬性结合料处治层反射到沥青面层上的干缩裂缝，即减轻反射裂缝，也有利于排除路面结构层中的水，减少甚至消除基层的冲刷现象。 使用级配型集料的两个决定性因素是施工质量和轴荷载。当这两个条件有利时，级配碎石即使在薄沥青面层或沥青表面处治下也会上作得很好。当轴荷载较重时，在某一交通水平以上，这种级配碎石基层上直接加铺薄沥青面层结构就不合适了。

三 、级配碎石目标配合比设计

3．1 原材料检测

根据JTG E42-2005公路工程集料试验规程对原材料进行检测,原材料各项指标应满足设计及规范要求。

1）材质的选择

级配碎石基层石料最好采用石灰岩，因为石灰岩中粗集料具有一定的韧性，细集料具有一定的塑性，施工的和易性和保水性较其他岩质的石料好，易于碾压成型，不易离析；同时，石灰岩粉末类同于石灰粉，与水反应后可以形成强度，利于路面结构的长期使用。在石灰岩短缺的地区，其他岩质的集料也可采用安山岩、花岗岩等。

2）集料对级配碎石基层来讲，其强度来源于颗粒间的嵌挤，所以粗集料的棱角至关重要。对细集料来讲，要尽可能地采用石灰岩的石硝，严格控制含泥量。

3．2级配合成根据各档料的水洗筛分结果进行级配合成，满足下表通过率要求，级配曲线尽量呈S形，设计曲线不得有太多的齿形交错。（有必要时选曲3组级配筛分曲线对比）

筛孔尺寸(mm) 37.5 31.5 26.5 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075

要求通过率

3．3 进行重型击实试验

对所选的级配曲线进行重型击实试验，确定最佳含水量、最大干密度。1）掺配：对各档集料依照配合比比例进行掺配，加入计算好的含水量拌和均匀后进行闷料。2）进行击实试验3）根据击实试验结果，绘制含水率－干密度关系图，确定最佳含水量、最大干密度。

四、级配碎石施工配合比选者

级配碎石的含水量易于挥发，特别是炎热的天气，从拌和站到施工现场含水量损失要经试验段实测，确定施工配合比要比目标配合比增加的含水量。按目标级配进行铺试验段，根据不同的施工工艺进行压实度检测，对比确定施工配合比。

级配碎石的拌和有三个主控项目：级配准确、含水量合理和拌和的均匀性。级配碎石基层有路拌和厂拌两种方法，对于高速公路基层，应采用集中厂拌。

由于我国已经习惯于生产厂拌的水泥稳定碎石混合料，普遍具有厂拌的条件，与路拌法相比，集中厂拌的混合料其级配更容易控制，拌和更加均匀，因此级配碎石的生产质量容易得到保证，同时生产率也大大提高。严格拌和楼混合料生产质量控制是保证级配碎石成功应用的关键之一。

运输过程中的装、卸环节会对集料的离析情况产生影响，即装料时集料在车厢内产生第一次离析，形成离析界面，卸料时由于自卸车的后倾和集料的二次堆积，形成第二次离析。故用装载机装料时，要采用侧向装载，在车厢内集料不要形成过高的锥体；卸料时，若采用推土机摊铺，需自卸车边卸料边向前移动，以降低堆料高度，同时料堆要以品字型布置，避免平行布料，否则会形成离析带；若采用摊铺机摊铺，卸料时应快速，以减小第一次离析界面的滑动造成的第二次离析。

五、改进措施

一般的质检机构或施工单位对级配碎石基层的重视程度都不够。往往重抓沥青面层质量，放宽对基层要求。施工现场取样级配碎石混合料经取样水洗筛分，级配超出设计要求，是控制难点。碾压后表面局部存在松散情况,产生推挤,波浪等对质量和平整度都有影响。

经取样筛分级配碎石混合料级配不符合设计要求,主要表现为混合料通过率偏大，部分筛孔通过率超出设计范围，碎石压碎过多。针对施工现场出现这些问题我们做了简单的原因分析及相应措施：

1.人员控制不到位。应配备足够的人员对原材料、施工工艺进行严格的控制，提高员工工作责任心，技术水平。

2．原材料情况。随着物价的飞涨，集料价格也是逐年增长，施工单位会因为成本问题放松对原材料的质量要求。应该严格控制集料的级配，宜采用4档料，细集料分0－2.36mm,2.36-4.75mm两档,碎石最大粒径不超过31.5mm,采用水洗筛分法。针片状含量及压碎值应符合基层施工技术规范要求。

3.为了使各料斗间无掺混现象，把料斗隔离板加高，做到各档料界限清楚，无掺混。采用刚板固定在各料斗间，高40cm，这样不仅把各档料分开了，而且不影响铲车上料。

为了减少骨料的压碎，我们采用了以下方案：采用振动压路机要有低频高振幅和高频低振幅两档，激振力大于30吨。刚轮静碾自重在12-16吨轮胎压路机自重大于22吨。

4. 严禁在静压后的路面上再进行振动碾压，振动碾压虽可以使深层材料合理嵌挤、锁结，增强材料之间的作用力，但对于无结合料并在静压下已趋于密实的表层结构却有破坏作用，会降低其密实度。

级配碎石基层在施工完毕且级配碎石成型后应立即喷洒透层油、石硝，并管制交通和及时铺筑沥青层。喷洒透层油、石硝的目的是防止雨水下渗和开放轻型交通。虽然级配碎石具有排水功能，但过多雨水的浸泡、冲刷会使级配碎石层疏松；没洒透层油的级配碎石在车轮的作用下会造成局部松散。透层油的用量应取规范的高限，石硝要洁净，喷洒宜均匀，最好采用洒布车作业。若不能及时喷洒透层油，对级配碎石层必须洒水养生。

成型后的级配碎石基层应及时铺筑沥青层，铺筑前要将石硝清扫干净，以利于沥青层与级配碎石层的联结；不准运料车在级配碎石层上调头，倒车距离不宜太长，摊铺机推动运料车前行时，运料车的刹车不应踩死。

六、结语

在加强对施工管理和重视下，平整密实的级配碎石基层足够解决了路面产生反射裂缝的有效方式，其透水性也有利于沥青路面的水稳定性，提高了其路用性能。对比水泥稳定碎石基层，经济性能也得道了充分的发挥。

注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看