大粒径级配碎石基层在广西普通国省干线公路的ττ醚芯

摘要：文章结合广西普通国省干道G241线蒙山夏垌至白竹段工程实例，介绍了大粒径级配碎石基层的原材料控制、室内配合比设计等，分析了不同级配的CBR值及最大干密度，两者均在较高配合比时耐久性及承载力较优，由此提出了大粒径级配碎石基层在养护项目中的施工质量控制措施。

关键词：大粒径级配碎石；级配设计；质量控制

中图分类号：U416.214   文献标识码：A

文章编号：1673-4974（2024）04-0080-04

0 引言

随着我国经济社会的发展，重载车辆不断增加，沥青路面早期损坏较严重。近年来半刚性沥青路面易产生病害问题逐渐凸显［1］，而大粒径级配碎石作为半刚性基层和沥青路面之间的底基层，与普通级配碎石基层相比，采用更粗的粒径且具有更稳定的骨架结构和更好的抗变形能力，在一定程度上可以有效延缓沥青路面早期反射裂缝的出现［2］。

本文依托西部陆海新通道广西普通国省干道G241线蒙山夏垌至白竹段，在调查现状路况情况基础上，从原材料控制和室内配合比设计方面，结合当地气候环境和项目实际情况，对大粒径级配碎石基层的配合比设计及施工质量控制进行应用研究。

1 工程概况

项目位于蒙山县，四面环山，气候温和，雨量充沛，项目距离梧州市147 km，距离蒙山县人民政府25 km。原有道路设计为二级公路，路基宽8.5 m，路面宽度为7.7 m。自通车以来，随着区域经济的迅速发展，交通量快速增长，近年来车流量和超重车辆逐年上升，面层出现了严重龟裂、车辙、块裂病害，以及少量纵向裂缝、横向裂缝、坑槽、修补病害，外加雨水的侵蚀，导致道路病害不断加剧，道路路况日益恶化，已经严重影响该路段的安全运营及行车舒适性。为改善路段公路通行能力，更好地服务当地群众，采用旧路病害处理+20 cm低剂量水泥改善大粒径级配碎石层+1.5 cm厚热沥青同步碎石封层+5 cm厚AC-20 沥青混凝土下面层+4 cm厚AC-16 沥青混凝土上面层施工方案。

2 原材料控制

2.1 粗集料

根据施工技术规范及粗集料的配合比要求［3］，粗集料采用石灰岩，粗集料应洁净，粗集料针片状含量≤15%，石料压碎值≤25%。为确保混合料级配稳定，大粒径级配碎石的粗集料技术指标检测如表1所示。

2.2 细集料

细集料对混合料的水稳定性具有重大影响，细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质［4］，塑性指数<6、液限宜≥28%、有机物含量<2。大粒径级配碎石细集料技术指标检测如表2所示。

3 配合比设计

3.1 室内配合比

目前大粒径级配碎石级配设计指标尚不完善，级配设计具有盲目性，对大粒径级配碎石施工具有不利性，大粒径级配碎石混合料处于骨架密实状态才能发挥其作用。承载比试验可以检测大粒径级配碎石整体抗变形能力，级配设计以CBR为控制指标检验集料是否处于相互嵌挤的状态。以最大干密度为指标，评价混合料空隙填充程度，混合料以最大干密度为控制指标检验级配是否处于密实状态，以确保混合料的耐久性。

在室内构造5条试验级配曲线，通过击实试验、承载比试验对施工试验路段大粒径级配碎石进行级配优化设计。分析五档材料不同级配的CBR值及最大干密度，综合考虑CBR值及最大干密度值，选择CBR值及最大干密度值均较优的级配作为目标级配。

室内配合比设计原材料分为1#（20～40 mm）、2#（20～30 mm）、3#（10～20 mm）、4#（5～10 mm）、5#（0～5 mm）五挡料。各档石料筛分如表3所示。

根据规范及集料配合比要求，构造5条试验级配曲线，筛分如表4所示。

室内采用振动压实成型试件，不同级配大粒径级配碎石密度与CBR结果如表5所示。

由图1～3可知，当级配由粗变细时，试件的湿密度和干密度都有逐渐增大的趋势，而试件的CBR与级配的关系不是很明显，但总体上来说粗的级配CBR值要比细的级配CBR值要大。

综上所述，6∶4组最大干密度及CBR值均较高，其耐久性及承载力均较优，因此选择6∶4组，即1#料∶3#料∶4#料∶5#料=44∶20∶10∶26，作为目标配合比。

3.2 配合比调整

在室内配合比的基础上，考虑原料变异性、拌和楼的性能、现场摊铺均匀性等情况，对配合比进行调试，确保现场摊铺效果均匀、稳定。大粒径级配碎石混合料采用4档矿料，矿料筛分如表6所示。

（2）1#料∶2#料∶3#料∶4#料粒径分别为20～40 mm、10～20 mm、5～10 mm、0～5 mm规格矿料，配合比为40∶24∶9∶27，合成级配如表7所示。

