瀝青路面微粘結(jié)級(jí)配碎石基層技術(shù)要點(diǎn)分析

王騰

摘 要：微粘結(jié)級(jí)配碎石基層瀝青路面可以有效減少半剛性基層瀝青路面產(chǎn)生的反射裂縫，且解決級(jí)配碎石基層瀝青路面剛度低、適應(yīng)重載交通能力差的問(wèn)題。為此，本文在全面掌握微粘結(jié)級(jí)配碎石基層作用的前提下，結(jié)合具體案例，闡述了瀝青路面微粘結(jié)級(jí)配碎石基層技術(shù)要點(diǎn)，以期全面提升工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：瀝青路面;微粘結(jié)級(jí)配碎石基層;技術(shù)要點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

在我國(guó)已修建的各等級(jí)公路中，90%以上是使用以石灰、水泥、粉煤灰等無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定各種粗細(xì)粒料作為半剛性基層。半剛性基層瀝青路面具有抗永久變形能力強(qiáng)和整體強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，然而半剛性基層材料對(duì)溫度和濕度變化比較敏感，容易產(chǎn)生溫縮裂縫和干縮裂縫。路面裂縫不僅會(huì)降低路面的整體平整度，而且會(huì)導(dǎo)致水分滲入路面結(jié)構(gòu)而得不到及時(shí)排出，這樣就會(huì)進(jìn)一步降低基層的強(qiáng)度。于是采用級(jí)配碎石基層和瀝青面層之間設(shè)置碎石過(guò)渡層開(kāi)始得到人們的重視。為此，開(kāi)展瀝青路面微粘結(jié)級(jí)配碎石基層技術(shù)研究具有重要意義。

1 微粘結(jié)級(jí)配碎石基層的作用

半剛性基層瀝青路面被廣泛應(yīng)用到各級(jí)公路的建設(shè)當(dāng)中，為我國(guó)的公路建設(shè)做出了重大的貢獻(xiàn)。然而，半剛性基層瀝青路面自身存在著反射性裂縫等嚴(yán)重缺陷，致使路面損害嚴(yán)重，也給今后的養(yǎng)護(hù)工作增加了難度。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)外一直在研究解決半剛性基層瀝青路面存在的技術(shù)方法和措施，例如，通過(guò)改進(jìn)半剛性基層材料的配合比設(shè)計(jì)來(lái)提高其偏溫縮和干縮性能，或者在瀝青路面和半剛性基層之間設(shè)置土工織物或碎石過(guò)渡層，再或者增加瀝青面層厚度等。但由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的原因，這些技術(shù)方法和措施都存在各自的問(wèn)題，沒(méi)有得到推廣和應(yīng)用。

微粘結(jié)級(jí)配碎石半柔性材料，是由各種集料和少量 （≤3%） 的水泥，按最佳級(jí)配原理拌合并壓實(shí)而成的材料。由于微粘結(jié)級(jí)配碎石是用大小不同的材料按一定比例配合、逐級(jí)填充空隙，并用少量水泥黏結(jié)，故經(jīng)壓實(shí)后，能形成密實(shí)的結(jié)構(gòu)。前期的機(jī)械壓實(shí)作用和后期的水泥水化使得低水泥劑量微粘結(jié)級(jí)配碎石產(chǎn)生強(qiáng)度。隨著水泥劑量的增加，低水泥劑量微粘結(jié)級(jí)配碎石的強(qiáng)度增大。

瀝青路面面層下設(shè)置微粘結(jié)級(jí)配碎石基層，這種路面結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，又因?yàn)槠鋵儆诎肴嵝圆牧?，所以其本身具有良好的干縮溫縮性能，能一定程度上抑制半剛性底基層干縮、溫縮引起的反射裂縫，結(jié)合微粘結(jié)級(jí)配碎石半柔性材料的自身特點(diǎn)，筆者針對(duì)低水泥劑量微粘結(jié)級(jí)配碎石基層瀝青路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，研究不同結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)路表面回彈彎沉、瀝青混凝土面層層底拉應(yīng)力、微粘結(jié)級(jí)配碎石基層層底拉應(yīng)力、半剛性底基層層底拉應(yīng)力和瀝青混凝土面層內(nèi)剪應(yīng)力的影響，找出適應(yīng)重、中交通等級(jí)的合理微粘結(jié)級(jí)配碎石基層瀝青路面結(jié)構(gòu)，為瀝青路面結(jié)構(gòu)中合理設(shè)置微粘結(jié)級(jí)配碎石基層提供理論依據(jù)。

2 工程概況

某工程為一級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度為80 km/h，路面寬21.5 m。鋪筑了兩個(gè)試驗(yàn)段，樁號(hào)分別為K10+300～K11+800和K17+500～K18+500。K10+300～K11+800段為微粘結(jié)級(jí)配碎石段，路面結(jié)構(gòu)層為：3 cm密級(jí)配細(xì)粒式改性瀝青混凝土（AC-10C）+5 cm密級(jí)配中粒式瀝青混凝土 （AC-16F）+15 cm廠拌水泥穩(wěn)定微粘結(jié)級(jí)配碎石基層+19 cm廠拌二灰穩(wěn)定碎石底基層+20 cm天然砂礫墊層。K17+500～K18+500段為對(duì)比段，屬于普通水泥穩(wěn)定基層路段。

