級(jí)配碎石在路面基層中的應(yīng)用

1、級(jí)配碎石在路面基層中的應(yīng)用實(shí)踐邱慧 馬波（江蘇省銅山縣公路管理站 ，江蘇 銅山 221009）摘要：級(jí)配碎石利用其嵌擠作用,具有相當(dāng)好的承載能力,有一定的排水功能。原材料質(zhì)量、最佳混合料級(jí)配、混合料均勻攤鋪和碾壓密實(shí)是級(jí)配碎石基層控制的關(guān)鍵。本文結(jié)合在G104觀音機(jī)場(chǎng)至睢寧段路面底基層中的應(yīng)用實(shí)例，介紹級(jí)配碎石底基層的材料和配合比設(shè)計(jì)，以及拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓等前后臺(tái)控制等施工工藝, 通過理論和實(shí)踐分析，為在今后的工程應(yīng)用中提供一些參考經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：級(jí)配碎石 底基層 施工1、概述。級(jí)配碎石在級(jí)配良好并得到充分壓實(shí)的情況下,利用其嵌擠作用,具有相當(dāng)好的承載能力,有一定的排水功能,作為路面的基層

2、、底基層級(jí)配碎石，由于是松散粒料結(jié)構(gòu),不傳遞拉應(yīng)力、柱應(yīng)變,在很大程度上能夠防止和減少裂縫的產(chǎn)生。級(jí)配碎石用做路面的不同層次或用于路面中的不同位置，取決于材料本身的特性、材料的質(zhì)量、氣候條件、交通組成和交通量。104國(guó)道觀音機(jī)場(chǎng)至睢寧段，路線長(zhǎng)36.317公里，老路為雙向四車道混凝土路面，現(xiàn)有技術(shù)等級(jí)為一級(jí)，由于近年來路面破壞嚴(yán)重，道路通過能力逐漸降低，原有非機(jī)動(dòng)車道路面低于行車道0.41.1米左右，本次改造非機(jī)動(dòng)車道底基層采用級(jí)配碎石施工后與機(jī)動(dòng)車道老路混凝土板齊平，再整體施工水穩(wěn)基層和面層，成為雙向六車道瀝青混凝土路面。所謂級(jí)配碎石即粗細(xì)碎石及石屑按一定的比例混合,使其顆粒組成符合最大密實(shí)

3、級(jí)配要求。級(jí)配碎石基層的施工：一是保證原材料質(zhì)量，二是保證混合料級(jí)配最佳，三是保證混合料均勻攤鋪和碾壓密實(shí)。2、原材料的選擇.2.1碎石是原材料中最重要的材料，規(guī)范規(guī)定碎石壓碎值不大于30%，混合料粒中細(xì)長(zhǎng)、扁平顆粒含量不超過20%，不含粘土塊雜物及其它有害物質(zhì)。級(jí)配組成最大粒經(jīng)不超過37.5mm，級(jí)配碎石塑性指數(shù)應(yīng)小于9，液限應(yīng)小于28%。本項(xiàng)目采用銅山呂梁采石廠生產(chǎn)的各粒徑石灰?guī)r碎石。因?yàn)槭規(guī)r中粗集料具有一定的韌性, 細(xì)集料具有一定的塑性, 施工的和易性和保水性較其他巖質(zhì)的石料好,易于碾壓成型, 不易離析。 同時(shí), 石灰?guī)r粉末類同于石灰粉

4、, 與水反應(yīng)后可以形成強(qiáng)度, 利于路面結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期使用。2.2不同粒級(jí)的碎石和石屑等細(xì)集料應(yīng)隔離，分別堆放。對(duì)細(xì)集料來講，要嚴(yán)格控制含泥量，應(yīng)有覆蓋，防止雨淋。2.3碎石壓碎值、針片狀含量測(cè)定值。集料對(duì)級(jí)配碎石基層來講，其強(qiáng)度來源于顆粒間的嵌擠，所以碎石的壓碎值、針片狀含量及粗集料的棱角至關(guān)重要，以下是幾組現(xiàn)場(chǎng)粗集料檢測(cè)結(jié)果。 壓碎值測(cè)定值 表2-1試樣編號(hào)試樣總質(zhì)量m0(g)通過2.36mm篩細(xì)料質(zhì)量m1(g)壓碎值測(cè)值Qa'(%)壓碎值測(cè)定值Qa'(%)1 2756 435 15.8 16.2 2756 465 16.9 2756 443 16.1 2 2

