【摘要】目前我國(guó)高速公路路面結(jié)構(gòu)過(guò)分單一，級(jí)配碎石都很少應(yīng)用于公路建設(shè)，主要原因是原材料加工困難，級(jí)配碎石對(duì)材料的要求高，工藝上很難保證，限制了瀝青路面級(jí)配碎石基層材料在我國(guó)的使用。隨著我國(guó)公路建設(shè)的發(fā)展，材料加工和施工工藝普遍提高，采用級(jí)配碎石基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的條件日漸成熟。

【關(guān)鍵詞】高速公路；路面結(jié)構(gòu)；瀝青路面；級(jí)配碎石基層

0.前言

我國(guó)高速公路路面結(jié)構(gòu)過(guò)分單一，與我國(guó)地域廣闊、自然氣候條件、土質(zhì)、交通及經(jīng)濟(jì)水平的干差萬(wàn)別的實(shí)際情況明顯不符，因此對(duì)高等級(jí)公路瀝青路面級(jí)配碎石基層路面性能的研究，不僅對(duì)我省公路建設(shè)有重要的實(shí)用意義，而且對(duì)進(jìn)一步提高、加深對(duì)東北季凍地區(qū)瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)具有重要意義。促進(jìn)我省公路建設(shè)的快速發(fā)展。

1.路面設(shè)計(jì)中對(duì)基層的要求

要使路面具有良好的使用性能以滿足行車使用要求并盡可能減少損壞，路面各結(jié)構(gòu)層必須在下列各方面達(dá)到一定的要求：

1.1強(qiáng)度和剛度

即組成各結(jié)構(gòu)層的材料和路基必須具有足夠的強(qiáng)度和一定的剛度，以防各結(jié)構(gòu)層在行車荷載作用下產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力和位移，從而防止開裂、坑槽、沉陷等破壞現(xiàn)象。

1.2穩(wěn)定性

各結(jié)構(gòu)層材料和路基必須具有一定的穩(wěn)定性，能經(jīng)受溫度、水分、冰凍等各項(xiàng)自然因素變化的影響，防止高溫時(shí)出現(xiàn)車轍、推移，低溫時(shí)產(chǎn)生開裂及其它破壞現(xiàn)象。

1.3平整度

路面的平整度不僅與各結(jié)構(gòu)層材料和路基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性有關(guān)，還與施工質(zhì)量和養(yǎng)護(hù)狀況有關(guān)。要求路面平整，前提是基層必須有較好的平整度。

綜合來(lái)講，基層應(yīng)該達(dá)到以下要求：

（1）抗疲勞。

（2）抗?jié)B或具有一定的排水功能。

（3）具有一定的強(qiáng)度以抵抗荷載的重復(fù)疲勞作用。

（4）具有較強(qiáng)的抗水作用能力。

（5）具有足夠的耐久性。

2.級(jí)配碎石國(guó)內(nèi)的應(yīng)用、研究情況

我國(guó)在1980年代以前曾大量采用天然砂礫或摻配砂礫做基層修建瀝青路面，也有采用碎石材料做基層的經(jīng)驗(yàn)，有些路段經(jīng)過(guò)瀝青層的加鋪，至今使用良好。但由于當(dāng)時(shí)原材料加工以及施工工藝上存在的困難，嚴(yán)格意義上講我國(guó)采用的級(jí)配碎石材料并不規(guī)范，同時(shí)，由于我國(guó)當(dāng)時(shí)瀝青材料的匱乏，柔性基層上的瀝青材料層都很薄，因此，很多柔性基層的瀝青路面結(jié)構(gòu)承載能力較低，路面結(jié)構(gòu)損壞表現(xiàn)為開裂嚴(yán)重，路面表面塑性變形嚴(yán)重。在這種情況下，為了提高路面結(jié)構(gòu)的承載能力，開展半剛性基層的研究成為一種必然。

1980年代至1990年代，半剛性基層材料的研究和應(yīng)用逐漸成熟，在以后的近二十年中， 我國(guó)百分之九十以上的高等級(jí)公路瀝青路面的基層或底基層一般都采用半剛性材料。近幾年來(lái)，由于半剛性基層瀝青路面本身存在的一些缺陷逐漸暴露，如反射裂縫問(wèn)題日益突出，路面早期損壞嚴(yán)重，很多單位又開始對(duì)級(jí)配碎石進(jìn)行研究。

總結(jié)國(guó)內(nèi)近期級(jí)配碎石基層的研究情況發(fā)現(xiàn)，由于級(jí)配碎石材料的強(qiáng)度、模量較一般穩(wěn)定類基層材料低，國(guó)內(nèi)對(duì)級(jí)配碎石基層的研究和應(yīng)用，主要在提高級(jí)配碎石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性方面，以降低行車作用下的永久變形和瀝青路面的疲勞破壞。

