曹毅 黄金城 刘湘玲

摘要：级配碎石层的承载力依赖于混合料矿料间的嵌挤稳定及其密实性，而这又与级配碎石层的矿料组成及压实工艺密切相关。文章分析了振动压路机的碾压遍数与级配碎石的施工压实度、级配碎石混合料的矿料组成、级配碎石层的设计厚度的关联性，评价结果可供路网级配碎石混合料层的设计与施工参考。

关键词：道路工程;级配碎石;压实度;碾压遍数;矿料组成;厚度

中图分类号：U416.214A260943

0 引言

考虑到粗颗粒级配碎石混合料在重交通荷载作用下的抗变形特性及其在结构力学响应中的非线性特性、透水性、抗裂性等特性，广西路网大修工程旧路面加铺结构设计中常采用级配碎石层。级配碎石层的承载力依赖于混合料矿料间的嵌挤稳定及其密实性，而这与级配碎石层的矿料组成及压实工艺密切相关，本文分析了振动压路机的碾压遍数与级配碎石的施工压实度、级配碎石混合料的矿料组成、级配碎石层的设计厚度的关联性，评价结果可供路网级配碎石混合料层的设计与施工参考。

1 级配碎石层的碾压遍数与压实度

为减少离析、提高工效，级配碎石混合料层施工采用机拌摊铺的工艺。级配碎石混合料是一种散体材料，若过度碾压，级配碎石易被压碎，若碾压遍數少，级配碎石层嵌挤不密实，在重载交通二次压实作用下级配碎石层易出现车辙等变形。本文采用灌砂法测试某路网旧混凝土碎石化后加铺级配碎石层的压实度，其中，室内石灰岩质级配碎石混合料试样最大干密度为2.31 g/cm3，同一个桩号以第一遍压实度测点为中心，在该测点四周测试碾压后第二遍、第四遍、第六遍的压实度，级配碎石层9个测点检测结果如表1及图1所示。

从表1与图1可以看出，在前四遍的测试碾压中，级配碎石层的施工压实度随着碾压遍数的增加而增大，松散的级配碎石混合料成型厚度趋于稳定，到第六遍时，级配碎石层的压实厚度不再减少甚至有所反弹增加，试样的干密度有所降低，即若再增加碾压遍数，已成型稳定的级配碎石层在振动击实功的作用下，反而会破坏级配碎石混合料间的嵌挤结构，级配碎石混合料矿料组成也会发生变化。考虑到施工现场压路机的钢轮振动及轮胎碾压的击实功不同于室内的重型击实功，级配碎石层施工压实度存在超百的现象。

2 级配碎石层碾压遍数与混合料的矿料组成 级配碎石作为一种松散材料，若嵌挤不密实、细集料多，在重载交通作用下则易产生形变，而级配碎石的压实度与混合料的矿料组成也密切相关。为评价振动压路机碾压过程级配碎石混合料的矿料组成变化，取灌砂法挖取试坑的级配碎石混合料试样，测试该测点级配碎石混合料的矿料组成，其检测结果如表2及图2所示。

从表2和图2的结果可以看出，随着碾压遍数的增加，由于振动压路机的钢轮与碎石的直接接触及其对碎石的振动作用，级配碎石混合料在挤密过程中，碎石集料的棱角或者软弱部分会出现压裂破碎，检测结果表明，混合料中19 mm、9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、0.075 mm粒径的通过率增加。碾压一遍，矿料中粒径为19 mm、9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、0.075 mm筛孔的通过率平均值分别为75%、49.6%、30%、18.1%;碾压第六遍后粒径19 mm、9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm 0.075 mm筛孔的通过率平均值分别为83.9%、63.4%、37.9%、22.7%。

从矿料级配组成来看，级配碎石层在碾压六遍后，该结构层已经稳定，粗集料间已嵌挤密实，边养生边开放交通后，重载交通下级配碎石层没有出现车辙变形。为避免过度碾压造成集料嵌挤挤压破碎，确保级配碎石层的承载力，摊铺碾压过程振动压路机的碾压遍数不宜超过六遍。

3 级配碎石层的碾压遍数与层厚

级配碎石层的压实度与摊铺厚度也密切相关，级配碎石层的松铺设计厚度分别24 cm、18 cm，对应压实后设计厚度为20 cm、15 cm，级配碎石厚度与碾压遍数的关系如图3～5所示。

由图3～5可知，松铺设计厚度分别为18 cm、24 cm的级配碎石层，随着碾压遍数的增加，松铺的级配碎石层相应接近设计厚度15 cm、20 cm，相对而言，考虑级配碎石混合料的最大粒径多为37.5 mm，基层的厚度与最大粒径呈四倍关系，级配碎石混合料中>2.36 mm粗集料用量约为73%，多骨料的级配碎石层相对设计越厚，越容易压实。

4 结语

（1）振动压路机在碾压的前四遍，级配碎石混合料的施工压实度随碾压遍数对的增加而增加，碾压遍数不宜超过六遍。

（2）级配碎石混合料在碾压过程中，受压路机振动及嵌挤挤压的影响，混合料的矿料组成会变细，在混合料的矿料组成设计中应考虑碾压前后的这种变化，确保级配碎石层的嵌挤密实稳定性及抗重载能力。

（3）最大粒径≥37.5 mm的级配碎石层设计厚度宜≥15 cm，适宜厚度为18～20 cm。

参考文献：

[1]何兆益，黄 卫，邓学钧.级配碎石弹性模量的动三轴试验研究[J].东南大学学报，1997，27（3）：36-40.

[2]梁 伟，杨 斌，肇云亮.压实度对级配碎石弹性模量影响的试验研究[J].西部交通科技.2011，47（6）：10-14.

[3]李福普，严二虎.沥青稳定碎石与级配碎石结构设计与施工技术应用指南[M].北京：人民交通出版社，2009.

[4]何兆益，黄 卫，邓学钧.不同成型条件下级配碎石力学特性研究[J].东南大学学报，1997，27（1）：133，135.

收稿日期：2020-04-09