探讨级配碎石柔性基层配合比设计及施工质量控制

谢 鑫

(四川公路桥梁建设集团有限公司海外分公司，四川 成都 610041)

1 研究背景

级配碎石柔性基层是目前桥梁道路工程中常用的建筑材料，因此，我国对于此方面具有一定的研究基础。何亮等通过不同的级配碎石柔性基层的配比设计方法，分析了其在应用中控制施工质量的要点。马健翔针对级配碎石柔性基层中采用不同类型碎石对施工质量的影响进行研究，并重点分析了材料、配合比以及含水率等与施工质量的关系。卢蒋继结合实际工程，分析了级配碎石柔性基层在施工中的要点及注意事项。何礼明分析材料的力学物理特征后总结出了提升级配碎石柔性基层施工治疗的几种方式。

2 工程概况

某道路为穿山道路，该路段全长为376.5km，为国家二级国道，施工前结合当地地质条件、水文环境以及施工方案等因素，后采用碎石层基层、沥青铺面的施工方式。工程路面结构设计参数如表1所示。

表1 工程路面结构设计参数

本次旧路改造工程所采用的级配碎石柔性基层主要采用振动成型法进行配合比的设计，其中主要指标应用范围分别为：含水率4.5%～5.5%、级配构成类型为骨架密实型、基层压实度≥98%、承载比≥180%、下层弯沉值≤80、上层弯沉值≤60。

3 基层材料配合比试验设计

3.1 集料性能指标检测

根据相关资料以及施工经验可以发现，级配碎石柔性基层混合料最终的质量与集料性能具有直接的联系，由于集料是级配碎石柔性基层混合料的主要组成部分，其所采用的碎石性能的好坏将决定工程施工质量。本次旧路改造工程中所采用的集料经过检测，其性能均达到规范的标准以及施工的需求，如表2所示。

表2 级配碎石柔性基层集料性能指标以及检测结果

3.2 混合料配合比设计

工程中级配碎石的最大干密度以及最优含水量采用重型击实工艺、振动成型工艺，并行承载比、抗剪性能检验(如表3所示)，结果显示重型击实工艺条件下碎石最大干密度为2.31g/cm3、最佳含水率为4.9%，振动成型工艺条件下碎石最大干密度为2.43g/cm3、最佳含水率为4.5%。

表3 3级配碎石承载比、抗剪性能检验结果

由上表的检验结果可以发现，碎石混合料在不同的成型工艺下其承载比具有较大的差异，《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20-2015)中规定，采用级配碎石为基层，并使用重型击实成型工艺时，其基层密实度应≥98%，承载比应≥100%，当将其作为作底基层，并使用重型击实成型工艺时，其基层密实度应≥96%，承载比应≥80%，因此，工程中级配碎石承载比、抗剪性能检验结果均满足规范标准。此外，通过采用振动成型工艺可以使级配碎石具有较高的抗剪性能，而依据承载比与回弹模量的发展规律可以发现，采用振动成型工艺的级配碎石混合料也将具有较大的回弹模量。

根据工程的施工经验可知，在施工中基层的强度、压实度是在实施基层振动碾压过程中形成的，可以推断，混合料的振动击实设计中强度、压实度形成与振动碾压施工相一致。因此，旧路改造工程使用振动击实进行混合料配合比设计，并且所得试验数据与实际施工相符，如表4所示。

表4 级配碎石混合料配合比设计结果

4 施工工艺及质量控制

4.1 施工准备

改造工程施工前需将旧道路进行清理，尤其是发生裂缝、破损等具有病害的区域；实施清理后对路面均匀洒水，保持道路的湿度；在施工中严格控制施工进度，各项施工需按规范进行技术交底并记录，以此确保改造工程的施工质量。

4.2 基层施工工艺及质量控制

按照施工方案，控制级配碎石柔性基层的厚度为18cm，并采用一次成型施工；所采用的材料须在搅拌场集中搅拌完毕后立即使用罐车运输至施工现场，运输途中控制料浆的温度以及含水率；运送至施工现场后使用摊铺机进行基层的摊铺。具体施工步骤如下。

(1)是备料。根据工程施工方案采购储备所需的不同型号施工材料；不可一次全部购置，应按照施工阶段进行分批采购，并且材料储备时需注意防水、防潮处理。(2)是搅拌。级配材料搅拌应严格按照配合比进行配比，为了使混合料的含水达到方案的要求，搅拌时需使其最佳含水率提高2%左右，实施均匀搅拌后应立即进行测量，以保障混合料各项指标达到施工需求。(3)是运输。混合料经过搅拌检测后应立即运输至施工现场，以避免混合料温度、含水率降低。(4)是摊铺。进行材料的摊铺前需进行级配碎石层找平，以达到摊铺的均匀性、全面性；本工程中摊铺系数取1.3，以分段摊铺的形式进行施工，以实现在控制压实密度的情况下避免出现施工缝。(5)是整型、碾压。材料摊铺施工结束后须立即使用压路机跟随摊铺进行全宽碾压，碾压时需注意先轻后重、先慢后快以及从低到高的碾压施工原则；首先静压1～2次，之后进行振动碾压3～4次，之后更换轮胎压路机对路面进行碾压2～3次，以使路面达到设计压实度。为了避免基层受到破坏，压路机不可在碾压成型的过程中进行调头或急刹车；碾压后的路面应具有平整密实，不可存在轮迹或隆起的情况发生，碾压后立即使用3m直尺检测路面的平整度，若路面不合格需要立刻进行处理。(6)是接缝处理。路面不能出现纵向接缝，若无法避免纵向接缝则需保证其连接为垂直相接，不能出现斜接的情况；路面的横缝处理措施为，在新铺料前需保持下承层顶面的清洁，当日为实施接近摊铺机为压实混合料与次日一同碾压，但需控制混合料的含水率。

4.3 施工期间交通管制及施工后养护处理

在进行旧路改造时将会占用道路，为了保持在道路施工时保持车辆的同行，首先采用2.5m高彩钢板将半幅道路封闭，保留另一侧道路的通行，对道路进行必要的警示疏导，待到封闭道路施工完毕后再进行另一侧道路的施工。旧路改造工程施工结束并经过检测合格后，委派专人进行施工路段的清理，保持清洁卫生，根据施工情况对路面进行洒水养护处理，之后及时开放道路，恢复道路的正常通行。

5 结 语

级配碎石柔性基层具有较好的强度和稳定性，能够降低应力的传力以及产生拉伸应变，并且在其良好的透水性作用下铺筑成高密实度、均匀的结构层可快速地排除出进入基层的水分，以此避免路面在使用过程中发生变形、更好地延长其使用寿命。而实现这一目标的前提是做好级配碎石柔性基层配合比设计及施工质量控制，因此在施工前需要进行必要的试验分析，并在施工中严格控制施工质量。