高速公路沥青路面级配碎石基层施工技术研究

2022-03-30揭勇军

交通科技与管理 2022年5期

揭勇军

摘要高速公路路面级配碎石基层有良好的应力吸收能力、排水性能和承载能力。为保证高速公路路面可以长久使用，对级配碎石基层施工技术进行研究。结合某高速公路实例，分别对原材料要求、级配设计、施工配合比和施工工艺等方面进行分析，并对施工完成后的路面进行压实度和平整度检测。结果表明：采用该集料配合比和施工工艺的级配碎石基层施工，可以满足规范要求，达到沥青路面质量要求，有效改善路面基层整体性能。

关键词高速公路;沥青路面;级配碎石基层;路面施工

中图分类号 U416.214 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）05-0120-03

0 引言

由于半刚性基层的结构强度、承载能力和整体稳定

性好，我国高速公路基本是半刚性基层沥青路面结构。随着使用年限的增加，半刚性基层会发生收缩裂缝现象，雨水进入到收缩裂缝会加速沥青路面的破坏。而级配碎石基层沥青路面有良好的排水性能和应力吸收能力，能够解决半刚性基层收缩裂缝病害，将级配碎石应用于路面基层材料是一种必然趋势。

1 工程概况

某高速公路施工项目全长为81.56 km，其路面结构形式具体见表1。其中试验路段起讫桩号为K10+300～K30+900。根据高速公路的实际情况，确定采用级配碎石基层，并对原材料要求、级配设计、施工配合比严格控制，在施工过程中严格按照规范管理。

2 原材料要求、级配设计和施工配合比确定

2.1 原材料要求

原材料的选择直接影响级配碎石基层的质量，必须进行严格控制[1]。碎石材料应选用无杂质、质地坚韧的碎石并对级配进行严格控制，选用级配应满足图1的规定要求。采用4种不同的碎石分别为：0～4.75 mm、4.75 ～9.5 mm、9.5～19 mm、19～31.5 mm，级配要求满足表2。

2.2 机械设备要求

该案例选择国产的洒水车、胶轮压路机、拌和机和进口的机械设备。

2.3 级配设计和施工配合比

按照图1的级配曲线要求，设计A、B、C三种不同配合比方案（见表3），通过试验对比，C方案的最佳含水量和最大密度最好，选用C方案实施级配施工。C方案的最佳含水量为5.1%，平均最大干密度为2.282 g/cm3。

3 级配碎石基层施工技术的应用

3.1 施工准备

首先要试验室取样检验，合格后进行现场抽样检验，确保两次检验合格后再使用，同时做好人员配置和机械检查等相关工作[2]。此外，施工测量放线是级配碎石施工工艺的一项重要工作，做好施工测量放线至关重要。测量工程师严格按照设计图纸进行测量放线，最终要确定中线和高程。直线和曲线路段的中桩间隔分别为8 m和4 m，根据起始点和间隔确定出中桩的具体位置，并设置高程桩，依次指出路基的边桩位置。级配碎石基层摊铺顶面的设计高度由级配碎石的松铺系数确定。摊铺厚度要控制在合理范围内，每3～5 m设置一个测量墩，并通过测量摊铺厚度控制测量墩的顶面高程，边坡1.20 m、宽度5.325 m，最终由放样桩线得出填筑范围，从而控制纵断面高程、横坡，得出的松铺系数控制点。石灰网格尺寸根据松铺厚度和装载填料方量划定，其中根据松铺系数1.285确定松铺厚度。

3.2 混合料的拌和

拌和施工时应严格控制级配碎石的集料配比满足设计与施工规定要求，采用级配碎石材料的含水量应进行严格控制，保证含水量不超过最佳含水量1.5%，不低于最佳含水量1%，以保證碾压时接近最佳含水量。每天拌和前使用的原材料，现场检测如发现级配与含水量发生变化，必须及时调整，促使拌合严格控制在指标和规范范围内。

3.3 填料运输

（1）为减少级配碎石混合料因重力作用而出现的离析，装料时同一辆车采取的装料顺序为“前、后、中”三次装料。

（2）级配碎石混合料运输途中容易发生离析现象，为了减少离析发生，运料车行驶过程中应控制好速度，尽量做到匀速行驶。

（3）采用40 t自卸汽车运输。为防止水分过分蒸发，遇高温天气时采用覆盖篷布的方式保持水分，保证摊铺后碾压时接近最佳含水量。级配碎石运送到规定位置后，安排专人指挥级配碎石混料的卸料工序，尽量把每车料按由车辆的运料量计算得到的摊铺面积划定的方格范围内，防止过多或过少卸料，卸料位置按梅花形布置，保证卸料量能均匀地布满方格，控制在15 m范围内分三次卸料[3]。

3.4 摊铺

（1）摊铺施工机械采用平地机。由松铺系数和压实厚度计算得到每车混合料摊铺的面积范围，该级配碎石基层采用的松铺系数为1.285，计算得到摊铺的厚度为 19.2 cm。

