高速公路路面級配碎石柔性基層施工技術探討

（石家莊市京昆高速公路石太管理處，河北 石家莊 050000）

一、前言

隨著我國貨運物流的發展，重載、超載車輛迅速增加，對道路承載能力及通行能力提出更高要求。眾所周知，我國瀝青路面結構主要采用層狀體系，即從上至下為面層、基層、底基層和功能層，其中基層、底基層除了承載自身重量外，還會承受面層結構的自重及車輛荷載，同時充當傳遞介質將荷載擴散至功能層及土基。此外，基層作為土基與面層之間的連接結構，在控制土基沉降及收縮對面層的影響方面具有重要作用。

我國瀝青路面結構采用的基層一般分為柔性基層和半剛性基層，其中半剛性基層強度高、板體性好，且強度及剛度會隨齡期逐漸增強，具有良好的工程經濟性。但近年來，從瀝青路面半剛性基層使用反饋意見來看，半剛性基層易受溫度和濕度影響，導致路面產生反射裂縫，使得路面在設計期限內就出現損壞；此外，由于半剛性基層與瀝青面層間模量相差較大，使得瀝青面層內剪應力增加，從而增大車轍、擁包等路面病害出現的幾率。隨著我國道路結構研究的深入及道路材料的不斷豐富，柔性基層憑借其良好的層間連接性及高模量逐步應用于瀝青路面。諸多研究及工程實踐表明，與半剛性基層相比，級配碎石柔性基層能有效防治因溫縮、干縮現象產生的裂縫，控制路面裂縫擴散速度，有效降低路面早期病害發生的幾率。因此，近年來級配碎石柔性基層在我國高等級公路的建設中得到了廣泛應用。本文以某高速公路延長工程試驗段施工為背景，研究級配碎石柔性基層在試驗段中的路用性能，并總結級配碎石柔性基層施工技術，以期為我國瀝青路面柔性基層施工提供借鑒。

二、工程概況

對某高速公路延長工程進行試驗段修筑，項目全長70.8km，試驗段長500m，為雙向六車道，為利用當地豐富的碎石資源，本項研究決定采用級配碎石作為柔性基層材料，級配類型為連續型級配，待修筑施工完成后對路用性能進行驗收檢測。

三、工程實踐

（一）原材料

1.集料

由于石灰巖容易被制成規則性狀，達到設計級配要求，且石灰巖細顆粒與水發生反應后，其產物可以產生膠結作用，因而被廣泛應用于道路結構中。本文根據規范要求對選用的石灰巖進行基本技術指標檢測，其相關技術指標檢測結果和規范具體要求如表1所示。

表1.集料技術指標檢測結果

2.級配

本文選用的級配設計以項目要求為基準，并參考《公路路面基層施工技術細則》（JTG/T F20-2015）中的級配推薦范圍，級配碎石合成級配如表2所示。

表2.級配碎石合成級配

（二）施工工序

1.施工準備

試驗路段施工前首先要對選用的原材料進行性能檢驗，檢驗不合格的材料應及時剔除或進行處理；然后，要全面清理施工現場的雜物，并在下承層表面設置道路中樁及施工指示樁，確保級配碎石基層鋪筑厚度及寬度滿足設計要求；最后，要根據項目施工實際需求，預先對施工人員及管理人員進行施工技術、安全技術培訓，并對運輸車輛及施工器械進行檢查保養，確保施工車輛及機械設備保持最佳運行狀態。

2.拌和

為確保級配碎石拌和過程中配合比準確、拌和均勻、保持最佳含水量，應在級配碎石拌和前對拌和設備進行檢測及標定，且拌和樓上料需利用裝載機分料倉上料，上料前試驗人員要檢測集料含水率。在拌和過程中還應考慮運輸及施工過程中拌和料水分的損失，結和當天溫度及空氣濕度調整拌和用水量。若當日氣溫較高，則拌和用水應適當增加，使集料含水率高出最佳含水率1%～2%；若當日溫度較低則可適當減少拌和用水量。

3.運輸

級配碎石集料裝車運輸時應合理安排運輸車輛，確保運輸車輛與拌和站出料配合密切，使出料、運料及攤鋪形成連續工作鏈。此外，級配碎石裝料與瀝青混合料裝料類似，為防止裝料時發生混合料離析，應采用三次裝料法放料，遵循車廂前、后、中裝料順序，同時運輸過程中還要使用篷布覆蓋集料降低水分損失。

