优质级配碎石基层

苏风华，魏丽华

(海林市公路管理站)

优质级配碎石基层

苏风华，魏丽华

(海林市公路管理站)

摘 要:从级配、弹性模量、受力等方面介绍了优质级配碎石基层。

关键词:优质级配;碎石基层;弹性模量

无结合料处治粒料在国外是一种应用极为普遍的筑路材料，广泛用于柔性路面的基层和底基层，用于基层的常为较优质的碎石层。美国、澳大利亚及南非还把最佳级配的优质碎石用于半刚性基层与沥青路面之间，作为减少沥青路面反射裂缝的措施。我国也在多项大型工程中应用了这类材料和结构，取得了较好的效果。

优质级配碎石基层强度主要来源于碎石本身强度及碎石颗粒之间的嵌挤力。因此，对于碎石基层应保证高质量的碎石，获得高密度的良好级配和良好的施工压实手段。我国相关规程在总结国内外经验及国内使用情况的基础上，规定高速公路和一级公路路面级配碎石集料 压碎值应不大于26%。研究表明，集料中小于0.5 mm含量及其塑性指数对级配碎石的力学性质有明显的影响。因此，综合考虑结构强度和结构层排水因素，建议液限应小于25%，同时规定小于0.5 mm细料的塑性指数应小于8%。

级配是影响级配碎石强度与刚度的重要因素。一般来说，密实的级配易于获得高密度，从而使级配碎石获得高的CBR值和回弹模量。用于高等级公路基层或用于半刚性基层和沥青面层之间的最佳级配优质碎石，其级配应能获得最大密实的集料，并具有较好的透水性。表1给出了几种级配的情况。表中ASTM是由美国材料试验协会提供的级配。G30，G40，G50级配分别为最大粒径为 30 mm ，40 mm，50 mm时，用变K法按最大密实度原理推导出的级配。

表1 几种级配集料通过筛孔百分率情况

表2给出了室内标准重型击实试验得到7种级配碎石的最大干密度及相应的最佳含水率。

表2 级配碎石击实试验结果

采用重型击实和振动成型方法对级配碎石的试验表明，振动成型可以使级配碎石获得更高的CBR值和回弹模量值。

回弹模量是表征级配碎石刚度的重要指标及设计参数。一般来说，级配碎石的回弹模量明显低于半刚性基层材料，然而与半刚性材料不同的是，级配碎石材料具有较显著的非线性。这种非线性特性使其在刚度较大的卧层上，表现出较大的回弹模量，从而亦具有足够的抵抗应力和变形的能力，最终使得级配碎石作为上基层不仅具有减缓半刚性沥青路面反射裂缝的作用，同时也具有较好的抗疲劳能力。

表3是部分静三轴弹性模量试验结果，表4是动三轴弹性模量试验结果。

表3 级配碎石静三轴弹性模量试验结果

表4 级配碎石动三轴弹性模量试验结果

级配碎石弹性模量随应力状态而变化的非线性特性表明，处于路面结构半刚性基层上的 级配碎石上基层和处于土基上的级配碎石底基层，由于所处的应力状态不同，它们的弹性模量取值也不同。表5是级配碎石分别用于上基层及底基层时，根据弹性层状理论分析所得到的常规路面结构碎石所处的应力状态及模量取值的建议范围。

表5 不同层位级配碎石受力状态及模量取值建议范围

从表5中可以看出，对于常规高等级沥青路面结构，当级配碎石作为上基层下卧半刚性基层 时，其受力远高于传统结构中作底基层时的应力水平。按此应力水平，并取前述动三轴试件模型(K1，K2取平均值)E=244 432，则级配碎石做上基层时，其模量建议取350～550 MPa，此范围对应的沥青面层厚度约为5～20 cm。由于目前高等级公路沥青路面前层厚多为12～18 cm，对应于此结构的碎石基层模量取400～450 MPa是合适的。而当级配碎石作为传统结构底基层时，若仍按上述动三轴试验模型，则模量可取150～250 MPa，此建议值与在工地上用承载板的实测模量基本一致。

中图分类号:U416.214

C

1008-3383(2011)06-0102-01

收稿日期:2011-04-15