摘要：本文分析論述了高等級公路半剛性基層瀝青混凝土路面存在的如反射裂縫、青泥等實際問題，針對性地提出了解決上述問題的唧泥瀝青面層和半剛性基層之間采用柔性基層的路面結(jié)構(gòu)：并結(jié)合工程實例，對瀝青路面級配碎石柔性基層的配比設(shè)計與施工技術(shù)工藝進行了詳細闡述和總結(jié)。

關(guān)鍵詞：高等級公路；瀝青混凝土路面；半剛性基層；柔性基層；反射裂縫

中圖分類號：U416.217

文獻標識碼：A

文章編垮：1008-0422(2009)05-0239-02

1 引言

目前，具有良好強度、剛度、穩(wěn)定性的半剛性基層在我國高等級公路中廣泛采用，它可以有效減少瀝青面層底部的拉應(yīng)力且具有較好的經(jīng)濟性。但是，由于半剛性基層材料的干縮和溫縮特性會導(dǎo)致板體達到一定強度時產(chǎn)生裂縫，在瀝青路面中，這種縮裂直接反射到其上鋪筑的瀝青面層，產(chǎn)生規(guī)則的橫向反射裂縫：同時，由于密實的半剛性基層使通過瀝青面層空隙和裂縫滲入的雨水滯留于基層頂面，無法排出的水在車輛荷載反復(fù)作用下形成的動水壓力，造成基層沖刷、青泥，這些病害在南方多雨地區(qū)表現(xiàn)得尤為突出，如何有效解決上述問題是公路建設(shè)者不斷探索研究的問題。

2 工程概況

湖南某城市高等級公路地處多雨、年度溫差大的丘陵地區(qū)，長10km，路面寬度為24m。在對路面結(jié)構(gòu)使用性能深入調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，參考、借鑒交通部《高速公路早期病害預(yù)防措施的研究》課題成果，結(jié)合高等級公路項目具體情況，特別是工程所在地多雨潮濕的氣候特點，提出了組合式瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)。

該結(jié)構(gòu)是在瀝青面層與半剛性底基層之間采用一層柔性基層-級配碎石中間層以減輕反射裂縫等病害。此結(jié)構(gòu)由于在回彈模量較大的瀝青面層與半剛性底基層之間夾了一層較為柔軟的回彈模量較小的級配碎石層，故稱為倒裝結(jié)構(gòu)或夾層結(jié)構(gòu)。

3 組合式瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)特點分析

組合式瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)理論上具有合理性：首先，級配碎石屬于散粒體，密實的碎石基層具有較高的抗壓特性卻不能承受拉力，故其不能傳遞半剛性基層裂縫的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變，且級配碎石本身收縮系數(shù)極小，幾乎為零，因而消除了裂縫擴展的可能性；其次，級配碎石中間層的隔離作用降低了下臥半剛性基層遭受溫度、濕度的影響，使半剛性基層進一步收縮的可能性大為減?。煌瑫r級配碎石由于空隙較大，還能起到排水層的作用。但是級配碎石還存在模量低，如果需要減少瀝青面層底部的拉應(yīng)力則需加厚瀝青層，從而增加路面的永久變形：以及級配碎石工程質(zhì)量變異性較大的不良影響。相關(guān)資料表明，嚴格的材料選擇、合理的級配、嚴格的施工工藝控制是提高級配碎石強度和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。

4 級配碎石基層配合比設(shè)計組成

4.1 原材料的選擇

級配碎石宜用幾種粒徑不同的碎石和石屑摻配拌制而成，而原材料的技術(shù)性能對級配碎石強度、穩(wěn)定性能影響較大，為了使級配碎石基層具有較高的強度和剛度，工程原材料采用石灰?guī)r碎石，并按照技術(shù)要求嚴格對所采用的原材料碎石的各項技術(shù)指標進行檢驗，各項指標均符合技術(shù)要求。同時確保集料干凈，并按規(guī)格分別堆放。

4.2 碎石級配選擇

控制級配碎石基層材料的級配組成是級配碎石取得良好嵌擠力、達到高密實度、高強度和具有良好透水性的關(guān)鍵因素，一般來說較密實的連續(xù)級配容易得到高密度，從而使級配碎石獲得較高的CBR、回彈模量和抗永久變形能力。國內(nèi)外的相關(guān)研究資料表明，影響集料級配的主要因素為公稱最大粒徑、4.75mm及0.075mm的通過率。公稱最大粒徑?jīng)Q定了級配的骨架，越大則CBR值越高，但粒徑太大又容易離析、不均勻，會使混合料強度、密實度下降，一般采用31.5mm的混合料，它的抗離析效果和強度都較好；4.75mm及0.075mm的含量與級配碎石的干密度、CBR、三軸抗剪切強度都息息相關(guān)，相關(guān)試驗表明4.75mm的通過率在38％左右、0.075mm的通過率在5％左右，各項指標達到最佳狀態(tài)，但考慮到本地區(qū)多雨潮濕，0.075的通過率不宜太大。

