高速公路路面级配碎石柔性基层施工技术探讨

（石家庄市京昆高速公路石太管理处，河北 石家庄 050000）

一、前言

随着我国货运物流的发展，重载、超载车辆迅速增加，对道路承载能力及通行能力提出更高要求。众所周知，我国沥青路面结构主要采用层状体系，即从上至下为面层、基层、底基层和功能层，其中基层、底基层除了承载自身重量外，还会承受面层结构的自重及车辆荷载，同时充当传递介质将荷载扩散至功能层及土基。此外，基层作为土基与面层之间的连接结构，在控制土基沉降及收缩对面层的影响方面具有重要作用。

我国沥青路面结构采用的基层一般分为柔性基层和半刚性基层，其中半刚性基层强度高、板体性好，且强度及刚度会随龄期逐渐增强，具有良好的工程经济性。但近年来，从沥青路面半刚性基层使用反馈意见来看，半刚性基层易受温度和湿度影响，导致路面产生反射裂缝，使得路面在设计期限内就出现损坏；此外，由于半刚性基层与沥青面层间模量相差较大，使得沥青面层内剪应力增加，从而增大车辙、拥包等路面病害出现的几率。随着我国道路结构研究的深入及道路材料的不断丰富，柔性基层凭借其良好的层间连接性及高模量逐步应用于沥青路面。诸多研究及工程实践表明，与半刚性基层相比，级配碎石柔性基层能有效防治因温缩、干缩现象产生的裂缝，控制路面裂缝扩散速度，有效降低路面早期病害发生的几率。因此，近年来级配碎石柔性基层在我国高等级公路的建设中得到了广泛应用。本文以某高速公路延长工程试验段施工为背景，研究级配碎石柔性基层在试验段中的路用性能，并总结级配碎石柔性基层施工技术，以期为我国沥青路面柔性基层施工提供借鉴。

二、工程概况

对某高速公路延长工程进行试验段修筑，项目全长70.8km，试验段长500m，为双向六车道，为利用当地丰富的碎石资源，本项研究决定采用级配碎石作为柔性基层材料，级配类型为连续型级配，待修筑施工完成后对路用性能进行验收检测。

三、工程实践

（一）原材料

1.集料

由于石灰岩容易被制成规则性状，达到设计级配要求，且石灰岩细颗粒与水发生反应后，其产物可以产生胶结作用，因而被广泛应用于道路结构中。本文根据规范要求对选用的石灰岩进行基本技术指标检测，其相关技术指标检测结果和规范具体要求如表1所示。

表1.集料技术指标检测结果

2.级配

本文选用的级配设计以项目要求为基准，并参考《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20-2015）中的级配推荐范围，级配碎石合成级配如表2所示。

表2.级配碎石合成级配

（二）施工工序

1.施工准备

试验路段施工前首先要对选用的原材料进行性能检验，检验不合格的材料应及时剔除或进行处理；然后，要全面清理施工现场的杂物，并在下承层表面设置道路中桩及施工指示桩，确保级配碎石基层铺筑厚度及宽度满足设计要求；最后，要根据项目施工实际需求，预先对施工人员及管理人员进行施工技术、安全技术培训，并对运输车辆及施工器械进行检查保养，确保施工车辆及机械设备保持最佳运行状态。

2.拌和

为确保级配碎石拌和过程中配合比准确、拌和均匀、保持最佳含水量，应在级配碎石拌和前对拌和设备进行检测及标定，且拌和楼上料需利用装载机分料仓上料，上料前试验人员要检测集料含水率。在拌和过程中还应考虑运输及施工过程中拌和料水分的损失，结和当天温度及空气湿度调整拌和用水量。若当日气温较高，则拌和用水应适当增加，使集料含水率高出最佳含水率1%～2%；若当日温度较低则可适当减少拌和用水量。

3.运输

级配碎石集料装车运输时应合理安排运输车辆，确保运输车辆与拌和站出料配合密切，使出料、运料及摊铺形成连续工作链。此外，级配碎石装料与沥青混合料装料类似，为防止装料时发生混合料离析，应采用三次装料法放料，遵循车厢前、后、中装料顺序，同时运输过程中还要使用篷布覆盖集料降低水分损失。

