级配碎石基层提浆工艺在安哥拉索约公路项目的应用
时间：2020-10-12 09:33:27 来源：达达文档网 本文已影响 人 
康军亮
【摘 要】级配碎石基层是一种柔性路面结构层，属于无结合料材料，是由各占一定比例的粗、细碎石集料和石粉，与颗粒组成符合密实级配的混合料。其用作路面结构基层，具有渗透性好、易施工、适应性强的特点，同时，也存在强度、刚度低的缺点，而且排水不好很容易丧失稳定性，会造成路面变形及疲劳损坏。但是与半刚性基层相比，级配碎石用作“倒装结构”的复合式路面时，具有抗反射裂缝强的优点。
【Abstract】Gradation gravel base is a kind of flexible pavement structure layer， which belongs to the non-binding material， is composed of coarse and fine gravel aggregate and stone powder， which each occupies a certain proportion， and the particles constitute a mixture in accordance with the dense gradation. It is used as pavement structural base， with good permeability， easy construction， strong adaptability. At the same time， it also has the shortcomings of low strength and stiffness， and poor drainage is easy to lose stability， will cause pavement deformation and fatigue damage. However， compared with the semi-rigid base， graded gravel has the advantage of strong anti-reflection crack when used as the composite pavement with "inverted structure".
【关键词】级配碎石;提浆工艺;应用
【Keywords】gradation gravel; pulping process; application
【中图分类号】U445.4 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2020）02-0160-02
1 引言
安哥拉索约公路项目（K8+850～K104+909.65）位于ZAIRE省境内，是当前安哥拉境内最高等级的高速公路。路面结构层由上至下依次为：6cm沥青混凝土磨耗层+粘层油 +6cm沥青混凝土下面层+透层油+25cm级配碎石基层+30cm天然砂砾底基层。其中，级配碎石基层施工相比国内施工技术增加了提浆工艺，以进一步提高级配碎石压实度，提高结构层整体稳定性和抗水损害能力。
2 级配碎石洒水提浆作用机理
王保江等的研究认为，由典型路面结构的应力分析可知，级配碎石层的模量和沥青面层的厚度对沥青层底的拉应力有着巨大的影响，减小沥青层层底的拉应力可以采取两种途径：一是增加沥青面层的厚度;二是提高级配碎石层的弹性模量。当级配碎石的模量较低（<400MPa）时，增加其模量与沥青层厚度同时有效;当级配碎石模量较高时，提高其模量与增加沥青层厚相比更具有效性。通过一定措施降低级配中小于0.075mm的颗粒含量来提高透水性能和刚性，而提高以上性能的方法，就是采用洒水振动碾压提浆的施工工艺[1]。级配碎石表层经固结养生后，采用专用清扫设备刷去多余浮浆，降低了小于0.075mm的颗粒含量，且在级配碎石表层形成更加稳固的马赛克效果，增加了表面粗糙度，加强了层间粘结效果。
