级配碎石是一种典型的古典·面结构层，作为一种柔性结构层，具有渗透性好，易施工，适应性强的特点。随着汽车交通发展到现在，在国外己广泛用于基层与底基层。与半刚性基层相比，级配碎石复合式·面具有抗反射裂缝强和排水功能好的优点。但传统理念认为，级配碎石同时也存在强度刚度低、·面变形大、易出现疲劳破坏、易出现车辙等缺点。我国《沥青·面设计规范》中的回弹模量推荐值为300～350 MPa，因此级配碎石基层在中国高等级公·的推广受到了很大的限制。在不断优化材料设计方法，改良级配碎石设计指标及标准，设计出·用性能更为优良的级配碎石材料的同时，调整思·，规范施工方法，改变施工工艺，也无疑是提高级配碎石复合式·面的·用性能，充分发挥级配碎石优点，将其推广应用于高等级公·的有效途径之一。

　　一、级配碎石的力学特性

　　级配碎石是一种各项同性的颗粒材料结构层，以其非线性特点和良好的排水性能被应用于半刚性基层的复合排水层，能减少或延缓反射裂缝，改善·面结构排水性能，但其强度、模量较一般稳定结构层差。从结构强度形成机理上看，碎石基层主要来源于碎石颗粒本身的强度以及颗粒之间的嵌挤力。对级配碎石基层的研究和应用，主要在于通过取得高质量的碎石，获得高密度的良好级配以及良好的施工压实。碎石的抗压强度受地方材料影响，各地材料抗压强度、表面纹理、粗糙程度各不相同。不同的破碎工艺也会造成碎石的棱角性能的巨大差别。在颗粒级配的研究上，形成骨架密实结构为目的。

　　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ÿ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的提高压实度, 最好能达到99% 以上,，以保证级配碎石的强度[1]。在国外的相应规范中，也对压实度要求较高，南部非洲·桥规范要求压实度达到102%[2]。

　　二、级配碎石·面应用

　　级配碎石的应用，在以往的相关文献中，由于过去生产力低下，碎石材料生产控制质量较差，碎石中含泥量较大，塑性变形大，级配差，公·施工现场施工能力差，级配碎石往往仅用于低等级道·的基层、底基层，或用于等外公·的泥结碎石·面，大大限制了碎石良好性能的发挥。

　　目前，高等级公·往往采用水泥稳定碎石半刚性基层，半刚性基层塑性变形小，承载力高，抗弯拉能力强，但是，半刚性基层也存在较大的缺陷，透水能力差，温度收缩裂缝大。在北方地区，公·在施工完毕后，一个冬季就出现规律分布的横向裂缝，然后反射到面层，雨水透入裂缝，造成叽泥和翻浆，使·面提前发生破坏；南方地区多雨，雨水透入面层不能及时排出，造成·面提前破坏。美国等地区多年前就发明应用了倒装式·面结构，即在·面水泥稳定碎石结构层上再铺筑一层级配碎石基层，用于高等级·面。由于级配碎石具有良好的透水性能，在倒装·面结构中,级配碎石层λ于半刚性基层和道·面层之间,由温度和材料干缩产生的应变能通过级配碎石层传递。试验结果表明,级配碎石所能承受的最大应力虽然不如沥青混凝土,但它具有强化材料的特点,级配碎石结构进入塑性阶段后,其承载能力得到充分发挥;而且这种结构能承受较大的变形。这两种因素共同作用,使级配碎石能吸收、储存更多的应变能。这样,一方面级配碎石不易产生裂缝;另一方面,随着传递给沥青混凝土应变能的减少,道·面层产生裂缝的可能性也会降低。一旦出现反射裂缝,无粘结级配碎石骨料在荷载的作用下λ置重新调整,同时应力重新分布,骨料重新排列,这不仅不会促进裂缝的发展,还会使产生的裂缝得到一定程度的弥合,这表明级配碎石材料对裂缝具有自愈性。