本工程中采用連續(xù)級配碎石，我們用不同類型碎石做試驗，得到不同集料的配比組成見表3。在參考規(guī)范級配曲線的基礎(chǔ)上，根據(jù)集料篩分結(jié)果，確定上線、中線、下線三條級配曲線；三種不同類型的級配碎石的配比設(shè)計的級配組成。對三種類型的級配碎石進行標準擊實試驗得出最大干密度和最佳含水量，在最佳含水量條件下進行承載比(CB R]試驗。

根據(jù)以上試驗結(jié)果，選取CBR值最大的且固體體積率在85％～90％的2#級配曲線為設(shè)計級配。級配碎石為非線性材料，它的模量與厚度、下層的強度有關(guān)，一般說來，下層強度高的模量取值也高，反之取低值，厚度大則取低值，反之取高值。

5 瀝青路面級配碎石基層施工技術(shù)

散體的強度特性取決于組成結(jié)構(gòu)，一定組成下的結(jié)構(gòu)形式又與成型工藝密切相關(guān)，對采用級配碎石柔性基層的半剛性瀝青路面結(jié)構(gòu)來說，級配碎石混合料的路用性能還可以通過施工工藝的調(diào)整來提高。目前壓實工藝已發(fā)展到以調(diào)頻調(diào)幅式的振動壓路機為主，輪胎壓路機的噸位也不斷增大，壓實法已落后于生產(chǎn)實際。在混合料的設(shè)計時應(yīng)盡量考慮材料與碾壓工藝的相互作用，以便形成最佳的組成結(jié)構(gòu)。

5.1 級配碎石混合料的拌合

為了使混合料級配更易控制，拌和得更加均勻，工程采用中心站集中拌和，施工中應(yīng)嚴格控制其級配組成的變異性。施工采用1臺WDB500拌和樓拌和，拌和機應(yīng)保持良好的工作狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)碎石材料的最大粒徑適當(dāng)調(diào)整葉片，使其具有適當(dāng)?shù)某叨群蛢艨眨狭吓渲屏?臺ZLSOC裝載機，要求拌和出來的混合料符合級配要求。拌和過程中注意根據(jù)當(dāng)?shù)卦?、中晚溫度及濕度的不同加入適量的水，以控制碾壓時的級配碎石能達到最佳含水量。

5.2 級配碎石混合料的攤鋪

5.2.1 確定松鋪系數(shù)

通過試驗段試驗，確定大面積鋪筑的松鋪系數(shù)為1.30，松鋪厚度為23.4cm。

5.2.2 攤鋪

采用兩臺MT11200A雙機聯(lián)合梯隊攤鋪，在攤鋪前視現(xiàn)場情況，在下基層上灑水，使下基層頂面保持適宜的濕度，兩機間距控制在10～20cm，前后兩臺攤鋪機軌道重疊30～60mm，兩臺攤鋪機拼裝寬度分別為7.5m、9.0m，攤鋪總寬度為16.28m。攤鋪速度為1.5m/min，基本與拌和樓的生產(chǎn)能力匹配。攤鋪時安排專門人員對攤鋪機后的局部離析進行處理，以確保攤鋪后表面平整，無離析現(xiàn)象。

5.3 級配碎石基層的碾壓

碾壓是級配碎石成型的最后一道工序，同時也是最重要的工序。級配碎石結(jié)構(gòu)層的強度主要通過碾壓而獲得粗顆粒的嵌擠、鎖結(jié)以及細集料的填充形成聯(lián)結(jié)強度。因此，提高碾壓工作的質(zhì)量，確保級配碎石基層的壓實度是提高級配碎石結(jié)構(gòu)強度的重要手段。經(jīng)檢測，在K9+120～K9+390試驗段壓實度達到100％，滿足規(guī)范要求。采用碾壓方案II壓實效果良好，表面平整密實，無輪跡。

5.4 現(xiàn)場質(zhì)量控制

采用《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》(JT－GF80/1～2004)規(guī)定的檢測方法對縱段高程、平整度、寬度、橫坡度、壓實度、厚度各項指標進行檢測，檢測頻率和檢測結(jié)果都略高于評定標準。

6 結(jié)語

綜上所述，在高等級瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計中，強度較高的半剛性基層作為級配碎石的下臥層是必須的，這樣才能使通過合理設(shè)計的級配碎石的非線性得以充分發(fā)揮，表現(xiàn)出足夠的抵抗力及減小變形的能力；合理的施工工藝是保證形成均勻、穩(wěn)定結(jié)構(gòu)層的關(guān)鍵，其中攤鋪、碾壓是關(guān)鍵，攤鋪要避免離析，碾壓要以靜壓與振動交叉進行，以保證滿足壓實度的要求同時控制壓碎值，以確保強度的均勻性，從而提高級配碎石的路用性能。對于高等級公路采用級配碎石來減少瀝青路面的反射裂縫時，應(yīng)注意抓好材料規(guī)格、級配碎石混合料的配制及施工質(zhì)量的過程控制，以保證公路質(zhì)量和使用壽命。

參考文獻：

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