4.摊铺碾压

为保证良好的摊铺初始平整度，当施工条件允许时，宜采用摊铺机进行级配碎石基层摊铺。摊铺机械运行前应调整摊铺板的角度及高度，确保级配碎石摊铺获得良好的平整度、摊铺均匀性及合格的摊铺厚度，同时根据需求将摊铺速度控制在2.5m/min。如需提高施工速度，可采用两台型号相同的摊铺机进行分幅摊铺作业，且两台摊铺机前后距离不宜大于10m。

当摊铺机完成80m～100m的摊铺任务后，即可在该路段进行碾压施工。级配碎石碾压一般遵循“先轻后重、先慢后快、从低到高”的原则。在普通压实段碾压时，由路肩向路中心碾压；在超高压实段碾压时，由低侧向高侧碾压；在碾压过程中，压路机压实轮应重叠1/2轮宽。级配碎石基层初压时一般采用振动压路机，在初次碾压获得较为平整的摊铺面后，可采用胶轮压路机进行复压作业。如项目施工时正值夏季炎热天气，可根据混合料实际状态适当洒水，最大限度保证压实作业在最佳含水率下完成。

5.接缝处理

受级配碎石基层施工时间及摊铺宽度的影响，摊铺面可能会存在横向接缝及纵向接缝。若接缝处理不佳，将直接影响摊铺层的整体性及上层结构的连结程度，因此，在级配碎石基层施工过程中或施工结束后应及时采取相关措施对接缝进行处理。横向接缝一般是施工结束后压路机驶出摊铺面形成的，施工人员应及时将摊铺端部压实料铲除平整；纵向接缝是级配碎石混合料分幅摊铺造成的，因此在压实作业中应对纵向接缝位置进行重叠压实。

（三）路用性能检测

为检测现场级配碎石柔性基层的路用性能，研究团队在施工现场根据《公路路基路面现场测试试验规程》（JTG E60-2008）对路面进行了相关检测试验。

1.压实度

压实度是检验级配碎石基层施工质量的重要指标之一，试验采用灌砂法及灌水法检测级配碎石压实度，现场级配碎石含水量及压实度检测结果如表3所示。

表3.现场级配碎石含水量及压实度检测结果

由表3可知，现场级配碎石含水量及压实度检测结果均满足规范要求，其中压实度检测平均值为98.89%，高于规范要求值98%，说明将级配碎石用于柔性基层中可取得良好的压实质量，可承受自重及上层荷载。

2.回弹模量

为确定级配碎石基层回弹模量，试验采用承载板法测定级配碎石基层的回弹模量，现场回弹模量检测结果如表4所示。

表4.现场回弹模量检测结果

由表4可知，试验路段左幅和右幅回弹模量检测结果均满足《沥青路面设计规范》（JTG E60-2017）中对级配碎石基层回弹模量的规定（200MPa～500MPa），这表明将级配碎石用于柔性基层可满足层位需求。

3.CBR试验

加州承载比CBR是评价柔性基层材料承载能力的关键指标之一，根据《沥青路面设计规范》（JTG E60-2017）规定，采用级配碎石修筑高速公路柔性基层时，CBR值应大于等于180%。现场CBR检测结果如表5所示。

表5.现场CBR检测结果

由表5可知，级配碎石柔性基层试验路段左幅和右幅CBR检测结果平均值分别为212.3%与231%，均满足规范要求值，这表明将级配碎石用于柔性基层可满足道路结构承载能力要求。

四、结语

级配碎石柔性基层可有效预防反射裂缝，具有良好的强度和刚度，还能在一定程度上提高沥青路面质量和使用寿命，因而被广泛应用于沥青路面中。本文对沥青路面级配碎石柔性基层的路用性能进行了研究，并从施工准备、混合料拌和等方面系统地总结了级配碎石施工技术，对我国沥青路面级配碎石柔性基层研究发展具有重要意义。