级配碎石施工

级配碎石调平层在填砂路基中的应用研究

摘要：结合唐山滨海公路（东段）填砂路基顶级配碎石调平层施工，介绍了级配碎石施工中的原材料控制、配合比设计、拌合、摊铺、碾压、养生等施工工艺，以及施工后的压实度、弯沉值的检测情况。通过级配碎石施工的过程控制并结合施工后的相关检测指标，提出了合理、可行的施工质量控制方案，为级配碎石调平层在填砂路基中的应用提供了科学的依据。

关键词：级配碎石；配合比设计；施工工艺；质量控制 1. 工程概述

唐山滨海公路（东段）是河北省环渤海区域重要的干线公路，对于推动沿海经济带、沿海城市带的加速崛起，推进环渤海区域经济社会的发展都具有重要意义。该路线起于姜各庄特大桥北侧唐秦界，顺姜各庄特大桥向南延伸，途径四斗、八里铺、安家海、大庄河、九农场一队，终于原沿海公路与古柳公路交叉处西侧400m。路线全长61.36km，项目第一、二、三合同段K105+545.5—K138+010沿线多河流，支渠分布较密，该路段地势平坦，土源匮乏。

基于以上地质情况，在满足使用功能的前提下，该工程决定对K105+545.5—K138+010路段路基处理采用1.5m砂+20cm级配碎石，具体方案为挖除边坡、旧路及旧路边沟进行排水、清淤、挖除腐殖土后进行填砂施工，填砂路段填砂厚度不小于1.5m，不足1.7m的超挖路基至1.7m处，当填砂厚度大于1.7m时，清表后直接填筑路基。路基两侧2m范围采用包边土包边。填砂完成后路基顶铺筑20cm级配碎石。

级配碎石施工后要求进行检测，检测结果满足规范及图纸相关要求，弯沉值不大于100（0.01mm），压实度≥97%。 2. 级配碎石的材料要求及配合比设计 2.1 原材料

集料组成选用0mm～5mm、5mm～10mm、10mm～20mm及20mm～30mm四档进行备料。粗集料采用耐久、坚硬的岩石轧制而成，单个颗粒的最大粒径不大于31.5mm。细集料，即4.75mm以下集料，采用石屑或机制砂，细集料洁净，干燥。

各路基标段对选用的材料进行了原材料检测，其检测指标见表1。

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表1 各标段原材料检测结果

检测项目 标段 路基一标 路基二标 路基三标 粗集料标准要求 压碎值≤26% 针片状≤20% 17.5 16.8 17.3 13.4 14.5 12.8 液限≤25% 18.6 17.4 18.2 细集料标准要求 塑性指数≤6 砂当量≥45% 4.3 5.2 4.8 49 53 56 2.2 混合料配合比设计

由于该项目对级配碎石施工后的弯沉值要求，故级配碎石采用骨架密实型结构，集料的嵌挤来提高强度。其设计级配见表2，级配曲线见图1。

表2 各标段级配碎石设计级配

标段 路基一标 路基二标 路基三标 施工控制 级配范围 通过下列筛孔(mm)百分率 31.5 100 100 100 100 19 80.6 81.9 81.6 77-85 9.5 51.4 52.8 50.5 46-58 4.75 33.6 33.4 32.9 28-38 2.36 23.1 24.0 21.4 20-28 0.6 11.2 12.6 10.3 8-15 0.075 3.7 3.9 3.5 0-5

级配曲线图1

由表2、图1可以看出，各标段设计级配对4.75mm筛孔的通过率做出了特别要求，即应接近级设计配范围的下限，而9.5mm以上筛孔的通过率要求偏细，

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接近设计级配范围的中值，整个级配曲线呈“S”型，将增强混合料的合易性，有助于级配碎石施工后表面的均匀性。 2.3最佳含水量、最大干密度的确定

各路基标段级配碎石混合料均采用重型击实方法进行设计，其混合料最佳含水率、最大干密度结果见表3。

表3 各标段级配碎石混合料最佳含水率、最大干密度

标段 路基一标 路基二标 路基三标 最大干密度（g/cm3） 2.29 g/cm 2.34 g/cm 2.33 g/cm3 33最佳含水率（%） 4.0% 3.9% 3.6% 3. 级配碎石调平层施工工艺 3.1拌合

1)级配碎石的生产采用拌和站集中厂拌的拌和方法，严格控制拌和楼混合料的生产，保证生产出稳定、符合要求的混合料。加强级配控制，要求每天开盘前在拌和站皮带运输机上取样，进行关键筛孔19mm、4.75mm的筛分，根据筛分结果决定是否对配合比比例进行调整，最终确定生产配合比的比例。