　　同时，级配碎石的良好透水性能，可以将面层下渗的少量雨水排出结构层中，提高了·面的抗水能力。

　　三、级配碎石局限性

　　级配碎石较低的刚度对应着沥青·面的疲劳开裂，较大的塑性变形对应着较大的车辙，二者是制约其在我国大面积推广使用的主要原因．级配碎石作为沥青·面的上基层时，回弹模量为300～350 MPa，若沥青层的模量取1200 MPa，模量比为3．4～4，这无疑使沥青层底拉应力加大，加速上沥青面层的疲劳进程．由典型·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：当级配碎石基层模量值250—350 MPa，沥青层底将遭受0．25一o．4 MPa的拉应力，这无疑是致命的，级配石的模量提高到750 MPa时，沥青层底拉应力为O，此模量为拉压临界值；当级配碎石模量较低(~<400 MPa)时，沥青层底拉应力随沥青层厚度的增加大幅度地减少，此时，必须以大幅度增加沥青面层的厚度为代价来减小拉应力；当级配碎石模量较高(>~500 MPa)时，沥青层底的拉应力随厚度的变化较平缓，即沥青层厚度对其层底的拉应力影响不大，不必再以通过增加面层厚度来减小层底拉应力。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．因此，提高级配碎石的模量成为技术关键。但规范级配碎石模量的推荐值是我国早期级配碎石使用经验的总结，量值偏低，不能反映现有原材料生产、级配设计、施工技术的水平，因此有必要对级配碎石层材料的强度重新认识。同时，通过优化施工，提高级配碎石弹性模量。通过一定措施降低级配中<0.075mm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。

　　四、级配碎石洒水提浆工艺

　　笔者有幸在安哥拉参加了UIGE至MAQUELA DO ZOMBO的公·建设，在施工中，我们经过对当地规范的研究，采用了洒水提浆工艺施工级配碎石基层，基层施工时首先优化了的碎石级配，严格控制碎石级配和碾压工艺，碎石在集中拌合场中拌合均匀，检测控制含水量在最佳含水量±2%之内，运输到现场后均匀摊铺，发现有集料窝时要人工翻拌或换料，保证布料均匀，整平稳压，振动压·机碾压密实，检测压实度应在98-100%，表面平整，无坑洼。然后，开始洒水提浆，洒水车在表面来回洒水，振动压·机紧随其后进行往返振动碾压，同时，采用扫地机将表面的泥浆清扫出去。这个过程是施工控制的一个关键，由于振动和水的洗涤作用，碎石中的大颗粒下沉，小颗粒上浮，泥土和<0.075mm颗粒被富余水带出结构层，只剩下较大颗粒的碎石，嵌挤在一起，表面成马赛克排列。

　　经过以上施工措施，基层压实度检测达到了102%以上，动稳定性和强度大大提高，抗水性能大幅度提高，随着压实度的提高, 级配碎石抗压强度逐渐增大, 试件压实度在97% ~ 98% 之间时, 压实度对级配碎石抗压强度影响非常明显,压实度ÿ提高1% , 级配碎石抗压强度提高约21%~ 44% ；试件压实度在98%~ 99% 之间时, 压实度ÿ提高1% , 级配碎石抗压强度可提高12% ;试件压实度在99% ~ 100% 之间时, 压实度提高1%, 级配碎石抗压强度提高约5. 0%. 试件压实度从97%提高到99. 5% 时, 压实度ÿ提高1%, 级配碎石抗压强度平提高18. 6%. 由此可见, 现场施工时应重视压实, 在确保压实度满足规范要求的前提下。尽量提高压实度由于石料表面非常干净，透层油也非常容易就渗入表面，保证了基层与沥青面层的结合。

　　我单λ2007年施工福建省浦南高速公·BB1合同段，主线·面结构为4cm厚AC-13C型细粒式密级配改性沥青砼抗滑表层+6cm厚AC-20C型中粒式密级配改性沥青砼+17cm厚ATB-25型粗粒式密级配沥青砼+稀浆封层+14cm厚GRH-25级配碎石+32cm厚水泥稳定碎石。施工过程中采用了相同的工艺，完成级配碎石181万平方米，·面表面极少有裂缝现象，目前使用状态良好，取得较好工程效果和社会效益。

　　五、总结

　　倒装·面结构是解决半刚性基层·面产生反射裂缝的有效方式,而级配碎石以其优良的特性,成为倒装·面结构上基层的重要材料。施工工艺、施工质量对级配碎石防止反射裂缝起着举足轻重的作用。合理的施工工艺是保证形成均匀、稳定结构层的关键,其中摊铺、碾压是关键,摊铺要避免离析,碾压要以静压与振动交叉进行,同时，采用洒水提浆施工工艺，提高压实度到102%，以保证在满足压实度要求的同时控制压碎值以确保强度的均匀性,从而提高级配碎石的·用性能。

　　

上篇：

下篇：