（2）为保证级配碎石混合料摊铺的匀速性和连续性，质检和测量人员应严格对摊铺机的横坡和高程进行检测和调试，摊铺机在摊铺施工中禁止随意停机和变速。

（3）为保证压实能在最佳含水量范围内进行，摊铺时的级配碎石最佳含水量控制在0.5%～1%。为保证级配碎石摊铺均匀不出现离析，摊铺时设专业人员处理离析病害，发现有粗集料窝现象时，用铲铲除后重新补充混合料或加入细料重新拌匀[4]。

3.5 碾压

（1）使用20 t压路机，碾压顺序依次为：静压一遍→弱振碾压一遍→强振碾压三遍→静压一遍收轮迹。

（2）压路机为弱振或静碾时，为保证级配碎石的压实效果及基层施工的路拱和平整度，压实速度不得大于2.5 km/h，保证两次碾压的重叠宽度为0.3 m，当压路机采用强振时，速度可适当提高，但一般应不超过3.0 km/h，两次碾压的重叠宽度为0.5倍轮宽。

（3）对有超高的曲线地段，级配碎石的压实由内侧往外侧进行，没有超高的地段，级配碎石压实由两边向中间进行碾压。

（4）边角处及新旧级配碎石垫层交界处等不适宜大型压路机作业的地方，使用手扶压路机振动密实，不能存在死角[5]。

3.6 边缘修整

为保证级配碎石边坡线形美观、顺直、边坡表面平整，修整方式采用人工挂线。级配碎石基层路拱并压路机配合碾压进行修整，人员固定挂线控制高程，整修边坡、处理离析等工种，以便正常施工时熟练操作。

3.7 成品保护和养生

为保证级配碎石基层表面不被破坏，在进行上层施工前，不得开放交通，碾压成型7天后，每天进行洒水养护，洒水宜在中午进行，洒水车速度控制15 km/h以内[6]。

4 试验路段检测

4.1 压实度检测

试验路段压实度检测要满足《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60—2008），数据见表4。

通过表4得出压实度平均值98.3%，满足《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20—2015）的要求值98%，此方案压实度良好，级配碎石基层强度和稳定性满足要求[7]。

4.2 平整度检测

由于平整度直接影响行驶安全、舒适，因此，平整度是一项重要使用性能评价指标。平整度检测同样也要满足《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60—2008），使用3 m直尺进行检测，数据见表5。

通过表5得出平整度标准差平均值0.768 mm，满足《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2015）的要求值1.2 mm，此方案平整度良好，级配碎石基层满足行车舒适性和安全性要求。

5 级配碎石基层施工控制要点

（1）首先，拌和集料之前要湿润焖料处理，促使拌合料达到良好效果。含水量是拌合工序的重要控制指标，为避免拌合料的含水量过大或者过小等问题发生，应根据拌合过程的实际情况，采取提高抽检频率手段加大含水量检测，一旦发现含水量不符合工程要求，应采取针对性措施，及时调整含水量，以满足工程实际要求，促使拌合严格控制在指标和规范范围内。

（2）压路机自身吨位较大，强振碾压过程中有可能影响上浮粗集料的粘结力，降低混凝土强度，因此，在碾压过程中要控制好弱振和强振的次数，根据工程实际工况，适当增加弱振的次数，降低强振的次数。同时，利用胶轮压路机进行收压工作，骨料嵌锁效果明显，因此在收压工作过程中，采用胶轮压路机。彻底完成级配碎石基层碾压，为防止车辆轮胎碾压引起的混合料松散病害，要封闭道路，等养护工作完毕后再施工。

（3）待表层晒白开展喷油工作，喷油采用的透层油要控制沥青的含量，沥青的含量高会引起起皮现象，沥青的含量低会起不到良好的渗透效果，此时封闭交通一段时间，等喷油工作彻底完毕后，透层油完全渗透之后，再开放交通。

6 结论

综上所述，高速公路路面级配碎石基层有良好的应力吸收能力、排水性能和承载能力，可以降低沥青路面的裂缝病害，提升高速公路的质量和使用年限。该案例采用的级配碎石基层施工技术、效果及注意事项具体如下：

（1）级配碎石基层施工成功，各项指标检测符合要求，为其他工程的配碎石基层施工提供技术支持。

（2）在施工过程中要保证原材料的质量，并且拌和均匀，避免出现离析现象。

（3）在施工过程中要及时联系气象部门，当天气变化时，采用移动篷布或者搭设防雨工棚做好施工现场、拌和站雨天预防工作，安排专门人员检测砂石料含水量，并做好雨天安全防护措施，杜绝交通事故和不安全事件的发生。

（4）施工完毕后要保证检测指标的真实可靠性，对不满足压实度和平整度的路段重新进行压实。

参考文献

[1]余华，龚伟玲. 高速公路沥青路面级配碎石基层施工技术[J]. 黑龙江交通科技， 2019（12）： 76+78.

[2]周长禄. 高速公路沥青路面级配碎石基层施工[J]. 中华建设， 2017（3）： 132-133.

[3]梅利民. 高速公路路面级配碎石柔性基层的施工技术[J]. 建材与装饰， 2016（38）： 264-265.

[4]王虹霏，张齐. 高等级公路沥青路面级配碎石基层施工技术[J]. 中国西部科技， 2015（12）： 68-71.