4.攤鋪碾壓

為保證良好的攤鋪初始平整度，當施工條件允許時，宜采用攤鋪機進行級配碎石基層攤鋪。攤鋪機械運行前應調整攤鋪板的角度及高度，確保級配碎石攤鋪獲得良好的平整度、攤鋪均勻性及合格的攤鋪厚度，同時根據需求將攤鋪速度控制在2.5m/min。如需提高施工速度，可采用兩臺型號相同的攤鋪機進行分幅攤鋪作業，且兩臺攤鋪機前后距離不宜大于10m。

當攤鋪機完成80m～100m的攤鋪任務后，即可在該路段進行碾壓施工。級配碎石碾壓一般遵循“先輕后重、先慢后快、從低到高”的原則。在普通壓實段碾壓時，由路肩向路中心碾壓；在超高壓實段碾壓時，由低側向高側碾壓；在碾壓過程中，壓路機壓實輪應重疊1/2輪寬。級配碎石基層初壓時一般采用振動壓路機，在初次碾壓獲得較為平整的攤鋪面后，可采用膠輪壓路機進行復壓作業。如項目施工時正值夏季炎熱天氣，可根據混合料實際狀態適當灑水，最大限度保證壓實作業在最佳含水率下完成。

5.接縫處理

受級配碎石基層施工時間及攤鋪寬度的影響，攤鋪面可能會存在橫向接縫及縱向接縫。若接縫處理不佳，將直接影響攤鋪層的整體性及上層結構的連結程度，因此，在級配碎石基層施工過程中或施工結束后應及時采取相關措施對接縫進行處理。橫向接縫一般是施工結束后壓路機駛出攤鋪面形成的，施工人員應及時將攤鋪端部壓實料鏟除平整；縱向接縫是級配碎石混合料分幅攤鋪造成的，因此在壓實作業中應對縱向接縫位置進行重疊壓實。

（三）路用性能檢測

為檢測現場級配碎石柔性基層的路用性能，研究團隊在施工現場根據《公路路基路面現場測試試驗規程》（JTG E60-2008）對路面進行了相關檢測試驗。

1.壓實度

壓實度是檢驗級配碎石基層施工質量的重要指標之一，試驗采用灌砂法及灌水法檢測級配碎石壓實度，現場級配碎石含水量及壓實度檢測結果如表3所示。

表3.現場級配碎石含水量及壓實度檢測結果

由表3可知，現場級配碎石含水量及壓實度檢測結果均滿足規范要求，其中壓實度檢測平均值為98.89%，高于規范要求值98%，說明將級配碎石用于柔性基層中可取得良好的壓實質量，可承受自重及上層荷載。

2.回彈模量

為確定級配碎石基層回彈模量，試驗采用承載板法測定級配碎石基層的回彈模量，現場回彈模量檢測結果如表4所示。

表4.現場回彈模量檢測結果

由表4可知，試驗路段左幅和右幅回彈模量檢測結果均滿足《瀝青路面設計規范》（JTG E60-2017）中對級配碎石基層回彈模量的規定（200MPa～500MPa），這表明將級配碎石用于柔性基層可滿足層位需求。

3.CBR試驗

加州承載比CBR是評價柔性基層材料承載能力的關鍵指標之一，根據《瀝青路面設計規范》（JTG E60-2017）規定，采用級配碎石修筑高速公路柔性基層時，CBR值應大于等于180%。現場CBR檢測結果如表5所示。

表5.現場CBR檢測結果

由表5可知，級配碎石柔性基層試驗路段左幅和右幅CBR檢測結果平均值分別為212.3%與231%，均滿足規范要求值，這表明將級配碎石用于柔性基層可滿足道路結構承載能力要求。

四、結語

級配碎石柔性基層可有效預防反射裂縫，具有良好的強度和剛度，還能在一定程度上提高瀝青路面質量和使用壽命，因而被廣泛應用于瀝青路面中。本文對瀝青路面級配碎石柔性基層的路用性能進行了研究，并從施工準備、混合料拌和等方面系統地總結了級配碎石施工技術，對我國瀝青路面級配碎石柔性基層研究發展具有重要意義。