根据表7和图4，合成级配呈S型，属于间断级配，筛孔直径为19 mm的通过率为48.4%，筛孔直径为4.75 mm的通过率为26.5%，两者均接近级配设计中值。

试铺过程中，曾出现过筛孔19 mm的通过率接近40%，接近级配设计下限，筛孔4.75 mm通过率在21%～22%，也接近下限，摊铺后粗骨料较多，石料间嵌挤作用明显，但现场摊铺离析也较明显，均衡性较差，离析处粗集料也更容易被钢轮压路机压碎。

从现场摊铺均衡性及粗料嵌挤效果考虑，建议筛孔19 mm及4.75 mm通过率应相匹配。若两个筛孔通过率同时偏下限，控制不好，基层容易出现离析。若两个筛孔通过率同时偏上限，细料多粗料相对较少，粗集料间嵌挤作用会稍弱一些。因此，最大干密度及CBR作为大粒径级配碎石混合料级配设计指标具有一定的合理性。

4 施工质量控制

4.1 拌和与运输

（1）控制好混合料含水率，应使粗集料表面应均匀裹上细料，减少粗细集料在生产各个环节间的分离，但应避免含水量过高，从而导致大粒径级配碎石基层局部出现“软弹”。

（2）混合料经输送带到存储仓时，为减少混合料的离析，可沿着输送带的抛物线轨迹，在储料仓上设置横向挡板，根据出料速度调整挡板的设置高度及与传送带距离。混合料装车时，增加存储仓出料口的放料频率，减少因混合料在存储仓上堆积产生的离析［5］。

（3）在保证安全的前提下，拌和机卸料口距运料车顶之间的距离宜尽量近，减小卸料高差；按照“前、后、中、前、后”5次装料原则，以减少大粒径级配离析。

4.2 摊铺与整型

（1）根据料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速调节好螺旋布料器，通过反向螺旋可以减少离析现象［6］。

（2）摊铺碾压完后，及时检测平整度，人工铲除粗集料“窝”，用新混合料补平压实。

（3）局部离析处在表面均匀撒布一层0～5 mm粒径的细集料，撒布石粉改变了大粒径级配碎石混合料级配，撒布后需使用钢轮压路机中速静压1遍。

4.3 压实及养生

（1）混合料摊铺和整型后，采用钢轮和胶轮组合碾压，粗颗粒表面裹粉效果好，有效减少粗料被钢轮压碎，压路机压不到的位置可采用平板夯压实。碾压时，表面应始终保持潮湿，湿度控制标准以压路机钢轮不粘轮为宜［7］。

（2）施工时应避免纵向接缝，左右幅纵向接缝应与上面层纵缝错位处理，避免形成上下通缝，横向接缝应预留5～8 m先不碾压，留待与下一施工段一同碾压。

（3）养护期间需开放交通，可利用交通荷载“二次压密”。大粒径级配碎石保养时间约为7～9 d。且其表面露石无粉尘积聚时应尽快封油，避免因封油不及时脱粒或雨水导致水损［8］。

5 施工质量检测

大粒径级配碎石基层现场压实度可通过固体体积率进行评价，要求每200 m检查1处，固体体积率应≥85%。由于固体体积率的检测相对复杂，该路段采用压实度来评价大粒径级配碎石压实状态。现场弯沉检测时间宜在铺筑上层结构的前一天，检测频率为每20 m一处。根据实际工程经验，大粒径级配碎石基层的弯沉值一般为20～35（0.01 mm），该项目现场检测弯沉值代表值控制均在30（0.01 mm）以内，基层、底基层承载能力较好。

经检测，该项目大粒径级配碎石基层施工后的压实度、弯沉值、路面厚度、路面宽度等各项指标，均符合设计图纸和相关规程规范的技术要求，施工质量等级评为优良。如表8所示。

6 结语

本文通过对西部陆海新通道广西梧州国道G241线蒙山夏垌至白竹段大粒径级配碎石的原材料控制、配合比设计及施工关键点进行总结分析，大粒径级配碎石处于骨架密实状态，粗集料相互嵌挤，细集料填充充分，其承载能力及耐久性均较好，最大干密度及CBR作为大粒径级配碎石混合料级配设计指标具有一定的合理性，对大粒径级配碎石在公路路网大中修工程中的进一步推广应用具有一定的指导意义。

参考文献

［1］张 峰，李红船.级配碎石基层的施工与质量控制［J］.筑路机械与施工机械化，2014，31（1）：61-63.

［2］邓 磊.G325广州至南宁二级公路大粒径碎石基层施工控制与应用［J］.西部交通科技，2023（6）：59-62.

［3］夏彩娟，谭继宗.大粒径级配碎石在大修工程中的应用研究［J］.西部交通科技，2018（9）：84-87.

［4］周小冬，黄 斌，张大斌.大粒径级配碎石在路网工程中的应用［J］.西部交通科技，2017（10）：27-30.

［5］蒙翠琼.大粒径级配碎石基层施工质量控制分析［J］.西部交通科技，2018（10）：103-107.

［6］刘士全.级配碎石配合比设计及施工质量控制［D］.西安：长安大学，2010.

［7］龙海涛.大粒径级配碎石在路网大中修改造升级中的应用效果分析［J］.西部交通科技，2020（3）：55-58.

［8］王 龙，冯德成.提高级配碎石基层使用性能的方法［J］.中国公路学报，2006（4）：40-45.

作者简介：覃浩瀚（1981—），工程师，主要从事公路养护施工管理工作。