3 原材料及配合比設(shè)計(jì)

3.1 水泥

水泥標(biāo)號(hào)不低于32.5級(jí)，初凝時(shí)間4 h以上、終凝時(shí)間6 h以上的普通硅酸鹽水泥、礦渣鹽酸水泥和火山灰質(zhì)鹽酸水泥。不應(yīng)使用快硬水泥、早強(qiáng)水泥以及受潮變質(zhì)水泥。

3.2 級(jí)配碎石

碎石要求顆粒規(guī)整，近似立方體，材料強(qiáng)度滿足規(guī)范要求，壓碎值≤30%，碎石中不含土塊和雜質(zhì)。規(guī)格要求見(jiàn)表1。

3.3 水

選用無(wú)污染、無(wú)雜質(zhì)的飲用水即可。

3.4 混合料的技術(shù)要求和配合比設(shè)計(jì)

混合料的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度要求>1.2 MPa。經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，確定了碎石的級(jí)配，水泥采用P.S32.5，水泥劑量采用2.2%，混合料最大干密度2.47 g/cm3，最佳含水量為5.8%。

4 瀝青路面微粘結(jié)級(jí)配碎石基層技術(shù)要點(diǎn)

4.1 準(zhǔn)備下承層

水泥穩(wěn)定碎石基層施工前對(duì)下基層進(jìn)行修整，應(yīng)將表面的浮土、松散層及其它雜物清理干凈，應(yīng)盡量露出硬面。并對(duì)其進(jìn)行寬度、平整度、壓實(shí)度、彎沉等各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)，使之達(dá)到規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)監(jiān)理認(rèn)可轉(zhuǎn)序后方可施工。攤鋪前，下承層表面應(yīng)適當(dāng)灑水潤(rùn)濕，以利于基層的結(jié)合。

4.2 施工放樣

放出道路中線、基層邊線，選定檢測(cè)斷面及觀測(cè)點(diǎn)位置。本工程采用基準(zhǔn)鋼絲法調(diào)平，因此必須設(shè)置支撐桿，敷設(shè)基準(zhǔn)鋼絲，并用專(zhuān)用工具，使其張緊力不小于100 kN，鋼絲撓度不超過(guò)規(guī)定值。

4.3 混合料的拌和

混合料采用廠拌，在施工過(guò)中，技術(shù)人員始終在拌和現(xiàn)場(chǎng)，用微機(jī)操作控制原材料的用量，混合料拌和時(shí)保證配料準(zhǔn)確，拌和均勻，并控制好混合料的含水量。拌和時(shí)根據(jù)碎石的天然含水量大小及時(shí)調(diào)整加水量，含水量控制在高出實(shí)驗(yàn)室所定最佳含水量的1%～2%，使混合料到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)攤鋪碾壓時(shí)的含水量接近最佳值以保證施工質(zhì)量。

4.4 運(yùn)輸

運(yùn)輸混合料的車(chē)輛裝料前，清凈車(chē)廂，灑水潤(rùn)壁，裝料時(shí)，自卸車(chē)應(yīng)移動(dòng)車(chē)位，使混合料以前、后、中的順序落入車(chē)廂，裝載均勻，防止離析。

混合料運(yùn)輸過(guò)程中防止漏漿、漏料，途中不得任意耽擱，車(chē)輛起步和停車(chē)應(yīng)平穩(wěn)，減少顛簸，防止拌和物離析?；旌狭显谶\(yùn)輸中應(yīng)加覆蓋以防水分蒸發(fā)。車(chē)輛倒車(chē)及卸料時(shí)，有專(zhuān)人指揮，在前一輛車(chē)離開(kāi)后立即倒向攤鋪機(jī)，并在機(jī)前10 cm～30 cm處停住，不得撞擊攤鋪機(jī)。然后換成空擋，并迅速升起料斗卸料，靠攤鋪機(jī)推動(dòng)前進(jìn)。

4.5 攤鋪

混合料的攤鋪采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)械前后并進(jìn)施工，兩車(chē)相距5 m～10 m，兩幅攤鋪，攤鋪機(jī)行進(jìn)速度控制在2 m/min左右，攤鋪機(jī)應(yīng)緩慢、勻速、連續(xù)不斷作業(yè)，避免出現(xiàn)隨意停機(jī)待料，間歇攤鋪現(xiàn)象。

攤鋪機(jī)械具有自動(dòng)調(diào)節(jié)厚度及找平裝置，一臺(tái)攤鋪機(jī)左右配備2人，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)機(jī)械感應(yīng)器，在攤鋪過(guò)程中隨時(shí)檢查高程及攤鋪厚度，并及時(shí)通知機(jī)械手。在攤鋪過(guò)程中，隨時(shí)檢查攤鋪質(zhì)量，如出現(xiàn)離析、缺料等現(xiàn)象，及時(shí)人工補(bǔ)撒、換補(bǔ)攤鋪料。

