沥青路面级配碎石基层的路面结构及施工分析

沥青路面级配碎石基层的路面结构及施工分析

晁晓辉

中交二公局四公司河南洛阳471013

摘要：本文结合巴基斯坦KKH二期Havelian至Thakot公路3标级配碎石底基层、基层的沥青路面设计结构及实际施工经验，主要对沥青路面级配碎石基层路面结构特点、施工工艺总结、病害处理等方面进行阐述，本文从路面的结构特点，研究对实际施工中的影响，对公路建设施工有现实指导作用。

关键词：沥青路面；路面结构；级配碎石基层；公路维护

矿质用料和公路专用沥青相互掺杂构成的材料并铺筑成为路面被称之沥青路面，依靠矿粒提升车辆对其磨损能力，路面更加平整，不易被自然灾害破坏提高了排水的能力。所以，现在国内沥青路面被大范围的推广和应用。

巴基斯坦KKH二期项目作为中巴经济走廊建设的重要项目，建设意义重大，对当地道路基础设施改善有着重要意义。路面结构设计和施工理念本着“精心设计、质量第一”的方针，使路面在设计使用年限内满足本路段交通承载能力、耐久性、舒适性和安全性要求，确保路面结构设计合理、施工质量满足设计要求。路面的质量状况直接影响着行驶车辆的安全问题，我们不得不重视，提高公路的施工质量，应加强质量监管和过程工艺控制，优化级配基层的结构。以研究沥青路面基层的多种结构以及公路工程的施工技术为核心，对提高公路施工质量，减少交通的事故发生概率，保障交通运输的良好运行有着重要意义。

1、巴基斯坦KKH二期项目概况

KKH二期项目全长118.124公里，我标段为KKH二期项目3标段，全长20.092公里，是中巴经济走廊建设的重要项目，中巴经济走廊作为国家“一带一路”战略的旗舰项目，其政治意义重大，备受中巴两国政府及集团公司的关注。项目属于典型山区高速公路，路面结构层设计为：20cm级配碎石底基层+34cm级配碎石基层+12cm沥青下面层（ATB-25）+6cm沥青中面层（AC-16）+4cm沥青上面层（AC-13），路面结构层厚76cm。

2、沥青公路的路面结构

本项目的施工设计图如下：

底基层（级配碎石）27.6万方，约65万吨。根据现场施工进度，我部计划K96+270-K96+530段做为底基层级配碎石填筑首件工程。该段落长为260m。针对本项目的设计结构我们得出以下分析：

2.1基层路面结构的阐述

本项目采用4cmAC-13沥青混凝土路面+6cmAC-16沥青混凝土路面+12cmATB-25（10cmATB-25）沥青碎石+34cm级配碎石+20cm级配碎石，路面结构层厚度76cm（74cm）。

使用无机物合成的稳定性质材料，掺入矿石料和特殊的泥土，一定的加工作用下，形成具有一定强度、韧性的路面基层。

2.2路面结构优劣式分析

此设计选用级配碎石作为基层，加入沥青的投入，增加了强度与刚性，路面更加平整，更低的噪音，行车的效果更好，使用寿命很长，后期的维护上会更加方便，但是投入的成本会增加。

3、级配碎石基层施工技术总结

级配碎石基层施工中，应从原材选择、级配、拌和、运输、碾压等各个环节做好施工技术和质量控制，才能确保施工质量满足设计要求，减缓裂缝的产生，保障排水良好和抗疲劳的正常投入应用。

3.1原材技术指标控制和配比设计

原材选择原则，应综合考虑当地资源、经济成本等社会因素，确保满足各项设计指标要求。本项目沿线附近唯一备选料源为石灰岩料场，材料各项指标达标。材料规格：0-4.75mm石屑，4.75-9.5mm碎石,9.5-19mm碎石,19-31.5mm碎石四种，碎石中针片状颗粒的总含量应不超过20％；细集料采用专门轧制的细碎石集料。也可以用天然砂砾或粗砂代替石屑。天然砂砾的颗粒尺寸应该合适，必要时应筛除其中的超尺寸颗粒。天然砂砾或粗砂应有较好的级配。

填料强度和粒径，符合下表规定。

3.2拌和

拌和设备选型，应根据工期要求，根据工程量计算拌和效率，选择功率满足项目进度需求的拌和设备，本项目选用XC-600型拌和机，生产能力平均480吨/小时。拌和过程中，如果加入水的时间较短或者搅拌不均匀，水分不能完全渗入，材料间作用力不紧密，为防止这一结果，我们通常是提前加入水分，吸收饱和后再搅拌混合。施工前一般按照不同碎料尺寸级别分堆洒水，津闷12小时以上，之后用搅拌机均匀搅拌。因运输过程、天气等原因，级配碎石拌和后到摊铺过程中，存在水分损失，所以拌和时混合料的含水量要大于最佳含水量，并以测定现场含水量为基准，如含水量达不到最佳含水量时，应洒水满足所需最佳含水量。搅和的重点就是严格按照级配选料，不可产生较大的误差，影响级配的稳定结构。

