大粒徑級配碎石基層在廣西普通國省干線公路的ττ醚芯

摘要：文章結(jié)合廣西普通國省干道G241線蒙山夏垌至白竹段工程實(shí)例，介紹了大粒徑級配碎石基層的原材料控制、室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)等，分析了不同級配的CBR值及最大干密度，兩者均在較高配合比時耐久性及承載力較優(yōu)，由此提出了大粒徑級配碎石基層在養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目中的施工質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：大粒徑級配碎石；級配設(shè)計(jì)；質(zhì)量控制

中圖分類號：U416.214? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-4974（2024）04-0080-04

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，重載車輛不斷增加，瀝青路面早期損壞較嚴(yán)重。近年來半剛性瀝青路面易產(chǎn)生病害問題逐漸凸顯［1］，而大粒徑級配碎石作為半剛性基層和瀝青路面之間的底基層，與普通級配碎石基層相比，采用更粗的粒徑且具有更穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)和更好的抗變形能力，在一定程度上可以有效延緩瀝青路面早期反射裂縫的出現(xiàn)［2］。

本文依托西部陸海新通道廣西普通國省干道G241線蒙山夏垌至白竹段，在調(diào)查現(xiàn)狀路況情況基礎(chǔ)上，從原材料控制和室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)方面，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境和項(xiàng)目實(shí)際情況，對大粒徑級配碎石基層的配合比設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量控制進(jìn)行應(yīng)用研究。

1 工程概況

項(xiàng)目位于蒙山縣，四面環(huán)山，氣候溫和，雨量充沛，項(xiàng)目距離梧州市147 km，距離蒙山縣人民政府25 km。原有道路設(shè)計(jì)為二級公路，路基寬8.5 m，路面寬度為7.7 m。自通車以來，隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，交通量快速增長，近年來車流量和超重車輛逐年上升，面層出現(xiàn)了嚴(yán)重龜裂、車轍、塊裂病害，以及少量縱向裂縫、橫向裂縫、坑槽、修補(bǔ)病害，外加雨水的侵蝕，導(dǎo)致道路病害不斷加劇，道路路況日益惡化，已經(jīng)嚴(yán)重影響該路段的安全運(yùn)營及行車舒適性。為改善路段公路通行能力，更好地服務(wù)當(dāng)?shù)厝罕?，采用舊路病害處理+20 cm低劑量水泥改善大粒徑級配碎石層+1.5 cm厚熱瀝青同步碎石封層+5 cm厚AC-20 瀝青混凝土下面層+4 cm厚AC-16 瀝青混凝土上面層施工方案。

2 原材料控制

2.1 粗集料

根據(jù)施工技術(shù)規(guī)范及粗集料的配合比要求［3］，粗集料采用石灰?guī)r，粗集料應(yīng)潔凈，粗集料針片狀含量≤15%，石料壓碎值≤25%。為確?；旌狭霞壟浞€(wěn)定，大粒徑級配碎石的粗集料技術(shù)指標(biāo)檢測如表1所示。

2.2 細(xì)集料

細(xì)集料對混合料的水穩(wěn)定性具有重大影響，細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)［4］，塑性指數(shù)<6、液限宜≥28%、有機(jī)物含量<2。大粒徑級配碎石細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)檢測如表2所示。

3 配合比設(shè)計(jì)

3.1 室內(nèi)配合比

目前大粒徑級配碎石級配設(shè)計(jì)指標(biāo)尚不完善，級配設(shè)計(jì)具有盲目性，對大粒徑級配碎石施工具有不利性，大粒徑級配碎石混合料處于骨架密實(shí)狀態(tài)才能發(fā)揮其作用。承載比試驗(yàn)可以檢測大粒徑級配碎石整體抗變形能力，級配設(shè)計(jì)以CBR為控制指標(biāo)檢驗(yàn)集料是否處于相互嵌擠的狀態(tài)。以最大干密度為指標(biāo)，評價混合料空隙填充程度，混合料以最大干密度為控制指標(biāo)檢驗(yàn)級配是否處于密實(shí)狀態(tài)，以確?；旌狭系哪途眯?。

