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沥青路面级配碎石基层强度控制的研究

发表时间：2021/1/29 来源：《建筑科技》2020年7月下作者：张英耀

[导读] 沥青路面级配碎石基层在施工的过程中最需要注意的就是强度和承载力。

河南郑州中铁七局海外公司刚果（金）地区鲁本巴希项目部张英耀 450016

摘要：沥青路面级配碎石基层在施工的过程中最需要注意的就是强度和承载力。现在我国大部分的公路工程中的路面基层使用的都是沥青路面级配碎石基层，为了更好的提高基层路面的耐久性人们开始通过研究制定出专属于沥青路面级配碎石基层的控制标准。本文从力学的角度出发深入研究沥青路面级配碎石基层的强度控制情况，希望能够给以后的路面施工工作者提供一些帮助。
关键词：沥青路面；级配碎石基层；强度控制
        引言
        随着社会生活水平的不断提高，我国的交通发展越来越快，传统的路面结构设计已经不能满足现在人们的使用需求。要想减少路面病害情况发生就必须要通过以力学角度为主设计的路面结构来改变现状。现在人们在研究沥青路面结构层的时候已经取得了非常不错的效果。
        1.我国沥青路面级配碎石基层的研究情况
        我国在1980年的时候半刚性基层材料就已经开始广泛的应用在道路中，现在我国大部分的沥青路面使用的都是半刚性基层材料。但是在近几年研究人员发现半刚性基层材料在使用的时候渐渐开始暴露出各种各样的问题，让很多研究者开始找寻能够代替半刚性基层材料，级配碎石就是其中的一种。通过研究发现现在我国沥青道路路面级配碎石基层的应用越来越广泛。
        2.沥青路面级配碎石基层设计的要求
        2.1强度和高度
        沥青路面级配碎石基层在设计的时候一定要满足交通的需求，这样才能在一定程度上提高整个沥青路面级配碎石基层的强度和高度，减少路面出现开裂和沉陷的情况发生。
        2.2稳定性
        沥青路面级配碎石基层在设计的时候要保证材料和路基都有一定的稳定性，这样路面在使用的过程中就不会受到外界因素的影响，在设计路面的时候还需要注意不要受到温度、水分的影响，最终减少路面出现开裂情况的发生。
        2.3平整度
        沥青路面级配碎石基层在设计的时候还需要注意平整度，平整度主要和施工的质量和施工的养护有着密不可分的关系。在设计基层的时候主要满足以下几点要求：首先是要具有一定的抗疲劳性；其次是要添加一定的排水功能；然后要有一定的强度，以此来提高路面的荷载疲劳情况；最后是需要注意整个路面的抗水性和耐久性。
        3.沥青路面级配碎石基层使用的原材料
        3.1沥青
        沥青路面级配碎石基层在施工的过程中一般会使用高弹改性沥青材料。
        3.2集料
        集料主要以石灰石为主。
        3.3集料配合比设计
        如图所示是沥青混合路面集料碎石混合料级配的组成

        4.沥青路面级配碎石基层的施工技术
        4.1施工准备
        沥青路面级配碎石基层在施工的时候需要先认真清理路面的下承层，然后相关的施工技术人员和管理人员根据路面的实际情况进行沟通和交流，共同探讨出解决安全技术问题的方案。同时采购工作人员需要根据设计人员的要求采购相关的对施工材料，在采购材料的过程中要注意材料的安全问题，不合格的材料全部不能使用，最后管理人员和技术人员制定出符合实际情况的施工方案。
        4.2拌和
        沥青路面级配碎石在拌和的时候要注意各材料之间的配比，这样拌和出来的材料才会更加的均匀，含水量也能达到施工的要求。然后需要对拌和设备进行检查，智能使用达标的设备来完成施工，在拌和完成之后质量人员需要对材料进行检查，如果材料出现比较大的误差就需要从新进行，需要注意的是拌和完成的材料在运输的过程中会出现水分流失情况，所以一定要注意拌和时候的渗水率在天气干燥的时候要提高渗水率，在阴雨季节的时候要降低渗水率，有时拌和材料在运送的时候临时洒水不能够发挥出最大的作用，这是就需要配备相应的洒水车来进行帮助。
        4.3运输
        级配碎石混合料在装车的过程中一定不能超过每台车能承载的范围，这样运输车辆就能够正常的运行，级配碎石混合料也不会发生任何的问题，为了保证施工的时间在装卸级配碎石混合料的时候一定要配备足够的车辆，为了减少材料粘在车厢上在装载材料之前可以在车厢的底板上和车厢的侧板上涂上相应的水油混合液。
        4.4摊铺
        现在我国沥青路面级配碎石在施工的时候主要的摊铺方式就是借助摊铺机和平地机来完成工作，在摊铺的过程中需要注意摊铺的厚度和平整度，为了减少摊铺过程中出现问题的几率可以使用两台摊铺机同时工作。
        4.5碾压
        在碾压级配碎石基层的过程中第一遍需要使用振动压路机来振实，然后再用胶轮压路机进行第二次碾压，这样就会让整个路面的规格达到规定的要求，在碾压工作进行的时候一定要注意控制配料的含水率减少水分流失的情况发生，碾压工作在进行的时候尽量提高碾压的速度。如果级配碎石材料的含水量比较高的时候要先把配料进行适当的晾晒，晾晒的材料达到施工的要求之后才能进行施工。
        4.6接缝处理
        接缝处理工作一般由施工人员人工来完成，所以在施工过程中一定要注意减少接缝出现的几率，尽量不要让沥青路面出现接缝情况。
        5.沥青路面级配碎石基层控制的研究
        5.1沥青路面级配碎石基层控制的研究方法
        5.1.1力学计算参数
        通过专业的程序计算方法来分析沥青路面结构层材料中的具体参数，通过分析材料具体参数来研究这些具体参数对路面结构应力的影响，如图所示是某沥青路面的结构和材料参数：

