■劉 薇

（福建省天柱建設工程有限公司，福州 350800）

我國常規(guī)公路建設對路基有較高的強度要求，同時采取薄面層設計思路，半剛性基層強度能較好滿足“強基”要求，經(jīng)濟性也相對較好，得到了廣泛應用， 但在建設應用過程中也暴露了諸多缺陷，例如抗裂性能、抗沖刷能力不足等。 而級配碎石基層能很好地克服半剛性基層存在的諸多缺陷，得到了業(yè)內(nèi)越來越多的關注。

行業(yè)內(nèi)針對級配碎石基層的研究也應運而生。龍繼偉[1]通過數(shù)值模擬方案對設有級配碎石基層的公路結(jié)構(gòu)進行了剖析，通過分析各層底及層中拉應力及剪應力情況， 得出級配碎石最佳層厚設置范圍；胡云澤[2]針對設置有級配碎石基層的公路車轍病害問題展開分析，認為級配碎石基層對路面耐久性的提升有明顯作用；楊大田等[3]通過對比試驗分析瀝青混合料面層層底拉應力等指標，得出了最佳的級配碎石基層層厚。 林繡賢等[4]針對基于連續(xù)級配設計方案的i 法展開討論， 總結(jié)出系統(tǒng)的設計步驟；徐云晴[5]通過級配碎石基層的骨架密實設計方案進行了配合比設計， 通過CBR 性能檢測等方案對其進行驗證；李頔[6]則是著眼于級配碎石基層的抗剪切變形能力，控制原材料指標，對其級配設計進行對比論證， 得出CBR 性能檢測作為設計控制指標的思路；寇景宇等[7]將級配碎石基層與半剛性基層相對比，提出了基于骨架密實級配的級配設計方案，并對其施工關鍵節(jié)點控制進行了闡述；楊自全等[8]依托實體工程建設，從設計和施工多角度論證了合理級配與精細施工控制對其路用性能的提升作用；呂文江等[9]則是對比了5 種不同黏結(jié)層施工法對總體公路路用性能的影響，得出了最佳方案選擇。

綜上所述，針對級配碎石基層的不同節(jié)點施工控制方面已有一定的理論分析與試驗研究成果，但已有研究結(jié)論往往是集中于級配碎石施工過程中的某一環(huán)節(jié)進行闡述，例如層厚、設計方法、原材料選擇、黏結(jié)層方案等，涉及到其全周期關鍵節(jié)點的綜合施工方法總結(jié)方面仍未形成完整的施工方案指導。 因此，本研究依托甘肅省某實體級配碎石施工工程，在試驗段設計了多項對比試驗，對級配碎石施工過程中的級配設計與選擇、 碎石悶料時長、碾壓工藝等關鍵指標進行對比，得出全過程優(yōu)選指標，并對施工過程中的關鍵節(jié)點進行論述，提出最佳施工工藝指導。

1 原材料選擇

集料分別選自甲、乙兩家石料廠，均選取石灰?guī)r碎石，其粒徑范圍為0～26.5 mm，在破碎加工時均為反擊式破碎加工制得。 各級集料間應嚴格劃分界面，分別堆放，在集料倉儲及轉(zhuǎn)運過程杜絕集料離析現(xiàn)象，并做好防雨防水保護。 集料的主要物理技術(shù)指標參數(shù)情況見表1。

表1 集料物理技術(shù)指標參數(shù)

2 碎石悶料時長分析

級配碎石基層的壓實過程中要求在一定濕度的水環(huán)境下實現(xiàn)，因此在施工過程中會采取悶料的工序?qū)壟渌槭瘜舆M行處理，而其性能發(fā)揮與悶料時長有著一定的聯(lián)系。

在上述集料按照慣用級配充分拌合后，擬定1～7 d 的悶料時長（以1 d 為步長），通過對比研究級配碎石層的回彈模量與干密度變化規(guī)律，在測試試驗過程中跟蹤補水以保證石料處于最佳含水率狀態(tài)，測試結(jié)果見圖1、2。

圖1 干密度變化規(guī)律

圖2 回彈模量變化規(guī)律

可以發(fā)現(xiàn)，悶料時長對級配碎石的干密度和回彈模量有著明顯的影響，均表現(xiàn)為隨著悶料時長的增長先升高后降低。 當悶料時長處于3～5 d 時，級配碎石的干密度和彈性模量處于最高水平，綜合考慮施工速率與成本控制，確定最佳悶料時間為4 d。

3 級配設計與分層方案分析

針對2 種集料指標的區(qū)別，分別根據(jù)曲線模型理論設計方案和最大密度曲線理論設計方案，設計出2 種級配設計，分別見圖3、4。

圖3 級配方案A

圖4 級配方案B

試驗段的級配碎石設計鋪筑采用分3 層鋪裝的方法，從下往上各層層厚分別設置為18 cm、18 cm和20 cm，共確定了3 種分層方法，并針對每種設計方法分別進行回彈模量測試和干密度測試的對比試驗，分層方法及測試結(jié)果見表2。