在室內(nèi)構(gòu)造5條試驗(yàn)級配曲線，通過擊實(shí)試驗(yàn)、承載比試驗(yàn)對施工試驗(yàn)路段大粒徑級配碎石進(jìn)行級配優(yōu)化設(shè)計(jì)。分析五檔材料不同級配的CBR值及最大干密度，綜合考慮CBR值及最大干密度值，選擇CBR值及最大干密度值均較優(yōu)的級配作為目標(biāo)級配。

室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)原材料分為1#（20～40 mm）、2#（20～30 mm）、3#（10～20 mm）、4#（5～10 mm）、5#（0～5 mm）五擋料。各檔石料篩分如表3所示。

根據(jù)規(guī)范及集料配合比要求，構(gòu)造5條試驗(yàn)級配曲線，篩分如表4所示。

室內(nèi)采用振動壓實(shí)成型試件，不同級配大粒徑級配碎石密度與CBR結(jié)果如表5所示。

由圖1～3可知，當(dāng)級配由粗變細(xì)時，試件的濕密度和干密度都有逐漸增大的趨勢，而試件的CBR與級配的關(guān)系不是很明顯，但總體上來說粗的級配CBR值要比細(xì)的級配CBR值要大。

綜上所述，6∶4組最大干密度及CBR值均較高，其耐久性及承載力均較優(yōu)，因此選擇6∶4組，即1#料∶3#料∶4#料∶5#料=44∶20∶10∶26，作為目標(biāo)配合比。

3.2 配合比調(diào)整

在室內(nèi)配合比的基礎(chǔ)上，考慮原料變異性、拌和樓的性能、現(xiàn)場攤鋪均勻性等情況，對配合比進(jìn)行調(diào)試，確?，F(xiàn)場攤鋪效果均勻、穩(wěn)定。大粒徑級配碎石混合料采用4檔礦料，礦料篩分如表6所示。

（2）1#料∶2#料∶3#料∶4#料粒徑分別為20～40 mm、10～20 mm、5～10 mm、0～5 mm規(guī)格礦料，配合比為40∶24∶9∶27，合成級配如表7所示。

根據(jù)表7和圖4，合成級配呈S型，屬于間斷級配，篩孔直徑為19 mm的通過率為48.4%，篩孔直徑為4.75 mm的通過率為26.5%，兩者均接近級配設(shè)計(jì)中值。

試鋪過程中，曾出現(xiàn)過篩孔19 mm的通過率接近40%，接近級配設(shè)計(jì)下限，篩孔4.75 mm通過率在21%～22%，也接近下限，攤鋪后粗骨料較多，石料間嵌擠作用明顯，但現(xiàn)場攤鋪離析也較明顯，均衡性較差，離析處粗集料也更容易被鋼輪壓路機(jī)壓碎。

從現(xiàn)場攤鋪均衡性及粗料嵌擠效果考慮，建議篩孔19 mm及4.75 mm通過率應(yīng)相匹配。若兩個篩孔通過率同時偏下限，控制不好，基層容易出現(xiàn)離析。若兩個篩孔通過率同時偏上限，細(xì)料多粗料相對較少，粗集料間嵌擠作用會稍弱一些。因此，最大干密度及CBR作為大粒徑級配碎石混合料級配設(shè)計(jì)指標(biāo)具有一定的合理性。

4 施工質(zhì)量控制

4.1 拌和與運(yùn)輸

（1）控制好混合料含水率，應(yīng)使粗集料表面應(yīng)均勻裹上細(xì)料，減少粗細(xì)集料在生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)間的分離，但應(yīng)避免含水量過高，從而導(dǎo)致大粒徑級配碎石基層局部出現(xiàn)“軟彈”。