5、815 489 17.4 16.7 2815 467 16.6 2815 452 16.1 游標(biāo)卡尺法測(cè)針、片狀顆粒含量() 表2-2試樣編號(hào)試樣總質(zhì)量m0(g)針、片狀顆?？傎|(zhì)量m1(g)針、片狀顆粒含量測(cè)值Qe(%)針、片狀顆粒含量測(cè)定值Qe(%)144254059.29.155214989.0244804259.59.64300 421 9.8 游標(biāo)卡尺法測(cè)針、片狀顆粒含量(4.75-9.5mm) 表2-3試樣編號(hào)試樣總質(zhì)量m0(g)針、片狀顆?？傎|(zhì)量m1(g)針、片狀顆粒含量測(cè)值Qe(%)針、片狀顆粒含量測(cè)定值Qe(%)121852129.79.824272399.8219531829

6、.39.22104 192 9.1 2.4水：人或牲畜飲用的水源均可使用，本工程用水采用自來水。經(jīng)檢驗(yàn)以上原材料各種檢測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)均滿足級(jí)配碎石施工及有關(guān)規(guī)范要求。3、混合料的級(jí)配控制根據(jù)單集料篩分情況，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算合成，室內(nèi)試驗(yàn)級(jí)配碎石墊層的配合比(9.5-31.5mm)碎石：(4.75-9.5mm)碎石：(2.36-4.75mm)碎石：（0-2.36mm）碎石17:32:19:32。 級(jí)配碎石合成級(jí)配試驗(yàn)記錄 表3-1 材料名稱孔徑（mm)37.531.5199.54.752.360.60.075通過百分率（%）原材料級(jí)配102030100.0100.045.33.61.00.80

7、.70.40.01015100.0100.0100.048.06.02.21.40.738100.0100.0100.099.230.37.72.51.0石屑100.0100.0100.0100.098.478.237.09.9各種材料 在混合料中級(jí)配10203017%17.017.07.70.60.20.10.10.1101532%32.032.032.015.41.90.70.40.23819%19.019.019.018.85.81.50.50.2石屑32%32.032.032.032.031.525.011.83.2合成級(jí)配100.0100.090.766.839.327.312.93

8、.7規(guī)范推薦合成級(jí)配10010085-10052-7429-5417-378-200-7圖3-1 各種原材料級(jí)配曲線 圖3-2合成級(jí)配曲線石屑通過38率 1015 1020300.075 0.6 2.36 4.75 9.5 19 31.5 37.5通過率 0.075 0.6 2.36 4.75 9.5 19 31.5 37.5孔徑(mm) 孔徑(mm) 生產(chǎn)過程中經(jīng)篩分試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)混合料偏細(xì)，經(jīng)調(diào)整碎石墊層的配合比為（1-2-3）碎石：（1-1.5）碎石：（0.3-0.8）碎石：（0-2.36mm）碎石=19：32：19：30，篩分曲線符合規(guī)范2號(hào)級(jí)配要求。4、最大干密度和佳含水量確定重型擊實(shí)試驗(yàn)

9、法，原材料全部為烘干后試樣。擊實(shí)試驗(yàn)共做二組，每組試樣件，混合料配制含水量分別為2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%，兩次檢測(cè)數(shù)值分別如下：最大干密度：2.263g/cm3，最佳含水量：4.0%最大干密度：2.277g/cm3，最佳含水量：4.2%。兩次試驗(yàn)最大干密度及最佳含水量的數(shù)值偏差均在規(guī)范允許范圍內(nèi)，故取最大干密度為2.27g/cm3，最佳含水量為4.1%。5、松鋪系數(shù)的確定通過對(duì)試驗(yàn)段9個(gè)斷面18個(gè)點(diǎn)位松鋪厚度、壓實(shí)厚度的測(cè)量及計(jì)算，松鋪系數(shù)平均值為1.315（見“松鋪系數(shù)測(cè)定表”）。標(biāo)準(zhǔn)偏差：S=0.024 ，Psmin=1.315-0.024*3=1.243 ，Psm

10、ax=1.315+0.024*3=1.387 根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)得出實(shí)測(cè)計(jì)算出的松鋪系數(shù)離散較小滿足要求。保留兩位小數(shù)：1.32?？紤]測(cè)量時(shí)外側(cè)邊緣出現(xiàn)塌邊情況，經(jīng)綜合考慮，在規(guī)模施工中松鋪系數(shù)采用1.30。 松鋪系數(shù)測(cè)定表 表5-1測(cè)點(diǎn)樁號(hào)側(cè)別原地面高程（m）攤鋪后高程（m）壓實(shí)后高程（m）松鋪系數(shù)平均系數(shù)K825+320距中1229.296 29.474 29.433 1.298 1.315距中16.2529.197 29.429 29.373 1.321 K825+340距中1229.282 29.463 29.420 1.314 距中16.2529.179 29.422 29.361 1.3