2)拌和过程中级配碎石混合料的含水量较最佳含水量高一些，根据气候选择水量的增加，当气温候较高、比较干燥时，含水量可以提高1.0%～1.5%，当气温候较低、比较潮湿时，含水量可以提高0.5%～1.0%，但不宜超过2%。 3.2碾压及设备要求

1)现场施工采用振动压路机和胶轮压路机联合交叉碾压的方式，可以达到较好的碾压效果，采用胶轮压路机搓揉后表面效果较好，可以获得较密实、嵌挤的表面效果。振动碾压次数根据摊铺厚度、级配碎石压实性能以及施工单位压路机具的压实特性通过试碾压确定，以保证达到最佳压实效果。

2)碾压设备要求：压路机应配备不少于3台20t以上单钢轮振动压路机，不少于2台26t以上胶轮压路机，1台自重不少于16t的冲击式压实机。碾压后的混合料必须达到规定的压实度要求，同时厚度、高程及横坡必须达到设计要求。 3.3 施工前的准备工作

在摊铺前，应该检查下承层的施工情况，下承层必须碾压密实，不得有松散现象，对松散段落应进行洒水排压，最终碾压密实，形成具有一定强度的板体。

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下承层的高程、横断面应该满足相关规定要求。 3.4 运输

要有充足的运输车辆，运输能力应与拌和及摊铺能力相匹配，保证施工过程中的连续摊铺。 3.5 摊铺

运输到现场的级配碎石混合料应及时进行摊铺 ,避免水分大量散失。摊铺时 先用推土机初平 ,平地机精平 ,对不均匀处及坑洼处人工进行调整。铺设厚度以 “挂线法” 来精确控制 ,压实厚度采用灌砂法进行检测。摊铺时 ,现场设专人消除粗细集料离析现象。 3.6 现场碾压

1)级配碎石施工过程中采用分层摊铺的方式，第一层施工，铺筑厚度要求不小于10cm，级配碎石摊铺刮平后先采用单钢轮压路机进行稳压，然后采用冲击式压实机进行冲击碾压，冲击碾压20遍；然后进行第二层施工，铺筑总厚度要求不小于20cm，级配碎石摊铺刮平后先采用单钢轮压路机进行稳压，然后采用单钢轮振动压路机采用高频低幅进行强振压实6遍，最后用胶轮压路机碾压收面2遍，达到要求的压实度，并保证表面无轮迹。

2)碾压速度：冲击碾压速度为10～12 km/h，单钢轮压路机速度为1.5～2.0km/h，终压速度为2.0～2.5km/h。

3)严禁压路机在已经碾压成型的或者正在碾压的级配碎石路段上调头或者急刹车。级配碎石铺筑完成后，进行洒水养生。 4. 质量检测

对各路基标段已铺筑完工的级配碎石调平层进行现场压实度和弯沉值检测，其压实度检测结果见表4，弯沉值检测结果见表5.

表4 压实度检测结果

标段 路基一标 路基二标 最大值 100.2 99.9 最小值 97.4 98.2 平均值 98.8 99.1 路基三标 100.1 平均弯沉 （0.01mm） 4

98.6 标准差 （0.01mm） 99.4 代表弯沉（0.01mm） 表4 弯沉值检测结果

标段

路基一标 路基二标 路基三标 86.3 90.2 81.4. 2.2 2.7 2.0 92.8 94.1 87.4 由表3、表4结果可以看出，通过分层铺筑、冲击碾压和强震压实的施工工艺，可以使级配碎石的压实度和弯沉值达到良好的效果，满足设计要求。在冲击碾压过程中，冲击轮的高位势能转化为动能对级配碎石表面进行冲击，从而对砂体的深层产生较大的冲击能量。通过冲击式压实机的冲击碾压，能有效减少公路路基的工后沉降量，大大改善因不均匀沉降而形成的道路病害，提高路基的整体强度和均匀性。同时，振动压路机对铺筑后的级配碎石进行强震压实，不仅保证了级配碎石调平层的压实度，而且提高了整个板体的强度，对于保证道路的使用质量具有重要的作用。 5. 总结

1）施工实践证明，对原材料的规格要求以及各项检测指标的适当提高是保证

填砂路基顶级配碎石施工质量的重要前提。

2）从级配碎石施工后的质量检测结果来看，级配碎石的施工工艺合理，能够

作为今后施工现场质量控制的依据。

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