3.3运输

根据摊铺机摊铺速度、拌和速度和运距，为保证摊铺的连续性，拌和站应始终保持有两台汽车在等待装料，摊铺机前应保证有两台汽车等待卸料。汽车的行驶速度控制在15km/h以内，尽量减少对路槽的破坏。为减少水分散失，车上的混合料用帆布覆盖。集料装车时应使每车料数量基本相等，装车时应先装车箱前端，然后装后端，最后装中部，这样可以最大限度减少离析现象。

3.4摊铺

针对山区高速公路，摊铺机选型很关键，因考虑路线纵坡较大，摊铺机选型功率尽可能大一些，一般设备选型功率不得低于ABG423摊铺机功率。通常铺筑时候，我们都要进行试拌试铺，以实验的结果参考选定铺筑的层数。待混合料运到现场后，汽车应与摊铺机调正位置，松开手刹，待摊铺机前缘抵住汽车两轮并能推动汽车向前行走时，汽车方能起都卸料，摊铺时由摊铺机推动汽车缓慢向前移动进行摊铺。摊铺机自动找平时，采用一侧钢丝绳引导的高程控制方式，表面层采用摊铺层前后保持相同高差的雪橇式摊铺厚度控制方式人工配合摊铺机进行找平，保证平整度，特别是边角离析部位随时用人工进行细料找平，摊铺结束后用压路机在已初平的级配碎石层上快速静碾压一遍，以暴露出潜在的不平整及离析部位，然后再用人工进行细料找平，并随时拉线检查标高及横坡，整平结束后，当含水率等于或略大于最佳含水率时立即用压路机进行碾压。在碾压过程中配备4至5名工人，对局部臃包或边角部位进行处理，并用三米直尺逐尺测量，确保平整度。

3.5路面碾压

级配碎石操作中最重要的环节就是碾压，直接影响着级配碎石的紧密程度效果体现。搅和摊铺后，含水量稍大于最佳比例时，就能够开始碾压。熟练的操作人员都懂碾压的规则：从轻到重，从弱到强，从两边倒中间，从静压到振亚，最后的重压三步骤。初压一般力度82KN，2遍最好，复压时，125KN的压路机，5次效果较好，路面稳定，没有压痕交错。最后的振亚，要使用弱振幅低频率的碾压，不能破坏碎石。一般碾压时候，速度较低。

3.6接缝的处理

相比水泥路面，级配碎石路面在处理接缝更容易点，多次碾压也对之前的碾压有影响或者破坏。一般当天施工完成，留有几米的接缝处不处理，在第二天，混合新的铺料加入水分再碾压，这样的接缝不明显，且效果也好。

3.7质量控制和监测

施工时，每一步都有可能出现和计划不符的操作，比如级配用料比例的选择，水分整个过程的把控，铺料的均匀等，都会影响着施工质量。比如在搅拌时，要随时观察水分比例，或者在碾压时，水分的变化，碎料的不正常，随时取样测试，和试压的结果对比。压实后，多维度数据的测试。

4、应对级配碎石裂缝的措施

目前来说，沥青混凝土基层应用最广泛，但这种半刚性基层是投入使用过程中容易出现裂缝，针对这一问题我们从以上的分析中可以得到以下几点。（1）将沥青层的厚度加厚来阻止基层裂缝，国际上通常是把沥青层厚度调整到25公分。（2）增多级配层数。选择合适厚度的高质量级配碎石为顶基层，半刚性材质铺在下层，这种结构极大提高了路面的抗性，也优化了层间排水功能。（3）加铺其他具有好的延展性和耐腐蚀的织物。（4）更加合理得设计结构和级配构成。

小结

路面作为消耗性的基础设备建设，与人们的出行和商业交换传递意义重大。沥青路面尽管有明显优势，但是却容易在比较高的温度季节，多水的时节发生出油，软化甚至裂痕。所以公路施工人员应该严格按照做工要求，把控每一步的质量监督。当然公路的维护也不可松懈，综合理论和公路破坏的实际情况，商议出科学有效的保养措施，尽力减少公路被破坏的客观因素，保障沥青路面时刻运行的高质量状态，创造一个高效放心的交通基础环境。