11、34 K825+360距中1229.236 29.459 29.407 1.305 距中16.2529.102 29.385 29.321 1.291 K825+380距中1229.256 29.466 29.416 1.311 距中16.2529.135 29.422 29.358 1.286 K825+400距中1229.299 29.473 29.429 1.342 距中16.2529.177 29.414 29.350 1.368 K825+420距中1229.303 29.447 29.413 1.307 距中16.2529.162 29.464 29.395 1.295 K825+

12、440距中1229.231 29.502 29.434 1.333 距中16.2529.149 29.426 29.354 1.352 K825+460距中1229.257 29.522 29.462 1.295 距中16.2529.155 29.405 29.344 1.324 K825+480距中1229.223 29.443 29.391 1.307 距中16.2529.132 29.399 29.340 1.283 6、拌和級(jí)配碎石施工采用混合料集中拌和（廠拌），為保證拌合質(zhì)量采用600型穩(wěn)定碎石拌合機(jī)，拌和有三個(gè)主控項(xiàng)目：級(jí)配準(zhǔn)確、含水量合理和拌和的均勻性。6.1 試拌。試拌的主要目

13、的是調(diào)整生產(chǎn)配合比。配合比的調(diào)整是在干拌的狀態(tài)下進(jìn)行的，根據(jù)生產(chǎn)配合比的計(jì)算結(jié)果，以使用最多的那檔集料為基準(zhǔn)，即以此檔料的生產(chǎn)率最大，單獨(dú)調(diào)整其他各檔料的生產(chǎn)率，使各檔料的生產(chǎn)率與生產(chǎn)配合比相同，然后同時(shí)開動(dòng)各檔料倉，使各檔料混合，取樣篩分，檢查級(jí)配是否符合要求，否則需重新調(diào)節(jié)。6.2 拌和含水量的調(diào)整。級(jí)配碎石在運(yùn)輸、攤鋪、碾壓過程中含水量會(huì)有損失，為了使現(xiàn)場(chǎng)級(jí)配碎石能夠在接近最佳含水量下進(jìn)行碾壓，在拌和過程中的加水量宜高于最佳含水量。根據(jù)下承層的類型、天氣情況和氣溫高低，對(duì)應(yīng)攤鋪形式以及拌和含水量做適當(dāng)調(diào)整， 潮濕天氣采用攤鋪機(jī)時(shí)攤鋪含水量宜高出，氣溫在20oC以上，天氣干燥采用攤鋪機(jī)攤鋪

14、時(shí)可高出。局部采用平地機(jī)攤鋪時(shí)拌和含水量宜控制得比攤鋪機(jī)攤鋪時(shí)再高出左右。6.3 拌和的均勻性控制。拌和的均勻性主要是通過延長(zhǎng)拌和時(shí)間來取得，以出料不至于出現(xiàn)明顯的離析為準(zhǔn)，拌和時(shí)間一般不少于70s。拌和的均勻性問題可以調(diào)整生產(chǎn)率來解決。7、運(yùn)輸運(yùn)輸過程中的裝、卸環(huán)節(jié)會(huì)對(duì)集料的離析情況及含水量產(chǎn)生影響。裝料時(shí)集料在車廂內(nèi)產(chǎn)生第一次離析，形成離析界面， 卸料時(shí)由于自卸車的后傾和集料的二次堆積，形成第二次離析。拌和機(jī)出料采取配帶活動(dòng)漏斗的料倉出料直接裝車運(yùn)輸時(shí)，車輛前后移動(dòng)，按前、后、中卸料方式三次裝料，自卸車每車裝料數(shù)量大致相等,不得裝料太滿外溢。車輛裝料結(jié)束后，由放料人員簽發(fā) “發(fā)料單”。運(yùn)輸