4.6 碾壓

兩幅混合料攤鋪完50 m～60 m后，立即在路基全寬內(nèi)進(jìn)行碾壓。碾壓段長(zhǎng)度以30 m～40 m為宜，按由邊到中，由低到高的原則，碾壓作業(yè)應(yīng)均勻、速度穩(wěn)定，并按初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)階段進(jìn)行。

初壓用18 t震動(dòng)壓路機(jī)靜壓，重疊1/3～1/4輪寬，碾壓2遍，碾壓速度1.5 km/h～1.7 km/h。

復(fù)壓用22 t振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)碾壓，重疊1/3～1/2輪寬，碾壓速度2.0 km/h～2.5 km/h。振動(dòng)壓路機(jī)起步、倒車(chē)和轉(zhuǎn)向均應(yīng)緩慢柔順，嚴(yán)禁振動(dòng)壓路機(jī)中途急停急轉(zhuǎn)，復(fù)壓遍數(shù)按現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員檢測(cè)達(dá)到規(guī)定壓實(shí)度進(jìn)行控制。

終壓應(yīng)采用靜壓，遍數(shù)以彌合表面微裂紋、消除輪跡為停壓標(biāo)準(zhǔn)。

碾壓中應(yīng)注意事項(xiàng)：初壓、復(fù)壓、終壓作業(yè)應(yīng)密切銜接配合、一氣呵成，盡量縮短全部碾壓作業(yè)完成時(shí)間。如有曬干和風(fēng)干現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)灑少量水。

4.7 檢測(cè)鑒定

在拌合廠，實(shí)驗(yàn)室人員隨時(shí)抽樣檢測(cè)原材料的級(jí)配組成、含水量、混合料的含水量、水泥含量等，根據(jù)抽檢結(jié)果及時(shí)調(diào)整施工配合比，并做好無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

攤鋪現(xiàn)場(chǎng)，測(cè)量人員選取8～10個(gè)點(diǎn)位，隨時(shí)跟測(cè)標(biāo)高，從而確定出松鋪系數(shù)。檢測(cè)人員進(jìn)行壓實(shí)度實(shí)驗(yàn)，以確定壓路機(jī)碾壓遍數(shù)。

4.8 養(yǎng)生

碾壓完成后應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)生。養(yǎng)生時(shí)間不應(yīng)少于7d。養(yǎng)生方法采用灑水，養(yǎng)生期間除灑水車(chē)外應(yīng)封閉交通。不能完全封閉時(shí)，要禁止重型車(chē)輛通行。

5 試驗(yàn)路段施工效果評(píng)價(jià)

微粘結(jié)水穩(wěn)碎石基層完工后，表面平整密實(shí)、無(wú)坑洼、無(wú)明顯離析現(xiàn)象，外觀質(zhì)量較好。瀝青混凝土面層完工后，經(jīng)6個(gè)月行車(chē)碾壓和凍融期，面層外觀質(zhì)量良好，無(wú)任何破損。但局部有橫向裂縫每公里5道，較鄰近的水泥穩(wěn)定砂礫基層的路段橫向裂縫數(shù)量明顯減少，而且微粘結(jié)水穩(wěn)碎石基層路段的橫向裂縫寬度要小一些，微粘結(jié)水穩(wěn)碎石基層試驗(yàn)段彎沉值比對(duì)比段水泥穩(wěn)定基層路段的稍大，大約為10 （1/100 mm） 左右，但能滿足設(shè)計(jì)要求。從試驗(yàn)路總體情況看，微粘結(jié)水穩(wěn)碎石基層與水泥穩(wěn)定半剛性基層相比，瀝青面層的反射裂縫數(shù)量減少，寬度減小，將減輕水損壞程度，將在一定程度上提高瀝青路面的使用壽命。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，級(jí)配碎石作為道路上基層，可以很好地減少半剛性基層瀝青路面反射裂縫，但是級(jí)配碎石柔性基層存在回彈模量小及永久變形大，施工性較差等問(wèn)題。從解決級(jí)配碎石缺陷入手，采用添加粘結(jié)劑的微瀝青碎石作為路面的過(guò)渡層，可有效解決此類(lèi)問(wèn)題，提升施工質(zhì)量，改善路用性能，延長(zhǎng)工程使用壽命。

參考文獻(xiàn)：

[1]王宏暢，李國(guó)芬，高敏杰，等.半剛性基層與柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)分析[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2008（11）：119-123.

[2]彭波，鞏偉，孟憲光，等.微瀝青碎石過(guò)渡層混合料級(jí)配設(shè)計(jì)方法研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（交通科學(xué)與工程版），2015，39（02）：259-263.

[3]董鑫，薛輝，馬慶偉，等.微粘結(jié)級(jí)配碎石室內(nèi)試驗(yàn)與施工技術(shù)研究[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2012，8（03）：79-82.

[4]張海，馬光超，張敏江，等.級(jí)配碎石基層對(duì)瀝青路面反射裂縫抑制機(jī)理分析[J].沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，27（02）：247-252.

[5]趙昇歲，韓雨生.微粘結(jié)級(jí)配碎石性能指標(biāo)研究[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2013，9（08）：90-92+118.