表2 級配碎石性能參數(shù)

可以發(fā)現(xiàn)，由于實際施工現(xiàn)場壓實功相較與試驗室內(nèi)環(huán)境要高，因此所測不同分層方法對應的干密度均高于試驗室所測的級配碎石最大干密度。 其中級配B 對應的分層方法2 和級配A 對應的分層方法1 回彈模量基本一致，但分層方法2 對應的干密度更大。 相較于同一級配設計方案選擇的分層方法1 和分層方法2，有著復合級配組合的分層方法3有著更明顯的優(yōu)勢，其回彈模量明顯高于方法1 和方法2，且能夠減少細料部分用量，在實際施工中有著更高的應用價值。

4 碾壓工藝分析

在級配碎石基層分層施工的過程中，碾壓工藝直接決定了級配碎石層的壓實度，影響其密度和性能發(fā)揮， 因此需要通過對比試驗確定最佳碾壓方法。 在碾壓工藝對比試驗設計時，采取相對簡單的雙層鋪筑設計，選擇了工程狀況較為接近的相鄰路段進行對比。 二者均采取上文所述的上、中、下3 層分層碾壓，碾壓工藝方案如表3 所示。 碾壓后對各層干密度進行檢測，結(jié)果見表4。

表3 碾壓工藝方案

表4 干密度檢測結(jié)果

從表4 可以發(fā)現(xiàn)，以級配碎石干密度為表征指標，碾壓方案1 和碾壓方案2 對各層的碾壓效果差別較小，從機械類別選擇來說，碾壓方案1 的機械種類較少，有著較好的經(jīng)濟性，因此確定碾壓方案1為本項施工標準方案。

5 施工關鍵節(jié)點

除了上述多項對比試驗確定的部分優(yōu)選施工指標與方案外，施工過程的全程把控也有著重要作用，其全過程施工流程如圖5 所示。

圖5 全過程施工流程

5.1 攪拌及轉(zhuǎn)運控制

采取集中廠拌方案，能更好地控制各級集料的拌合均勻性，保證施工平整性，提高施工效率。 為防止不同級料倉串料，需在料倉上端設立至少1 m 的隔離木板。 車輛轉(zhuǎn)運過程中應在集料上覆蓋篷布以減少水分蒸發(fā)，駕駛員應避免急加速和急剎車。 裝料過程中應均勻卸料，避免產(chǎn)生較大振動，以防出現(xiàn)各級集料的離析問題。 此外，在轉(zhuǎn)運、拌合、裝料等多個環(huán)節(jié)中，按時進行抽樣檢測，確保集料含水率滿足施工要求。

5.2 攤鋪控制

該工程的基層攤鋪采用全幅攤鋪方案，選用的機械為ABG-423，如圖6 所示。在攤鋪過程中，為準確控制高程及攤鋪厚度，在機械側(cè)邊設置了2 條水平鋼絲。 松鋪系數(shù)為1.24，攤鋪行進速度設置1.2～1.6 m/min， 以保證攤鋪速度和拌合速度整體契合，保證施工效率的同時避免停機待料引起的橫向“停機帶”，進而引起平整度不佳。

圖6 級配碎石攤鋪

對于可能出現(xiàn)的小范圍離析現(xiàn)象，應安排專人進行處理，對于粗集料團帶，應人工加入適量細集料并攪拌均勻抹平；同樣，對于細集料團帶，則加入適量粗集料并攪拌均勻抹平。

5.3 碾壓控制

碾壓過程是使松散級配碎石形成嵌擠強度的關鍵性步驟，要嚴格控制壓實程度，尤其是級配碎石層的豎向碾壓均勻性， 決定了其整體抗剪切能力。 碾壓過程中需要對級配碎石的含水率進行準確跟蹤。 在攤鋪完成后即刻進行碾壓，防止出現(xiàn)級配碎石水分蒸發(fā)，含水率下降。 如發(fā)現(xiàn)含水率過低問題，應以噴霧灑水機進行補水，補水后的含水率應以略高于標準含水率為宜，在攤鋪上面層前應嚴禁無關車輛行駛。

6 結(jié)語

本研究依托甘肅省某實體級配碎石施工工程，基于對比試驗，對級配碎石施工過程中的級配設計與選擇、碎石悶料時長、碾壓工藝等關鍵指標進行對比，得出優(yōu)選指標，在此基礎，針對施工過程中關鍵節(jié)點進行論述，得出如下主要結(jié)論：

（1）級配碎石的干密度和回彈模量均隨悶料時長的增長先升高后降低，確定最佳悶料時間為4 d；

（2）復合級配組合的分層方法3 回彈模量高于方法1 和方法2，且能夠減少細料部分用量；

（3）膠輪、振動壓路機相結(jié)合的方案機械種類較少，碾壓效果與碾壓方案2 無明顯差異，有著更好的經(jīng)濟性。