15、車輛數(shù)目可根據(jù)運(yùn)輸距離的遠(yuǎn)近進(jìn)行適當(dāng)增減，保證攤鋪機(jī)前有2臺(tái)料車等待卸料。氣溫較高時(shí)每車準(zhǔn)備用于覆蓋混合料的帆布或彩條布，保證能夠覆蓋整車混合料，不使混合料曝曬，防止水分散發(fā)。卸料時(shí)應(yīng)快速，以減小第一次離析界面的滑動(dòng)造成的第二次離析。8、攤鋪為減少在攤鋪時(shí)的離析現(xiàn)象，用攤鋪機(jī)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。攤鋪機(jī)攤鋪質(zhì)量高、平整度好，布料器的二次拌和離析小，水分散失小，根據(jù)平均產(chǎn)量，結(jié)合試驗(yàn)段的鋪筑用料情況，在施工過程中，攤鋪厚度控制18cm，攤鋪速度以1.52.0m/min、采用5級(jí)振級(jí)控制為宜，機(jī)后安排2名有施工經(jīng)驗(yàn)的人員，要注意螺旋輸送器中的存料高度，在攤鋪過程中始終保持?jǐn)備仚C(jī)料倉中混合料不全部輸完，減少側(cè)板

16、合起次數(shù)，保持檢查攤鋪的均勻性，對(duì)機(jī)后局部蜂窩現(xiàn)象進(jìn)行處理。嚴(yán)格按定好的攤鋪速度勻速連續(xù)攤鋪，嚴(yán)禁時(shí)快時(shí)慢，保證攤鋪平整度，同時(shí)攤鋪機(jī)的標(biāo)高控制傳感器任何人不得隨意調(diào)動(dòng)，以保證平穩(wěn)施工，保證標(biāo)高及平整度。9、碾壓9.1 級(jí)配碎石的碾壓關(guān)鍵在于嵌擠結(jié)構(gòu)的形成， 同時(shí)壓碎率較小， 壓實(shí)度滿足要求。對(duì)于級(jí)配碎石層應(yīng)根據(jù)其層位、厚度和級(jí)配類型采用不同的碾壓組合， 碾壓時(shí)應(yīng)以振動(dòng)壓路機(jī)和重型輪胎壓路機(jī)為主， 鋼輪靜碾為輔， 三種壓路機(jī)作業(yè)的方式。通過幾種形式的機(jī)械碾壓順序組合取得的現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果看，方案一：振動(dòng)壓路機(jī)（XSM220型）前靜后弱振1遍，前強(qiáng)振后強(qiáng)振1遍，三輪壓路機(jī)碾壓2遍，最后膠輪壓路

17、機(jī)（XP260型）光面2遍；方案二：振動(dòng)壓路機(jī)（XSM220型）前靜后弱振1遍，前強(qiáng)振后強(qiáng)振1遍，三輪壓路機(jī)碾壓3遍，最后膠輪壓路機(jī)（XP260型）光面2遍。兩種方案壓實(shí)度對(duì)照表： 表9-1方案一98.296.897.798.5合格方案二99.3100.099.199.8合格通過對(duì)照壓實(shí)效果方案二比方案一更為理想。因此，在規(guī)模施工中采用此種碾壓方案二完全能夠滿足規(guī)定要求。9.2 對(duì)于碾壓過程中出現(xiàn)的壓路機(jī)粘輪現(xiàn)象，設(shè)專人跟蹤用掃帚清理，在一定程度上可減少由于粘輪而引起的麻面現(xiàn)象，從而改善基層的外觀質(zhì)量。9.3 碾壓時(shí)，后輪必須超過兩段的接縫處，土路肩與攤鋪面同時(shí)碾壓，防止邊部混合料產(chǎn)生側(cè)向推移

18、，這樣既保證了邊部壓實(shí)度，又杜絕了邊部因側(cè)向推移面產(chǎn)生的塌邊現(xiàn)象。根據(jù)攤鋪機(jī)的進(jìn)行速度，將碾壓段長(zhǎng)度控制在40m50m之間，天氣晴好時(shí)進(jìn)行跟機(jī)碾壓，保證含水量不致散失過快； 使用重型振動(dòng)壓路機(jī)和輪胎壓路機(jī)碾壓時(shí)，每層的壓實(shí)厚度可達(dá)到20cm。10、縱、橫縫的處理處理縱、橫縫時(shí)需要認(rèn)真、仔細(xì)，從處理效果來看，可設(shè)人專門處理縱縫中易出現(xiàn)的粗料集中、表面粗糙現(xiàn)象；在處理橫縫時(shí)，要求處理為同時(shí)滿足高程和平整度要求的同一橫向斷面，施工縫垂直于地面，斷面無松散現(xiàn)象。第二天攤鋪時(shí)攤鋪機(jī)熨平板從接縫處起步，由先鋪結(jié)構(gòu)層上跨縫處漸移向新鋪結(jié)構(gòu)層，配合人工對(duì)橫縫處出現(xiàn)的集料離析和臺(tái)階進(jìn)行處理。11養(yǎng)生碾壓結(jié)束后立即封閉交通養(yǎng)生，禁止車輛通行，以