依据长安大学蒋应军的试验研究，当压实度为97%～99%时，试件压实度每提高1%，级配碎石抗压强度提高11.6%～43.7%，回弹模量提高17.1%～20.0%，建议实际施工时应尽可能地提高压实度，最好能达到99%以上，以保证级配碎石的强度[2]。通过洒水提浆工艺，使细料上浮，表面形成稳固板结层，级配碎石基层压实度普遍达到102%左右，提高了级配碎石基层的强度和整体性，有效地满足了《技术条款》的施工要求。
3 级配碎石洒水提浆工艺
级配碎石洒水提浆工序如下：级配碎石摊铺碾压→自检初验（合格）→洒水车洒水→单钢轮压路机紧跟振动碾压（小振2～3遍，至基层表面出浆为止）→单钢轮压路机或胶轮压路机静压收面（1遍）→养生→检测验收（合格）→表层浮浆清扫。
该项目级配碎石采用0～37.5mm级配碎石统料和0～4.75mm石粉，按10∶1比例（重量比）拌和均匀，并闷料不少于2天。级配碎石拌和、运输、施工过程中须严格做好级配、含水率、拌和均匀性控制，以保证后续提浆和透层油洒布效果。提前拌和好的级配碎石料堆，在正式装料前重新检查含水量，确定补水量，使级配碎石含水量比最佳含水量高0.5%～1.0%（根据气温、風速、天气情况确定），并对料堆表层局部离析部位进行重新拌和均匀。
该项目通过前、后场取样筛分结果显示，级配控制较稳定，装料、运输及施工过程控制较好，未发生明显离析现象。
级配碎石摊铺和碾压按照正常工序进行施工，不得因为洒水提浆工艺减少碾压遍数。摊铺碾压施工完毕应进行自检，初检合格方可进行洒水提浆工序。级配碎石碾压的初期平整度应严格控制，其将直接影响提浆后的成品工作面平整度。
提浆工序应在碾压后立即进行。采用洒水车在碾压后的级配碎石表面适量洒水（见图1），钢轮压路机（或单钢轮+胶轮压路机）紧随其后进行往返振动碾压，直到表面出浆为止（见图2）。同时，也应防止提浆“过振”“过压”，在级配碎石表层形成过厚的粉细集料富余层，影响透层油洒布、渗透效果，一般控制提浆后压实度不得大于105%。
级配碎石提浆工艺的推荐设备为：洒水车和单钢轮压路机。其中，洒水车要求能调整洒布宽度，且水量喷洒均匀，雾化良好。碾压设备优先选择单钢轮压路机，也可采用胶轮压路机辅助收面，实践证明单钢轮压路机的振动提浆效果优于胶轮压路机。
振动压路机须选择合适的振频与振幅，可根据碾压试验选择合理的振频与振幅，一般采用高频低幅振动碾压。洒水车洒水应均匀且呈雾化状，且喷洒宽度可调。洒水量控制坚持多次、均匀的原则，以级配碎石表面无自由水流淌为宜。严禁局部水量洒布过大冲刷级配碎石表层形成冲沟。
级配碎石提浆施工完毕，须封闭交通，严禁任何车辆进入，养生至表层固结，一般不少于24h。实践证明，级配碎石施工过程中严格控制级配及粉细料含量，压实时选择合理的施工工序和机械组合，控制在最佳含水量±1%附近碾压，在提浆养生结束及时进行清扫作业和透层油洒布，通过实际取芯效果验证，亦可获得较好的透层油渗透和层间粘结效果。
级配碎石施工完毕外观质量应表面平整密实，无松散、弹簧现象，无压路机碾压轮迹和波浪拥包，表面连续离析不得超过10m，累计离析不得超过50m。
4 级配碎石洒水提浆工艺效果总结
工程实践表明，级配碎石洒水提浆工艺具有以下优势：
①通过洒水提浆工艺，级配碎石基层压实度普遍能达到102%左右，基层稳定性、强度和抗水损坏性能大幅提高。
②通過洒水提浆工艺，可以修复级配碎石施工过程中局部小范围离析点，提高基层均匀性。
③通过洒水提浆工艺，在高含水量的状态下振动碾压使得级配碎石中的大颗粒结构进一步挤嵌形成密实骨架，小颗粒和浮浆上浮至表层，经干燥养生后形成稳固板结层，防止表层松散，提高基层结构整体性。
同时，级配碎石洒水提浆工艺增加了施工工序和施工机械设备配置，在一定程度上延长了施工控制工序，增加项目建设成本和施工工期，须提前做好施工计划和施工组织。
级配碎石提浆工艺广泛应用于非洲公路施工领域，在安哥拉UIGE至MAQUELA DO ZOMBO公路、安哥拉口行一期、二期公路项目均有使用，经过当地长期高热及雨季长时期集中降雨考验，体现出了优良的抗反射裂缝、抗水损坏性能，取得了良好的路用效果，具有较好的工程效果和社会经济效益。安哥拉索约公路项目右幅沥青路面经过1年多的通车使用，路用效果良好，未发现基层反射裂缝、早期水损害等明显病害。
【参考文献】
【1】王保江.级配碎石洒水提浆施工工艺[J].科技与企业，2014（04）：199+201.
【2】蒋应军.级配碎石力学性能影响因素的试验研究[J].交通科学与工程，2010（01）：6-13.