        通过数据能够发现该公路沥青路面在设计的时候主要通过双圆均布竖向荷载来完成整个计算。
        5.1.2 强度指标的选择
        该沥青路面结构的破损类型主要有以下两种：路面开裂和基层破坏。出现这种情况的主要原因就是沥青路面结构的剪应力超过能承受的强度范围。为了减少这种情况发生必须要制定严格的轻度控制指标。
        5.2沥青路面级配碎石基层强度控制的研究结果和分析情况
        5.2.1 分析级配碎石基层的力学响应
        路面的级配碎石结构层在受到拉应力的影响之后整个的荷载作用会呈逐渐降低的趋势，这个时候就会发生塑性变形的现象，但是在分析的过程中也能发现在荷载作用的基础上级配碎石基层的剪应力会有自己的规律。
        5.2.2 级配碎石基层对结构层力学指标的影响
        人们在研究的过程中为了更好的方便计算相关的数据一般会选择级配碎石厚度在12cm-20cm之间来进行计算。通过计算发现当级配碎石层厚度不便的时候级配碎石层的剪应力会随着模量的增加而增大，其中随时承德厚度在18cm的时候剪应力最小。
        5.2.3 级配碎石基层的强度控制标准
        通过上图中的路面结构计算参数能够计算出沥青路面结构的压应力，然后在计算完成之后确定不同交通等级情况下的抗压强度结构系数，最后根据实际情况和计算出的结果确定整个沥青路面级配碎石基层材料的抗压强度标准。
        5.2.4 计算压应力水平
        在计算压应力水平的时候工作人员需要根据实际调查来计算出路面结构级配碎石层的压应力，然后取结果的平均值作为最后压应力的水平值。
        5.2.5 建立强度标准
        沥青路面级配碎石基层结构在车辆荷载的作用下材料会出现一个最大的压应力，如果在实际车辆行走的过程中超过了最大的压应力就会出现路面变形情况，严重的时候还会影响到整个路面的使用寿命。
        6.沥青路面级配碎石基层施工的现场检测
        为了更好的对沥青路面级配碎石基层施工情况进行评价，需要及时的做好检测工作，检测工作具体包括以下内容：
        6.1检测强度和压实度
        沥青路面级配碎石基层施工在进行的时候需要定期的对沥青路面的表面进行维护，然后在完工之后的一周后进行相应的检测工作，通过检测的结果来确定沥青路面级配碎石基层的压实度平均值，最终根据平均值来判断沥青路面是否符合国家的要求。
        6.2检测弯沉和回弹的横量
        现在人们一般都会使用贝克曼梁法来对沥青路面的级配碎石基层的弯沉度进行检测，然后根据检测的结果来确定弯沉和回弹横量的情况。通过实践发现：沥青路面级配碎石基层中的水泥稳定碎石基层上加铺一层，就能够增加整个路面的回弹模量，不仅如此还能降低一定的弯沉值。
        6.3 检测沥青路面级配碎石基层的渗水性能
        沥青路面级配碎石基层在施工完成之后需要对基层进行一定的渗水性能测试，在测试结果完成之后如果发现没有出现渗水情况，说明沥青路面级配能够达到要求，这个时候就可以对施工完成之后的路面进行使用。
        7.结束语
        综上所述能够发现沥青路面级配碎石基层强度的控制对路面的使用寿命非常的重要，通过研究和分析发现当级配碎石层厚度不发生变化的时候，模量在700MPa的时候路面层底拉应力最小，这时路面的厚度最好控制在18cm，希望本次研究能够给相关的工作人员提供一些参考价值。
参考文献：
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[2]李如敏，孙明山.沥青路面级配碎石基层强度控制标准研究[J].山西建筑，2020,46（2）：95-97.
[3]王世元，屠海勇.沥青路面级配碎石基层施工工艺及质量控制探讨[J].建筑技术开发，2017,44（7）：129-130.