集料的結(jié)構(gòu)類型、級(jí)配對(duì)級(jí)配集料的強(qiáng)度、穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響。同時(shí)其強(qiáng)度、穩(wěn)定性又與其密實(shí)度有關(guān)，而提高級(jí)配碎石的現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度的關(guān)鍵在于現(xiàn)場(chǎng)合理的施工工藝、現(xiàn)場(chǎng)施工控制、檢測(cè)方法進(jìn)行進(jìn)一步研究。另外有研究表明，級(jí)配碎石材料在不同應(yīng)力水平下具有不同的彈性模量，這種特點(diǎn)為級(jí)配碎石材料在路面結(jié)構(gòu)級(jí)配組合設(shè)計(jì)中的應(yīng)用了一個(gè)好的技術(shù)支持。

目前在對(duì)級(jí)配碎石基層的應(yīng)用方面，國(guó)內(nèi)很多專家擔(dān)心的問(wèn)題是，采用級(jí)配碎石材料做基層對(duì)原材料的要求高，施工工藝達(dá)不到。但隨著我國(guó)原材料加工工藝、材料拌和以及施工機(jī)械化水平的不斷提高，已經(jīng)能滿足對(duì)級(jí)配碎石材料的技術(shù)要求。

3.級(jí)配碎石國(guó)外的應(yīng)用、研究情況

3.1關(guān)于級(jí)配碎石的原材料技術(shù)要求

級(jí)配碎石材料作為基層，在國(guó)外一般稱為粒料基層（granular base），或無(wú)結(jié)合料基層（unbound base或untreated base或unbound roadbase），或無(wú)結(jié)合料粒料基層（unbound granular base）。粒料基層中以級(jí)配嚴(yán)格控制的碎石（有些也包括碎礫石、碎礦渣），通過(guò)拌和樓按照生產(chǎn)配合比、加水拌和、采用施工機(jī)械施工、碾壓，因其材料均勻、性能良好而成為各國(guó)主要道路上普遍采用的基層類型之一。

相對(duì)于我國(guó)，國(guó)外對(duì)級(jí)配碎石的研究和應(yīng)用較多，而且對(duì)材料的技術(shù)要求都有明確的規(guī)定。下表為國(guó)外部分國(guó)家對(duì)級(jí)配碎石基層材料的技術(shù)要求。

表1 國(guó)外級(jí)配碎石原材料要求

從上表可以看出，不同國(guó)家對(duì)級(jí)配碎石的磨耗值、塑性指數(shù)和液限提出技術(shù)要求的較多，可以認(rèn)為這些技術(shù)指標(biāo)是影響級(jí)配碎石性質(zhì)的重要因素。當(dāng)然由于世界各國(guó)、各地區(qū)材料本身的性質(zhì)有一定的差異，因此，各國(guó)的指標(biāo)限值并不相同，但都提出了最低要求。

3.2國(guó)外級(jí)配碎石基層的級(jí)配

國(guó)外用于基層的級(jí)配碎石的級(jí)配主要是連續(xù)密級(jí)配，也有一些國(guó)家采用半開級(jí)配和開級(jí)配的。級(jí)配碎石基層的最大粒徑一般為26.5mm、31.5mm、50mm和70mm。各國(guó)、地區(qū)規(guī)范規(guī)定級(jí)配碎石最大粒徑情況是不同的，即使是同一個(gè)國(guó)家，不同的部門、州其規(guī)定都不盡相同。一般而言，基層的最大粒徑較底基層的最大粒徑小，底基層的粒徑較大，特別在地區(qū)潮濕、冰凍地區(qū)的底基層采用較大的粒徑，如加拿大、英國(guó)、北歐地區(qū)。

3.3國(guó)外級(jí)配碎石的施工厚度

國(guó)外級(jí)配碎石的施工厚度一般在設(shè)計(jì)文件中給出。新建道路碎石基層一般厚度為150mm。同時(shí)要求一定厚度的精選粒料底基層，從而保證碎石基層和底基層能夠給柔性路面結(jié)構(gòu)提供足夠的支撐強(qiáng)度。如果厚度不大于150mm，可以作一層鋪，如果超出150mm，應(yīng)該作多層、等厚度鋪筑?，F(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度不小于100%。如果平整度達(dá)不到要求，但是壓實(shí)度達(dá)到要求，可以在其上鋪25mm粒徑的碎石基層作平整層。如果壓實(shí)度達(dá)不到要求，應(yīng)該分層鋪，每層厚度不大于75mm，壓實(shí)度100%。

4.結(jié)束語(yǔ)

總結(jié)國(guó)內(nèi)外近期對(duì)高速公路瀝青路面級(jí)配碎石基層的研究情況發(fā)現(xiàn)，從經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性和實(shí)用性等方面確定合理的瀝青路面柔性基層結(jié)構(gòu)型式，可以提高瀝青路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，降低行車作用下的永久變形和瀝青路面的疲勞破壞。

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