破碎砾石在高等级路面基层的应用

崔院生

（邢台路桥建设总公司，河北 邢台 054001）

0 引言

国民经济的飞速发展导致交通量和车辆运载量的日益增大，相对应地公路路面的设计标准也在提高或改进。水泥稳定碎石作为一项成熟的技术被广泛用于高等级公路基层，成为路面结构的主要承载层，石料在其中起骨架作用，依靠石料间的嵌挤锁结形成强度。随着公路工程的蓬勃发展，对石料原材的需求量与日俱增，可开山石料越来越少，炸药也属于管制物品，这在一定程度上遏制了公路产业的持续发展。破碎砾石是以天然河道中水流冲刷堆积形成的卵石为原料，根据需要的规格破碎加工而成。

1 对于公路工程水泥稳定粒料基层中石料原材料的要求及破碎砾石的试验检测情况

《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034—2000）中3.2.2规定，对于高速公路和一级公路，水泥稳定土所用的粗粒土和中粒土应满足如下要求：水泥稳定土用作基层时，单个颗粒的最大粒径不应超过31.5mm。水泥稳定土的颗粒组成应符合表1要求。

表1 用作基层的水泥稳定土颗粒组成范围

该规范3.2.4规定水泥稳定土用作高速公路或一级公路基层时，混合料中碎石或砾石的压碎值应不大于30%。

由于破碎砾石是按规格生产成10～20mm、10～30mm、05～10mm等的成品石料。在邢汾高速连接线上通过对破碎石料进行级配筛分，结果为：10～30 mm的破碎砾石占50%，05～10mm破碎砾石占25%，河砂占25%组成的混合料的颗粒组成范围见表2。

表2 邢汾高速连接线水泥稳定破碎砾石的颗粒组成范围

从表2对比中可以看出，本合成级配符合设计图纸要求，与施工规范要求接近，略偏粗，属于骨架密实性结构。

通过在邢汾高速连接线工程中进行的原材料检测，10～30mm破碎砾石的一组压碎值为：22.4%、22.7%、22.6%，平均值为22.6%；05～10mm破碎砾石的1组压碎值为：22.7%、22.8%、22.8%，平均值为22.8%。两种石料完全满足施工技术规范和设计图纸要求。

2 水泥稳定破碎砾石试验段各项指标测定情况与水泥稳定碎石质量控制的对比

2.1 水泥稳定破碎砾石的组成设计

实验室通过对水泥、破碎砾石、砂等原材料进行试验，做出配合比设计，确定水泥用量和击实标准。

根据设计图纸的要求，对石料进行筛分，其石料级配为10～30 mm的破碎砾石占50%，05～10mm破碎砾石占25%，河砂占25%，然后对其混合料按不同水泥剂量的配比进行击实及无侧限抗压强度试验，各种混合料的最大干密度及最佳含水率试验结果见表3。

表3 邢汾高速连接线水泥稳定破碎砾石的最大干密度及最佳含水率

按不同水泥剂量对应的最佳含水率和最大干密度制备试件，在规定条件下湿养生6d，浸水24h后按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》进行无侧限抗压强度试验，试验结果见表4。

表4 邢汾高速连接线水泥稳定破碎砾石配合比设计的无侧限抗压强度试验结果

根据试验结果，结合经济指数，最终采用6∶100为施工配合比。

2.2 试验段试铺及成型情况

水泥稳定破碎砾石采用拌合站集中拌合，摊铺机铺筑成型，作业方式和水泥稳定碎石一样，控制最佳含水量，匀速摊铺，及时碾压，按要求进行透水土工布覆盖加洒水养生。结构成型后表面平整密实，无坑洼和明显离析现象（见图1）。

图1 水泥稳定破碎砾石基层

按照《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034—2000）要求，用于高速公路和一级公路的水泥稳定基层的抗压强度为3～5MPa。邢汾高速连接线中的水泥稳定破碎砾石基层试验段测定强度见表5。

表5 邢汾高速连接线水泥稳定破碎砾石基层试验段的无侧限抗压强度

由表5可得：平均值大于等于Rd／（1－Za×Cv），强度满足规范要求。

3 水泥稳定破碎砾石在公路基层使用中的注意事项和应用前景

3.1 使用中的注意事项

由于砾石形成的特殊性，在高等级公路中使用水泥稳定破碎砾石，需注意以下几点：

a）对最初的砾石原材要进行初步筛选，将一些草根、有机物及垃圾清除，保证破碎石料的洁净；

b）破碎过程进行严格控制，对一些针片状过多和小卵形砾石有必要进行二次破碎，保证石料的质量和规格；

c）使用时将10～30mm上料斗方孔筛稍微加密，避免圆形超粒径石料进入拌缸影响混合料级配，也保护拌缸叶片不会被超粒径石料损坏。

3.2 应用前景

破碎砾石是以天然河道中水流冲刷形成的卵石为原料，按照规格进行加工破碎而成。我国北方地区的河流大多为季节性河流，盛产卵石，就地取材既能疏通河道，应对天灾，又避免开山破坏生态环境，造福百姓。这种材料不受爆破用品管制影响，能够保证石料生产供应的连续性，对保证工程工期起到决定性的作用。另外，相关生产工艺简单，人员机械投资较少，生产成本比开山青石料降低1／3。以现阶段公路工程快速推进的劲头，石料供应市场会更加紧张，工程进展会面临更严峻的工期考验，而破碎砾石应运而生，在一定程度上可以缓解生产压力，在不久的未来必将成为工程建设的一大主要材料。

[1]JTJ 034—2000，公路路面基层施工技术规范[S].

[2]JTG E51—2009，公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].