（2）混合料經(jīng)輸送帶到存儲倉時，為減少混合料的離析，可沿著輸送帶的拋物線軌跡，在儲料倉上設(shè)置橫向擋板，根據(jù)出料速度調(diào)整擋板的設(shè)置高度及與傳送帶距離?；旌狭涎b車時，增加存儲倉出料口的放料頻率，減少因混合料在存儲倉上堆積產(chǎn)生的離析［5］。

（3）在保證安全的前提下，拌和機(jī)卸料口距運(yùn)料車頂之間的距離宜盡量近，減小卸料高差；按照“前、后、中、前、后”5次裝料原則，以減少大粒徑級配離析。

4.2 攤鋪與整型

（1）根據(jù)料門開度、鏈板送料器的速度和螺旋布料器的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)好螺旋布料器，通過反向螺旋可以減少離析現(xiàn)象［6］。

（2）攤鋪碾壓完后，及時檢測平整度，人工鏟除粗集料“窩”，用新混合料補(bǔ)平壓實(shí)。

（3）局部離析處在表面均勻撒布一層0～5 mm粒徑的細(xì)集料，撒布石粉改變了大粒徑級配碎石混合料級配，撒布后需使用鋼輪壓路機(jī)中速靜壓1遍。

4.3 壓實(shí)及養(yǎng)生

（1）混合料攤鋪和整型后，采用鋼輪和膠輪組合碾壓，粗顆粒表面裹粉效果好，有效減少粗料被鋼輪壓碎，壓路機(jī)壓不到的位置可采用平板夯壓實(shí)。碾壓時，表面應(yīng)始終保持潮濕，濕度控制標(biāo)準(zhǔn)以壓路機(jī)鋼輪不粘輪為宜［7］。

（2）施工時應(yīng)避免縱向接縫，左右幅縱向接縫應(yīng)與上面層縱縫錯位處理，避免形成上下通縫，橫向接縫應(yīng)預(yù)留5～8 m先不碾壓，留待與下一施工段一同碾壓。

（3）養(yǎng)護(hù)期間需開放交通，可利用交通荷載“二次壓密”。大粒徑級配碎石保養(yǎng)時間約為7～9 d。且其表面露石無粉塵積聚時應(yīng)盡快封油，避免因封油不及時脫?；蛴晁畬?dǎo)致水損［8］。

5 施工質(zhì)量檢測

大粒徑級配碎石基層現(xiàn)場壓實(shí)度可通過固體體積率進(jìn)行評價，要求每200 m檢查1處，固體體積率應(yīng)≥85%。由于固體體積率的檢測相對復(fù)雜，該路段采用壓實(shí)度來評價大粒徑級配碎石壓實(shí)狀態(tài)?，F(xiàn)場彎沉檢測時間宜在鋪筑上層結(jié)構(gòu)的前一天，檢測頻率為每20 m一處。根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，大粒徑級配碎石基層的彎沉值一般為20～35（0.01 mm），該項(xiàng)目現(xiàn)場檢測彎沉值代表值控制均在30（0.01 mm）以內(nèi)，基層、底基層承載能力較好。

經(jīng)檢測，該項(xiàng)目大粒徑級配碎石基層施工后的壓實(shí)度、彎沉值、路面厚度、路面寬度等各項(xiàng)指標(biāo)，均符合設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)規(guī)程規(guī)范的技術(shù)要求，施工質(zhì)量等級評為優(yōu)良。如表8所示。

6 結(jié)語

本文通過對西部陸海新通道廣西梧州國道G241線蒙山夏垌至白竹段大粒徑級配碎石的原材料控制、配合比設(shè)計(jì)及施工關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析，大粒徑級配碎石處于骨架密實(shí)狀態(tài)，粗集料相互嵌擠，細(xì)集料填充充分，其承載能力及耐久性均較好，最大干密度及CBR作為大粒徑級配碎石混合料級配設(shè)計(jì)指標(biāo)具有一定的合理性，對大粒徑級配碎石在公路路網(wǎng)大中修工程中的進(jìn)一步推廣應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：覃浩瀚（1981—），工程師，主要從事公路養(yǎng)護(hù)施工管理工作。