天然砂礫石在道路工程中的應(yīng)用

汪曉俊

（六安市公路局舒城分局，安徽 六安 231300）

0 引言

天然砂礫石混合料在道路工程中使用，具有成型容易、強度較高且穩(wěn)定、水穩(wěn)性和溫度穩(wěn)定性好等優(yōu)點，適用于各種復(fù)雜的氣候條件、水文條件，且造價低、施工方便簡潔，適宜于用作砂石路面的面層和多種路面下的基層，是一種良好的路面基層形式，目前仍然在本地的城市道路和縣鄉(xiāng)道路建設(shè)中廣泛使用。

1 天然砂礫石簡介及路用指標

天然砂礫石指在自然河流中經(jīng)過流水漂洗、混和作用后形成的具有一定級配的砂礫混合體。天然砂礫石混合料主要成分是具有足夠強度的礫石，此外還有部分比例的硅砂和少量泥沙及有機質(zhì)。對于其中占大部分含量的礫石，工程要求其風(fēng)化程度低，壓碎值指標不大于30；5mm及以上粒徑的粗骨料必須多于60%的重量比，且25mm以上粒徑的粗骨料必須高于30%的重量比，其最大粒徑小于等于0.8倍壓實厚度并小于200mm，過大必須剔除。同時，砂礫混合料中的細長狀和扁平狀石子含量必須控制在5%（含）重量比之內(nèi)，泥砂和有機雜質(zhì)應(yīng)不大于10%。以上對各級粒徑重量比作出要求，主要是為了在混合料鋪筑以后，能形成嵌鎖密實的結(jié)構(gòu)層，以承載車輛荷載的作用，而對最大粒徑的控制，是為了嵌鎖骨架的穩(wěn)定度和平整度。同時，因為粗骨料在基層中起骨架作用，為保證基層強度，礫石中的針、片狀石子等軟弱成分含量必須嚴格控制。

以下為G105五顯段改建工程中使用的五顯河兩個河段的天然砂礫混合料的篩分結(jié)果（見表1～表2）。

表1 01標A段天然砂礫篩分結(jié)果表一

表2 01標A段天然砂礫篩分結(jié)果表二

將上述兩個試樣的篩分結(jié)果放入級配碎石礦料配比曲線中，可以得到下面圖1～圖2。

圖1 天然砂礫篩分曲線

圖2 級配碎石礦料配比

從圖中可以看到，圖2中試樣的混合料略微偏細，但兩個試樣的自然配合比都符合路用級配碎石的級配范圍，可以作為路用級配碎石的代用品直接使用。事實上，這些天然砂礫混合料直接取自河道沙灘，具有的級配是天然的，難免在粗細度上有不同，即使是同一河道上的不同河段，其級配范圍也有很大的不同，而道路上使用量非常大，不可能完全取自同一地點。因此，施工過程中在使用這種混合料時，工程技術(shù)人員要注意驗收，以確保路面結(jié)構(gòu)的強度要求。

從上圖還看出，兩條曲線并不非常光滑，但沒有明顯的斷級現(xiàn)象，可以認為，兩試樣所代表的混合料具有連續(xù)級配的規(guī)律。

2 工程實踐中應(yīng)注意的幾個問題

2.1 基底處理

在砂礫石混合料基層施工中，對基底的處理應(yīng)引起足夠的重視。如果在老路面層上進行補強，應(yīng)將較大較深的坑和水沖溝先行填平，并灑水經(jīng)壓實再進行補強；如果對新路基特別是膨脹土基基底進行處理，則一定要先預(yù)調(diào)好路拱橫坡，基底橫坡應(yīng)大于等于3%，并做好盲溝，以防基層攤鋪后的壓實灑水形成“彈簧”，從而破壞土基。

2.2 壓實過程

天然砂礫石攤鋪后，應(yīng)及時進行初步碾壓，這樣可以利用天然砂礫的本身含水量，減少灑水量。天然砂礫基層的強度很大程度上依賴其密實度，為了提高其強度和板體性，根據(jù)“水壓砂”的原理，在砂礫基層的壓實過程中，灑水是必要的。壓實過程中不能象水壓砂一樣無限制用水，因為過飽和水不僅會浸濕土基，而且對壓路機械的碾壓會產(chǎn)生抗力，同時，壓實后的排水會在砂礫層中產(chǎn)生新的空隙，增大壓實以后的殘余沉降。因此，灑水要適度，只要混合料鋪筑體表面或下部邊緣開始滲水，就表明水已經(jīng)飽和，不應(yīng)再灑水。一般灑水總量控制在鋪裝體積的1/3以下。

初步碾壓后，灑水碾壓成型前，應(yīng)培護好路肩，這樣，碾壓機械在碾壓時從兩側(cè)向路中碾壓，有利于路拱橫坡的形成。

2.3 鋪裝厚度

工程實踐表明，當砂礫石基層壓實厚度超過35cm時，再加厚鋪裝，對其強度沒有顯著提高，因此，除非特殊需要，一般鋪裝厚度宜控制在45cm以下。實際鋪裝時，松鋪厚度以壓實厚度H計，可控制在1.2～1.25H之內(nèi)。當鋪裝總厚度超過30cm時，應(yīng)分層鋪裝、壓實。

3 思考和建議

目前，天然砂礫石基層普遍應(yīng)用于城市道路和縣鄉(xiāng)道路建設(shè)。在實踐中，將天然砂礫進行改性，利用天然砂礫的自然級配，加上膠結(jié)料以進一步提高其剛度和板體性效果，進一步擴大其使用范圍，也應(yīng)該是可能的。由于局限于條件，本人不能有確切的試驗數(shù)字來證實，因此，作為一點建議，供同行參考。

總之，天然砂礫石材料作為基層材料，在本地乃至更廣泛的地區(qū)都有著良好的實踐，工程實踐已證實了它良好的工程品質(zhì)。雖然至目前為止，在很多方面還有問題需要解決，如砂礫層厚度在35cm以上繼續(xù)增加時，對其強度性能的影響評估等等，但是，這些問題依然沒有影響到天然砂礫石作為一種良好的基層材料在工程實踐中得到認可和推廣。