摘要:级配碎石在我国高等级公路中使用越来广泛，其应用于不用的结构层次，发挥着应力吸收、渗水排水等作用。本文主要通过对级配碎石材料性能，力学性能进行分析研究，提出根据级配碎石性能进行不同结构层次应用的建议，充分发挥级配碎石的功能，实现级配碎石的合理使用。

关键词:级配碎石;力学性能;渗水性能;混合料组成结构

级配碎石造价相对低廉，获得也相对容易，因此是一种常见的筑路材料中国沥青网sinoasphalt.com。级配碎石在我国使用一般为垫层、应力吸收层，也有部分路面用作基层。级配碎石在国外的使用更为广泛，一般用作柔性基层路面和级配碎石半刚性基层沥青路面。甚至较低等级的沥青路面直接采用级配碎石作为基层使用。国内国外路面所处环境影响因素不同，荷载特征不同，只能是进行有限的借鉴或是参考。级配碎石在公路工程中的使用层次和适用性需要结合我国区域的环境因素、行车荷载特点等进行综合的路用性能分析，并需要在实际的工程使用过程正进行检验后得出结论。

根据级配碎石的定义可知其是具有一定粒径级配的碎石组成的的混合料。与我们常用于路面的水泥稳定碎石或是沥青稳定碎石不同，级配碎石中没有结合料，实质是一种松散型结构的混合料，这就决定了其具有不同于其他路用混合料的性能。

级配碎石按照内部碎石级配形成不同混合料结构，分为:骨架密实型结构、悬浮密实型结构、骨架空隙型结构。不同的结构形式性能各异。目前国内学普遍推崇骨架密实型结构具有较好的综合性能，但实际使用过程中也有其自身的适用条件。

在我国某国道施工过程中选用当地碎石材料，选用不同级配组成骨架空隙结构、悬浮密实结构、骨架密实结构的级配碎石材料，进行试验，试件成型方法采用振动成型方法，对级配碎石的各项参数和力学性能进行了检测，以便于分析不同混合料结构的级配碎石的性能。各项检测数据统计如表 1。

分析表 1 中数据可知:骨架空隙结构级配碎石的干密度、抗压回弹模量与 CBR值较悬浮密实和骨架密实结构都要小，其力学性能方面和承载力最差的，但是其渗水性能则是强的。从表中数据也可以看出，骨架密实结构其力学性能较其他 2种结构则最佳，承载力最大，但其渗水性能较差。

路用材料的选择应按照结构层次要实现的功能并考虑受力特点，环境因素以及行车荷载的作用因素等多种情况综合考虑。往往因为材料自身的特性只能是选择其 1 种或 2 种最主要的功能去实现，而不应一味追求一种材料解决所有问题。

级配碎石的选用除了力学性能好，具有较高的承载力之外，还应该具备一定的抗冲刷性能，满足当水侵入时的稳定性。对于南方潮湿多雨地区，如果采用级配碎石则必须考虑其渗水性能，否则水侵入后长期浸泡结构层则造成力学性能下降，出现水损害。对于北方高寒地区应保证水的及时排除，增强其抗冻性能。对于地下水位高的地区则需要截断毛细水的上升，就需要利用级配碎石渗透性高的特点。因此对于级配碎石而言，利用骨架密实结构型级配碎石较好的力学性能但注意其较差的渗水性能而不能用于水位高、雨水多或是有排水功能的路面中。利用骨架空隙结构型级配碎石较好的渗水性能，还应注意其力学性能不佳而不能用于对力学性能要求高的基层或是面层与基层的过渡层。

在对几段设置级配碎石层的路面使用过程调查结果发现。作为垫层用的级配碎石更多的是发挥排水功能，因此不可过分追求密实而添加过多的细集料，而应选用骨架空隙结构，充分利用其渗透特性。高等级公路中作为基层顶部使用的过渡层用来减少反射裂缝的级配碎石则必须考虑力学性能，一方面，面层传递的行车荷载要通过级配碎石分散到基层之上，对其力学性能提出较高的要求，同时对于沥青面层开裂后渗入的水，级配碎石又要实现迅速排除水的功能，因为水的存在一方面会使沥青层发生水损害一方面会侵蚀级配碎石发生冲刷，最终力学性能急剧下降造成路面的损坏。

通过以上分析可以看出作为过渡层或是基层的级配碎石的要求是既要有良好的力学性能又要有良好的渗透性能，实际是很难同时实现的。因此对于高等级路面而言只能选择其中一个主要的功能。而对于对力学性能要求较低的低等级公路则可以选择其作为基层或者是其上设置了较厚的沥青碎石稳定基层。承载力要求较低的旅游公路等可以选择作为基层或是过渡层使用，发挥其排水作用。

路面结构层次中级配碎石一般作为过渡层、基层、垫层使用。其层次设置及发挥作用一般如表 2。

根据上述分析及对级配碎石不同层次功能要求的分析，可以得出级配碎石不同层次的适用条件和应用建议如表 3。

对于级配碎石在路面中发挥的功能和应用的分析和研究本文得出如下结论:

(1)级配碎石应该按照不同层位的功能进行材料选择，对于骨架密实型结构并非具有普适性，应有选择性地使用。

(2)对于气候干燥地区，重载交通相对较少的区域可以选择级配碎石作为过渡层使用。选用骨架密实性结构。

(3)对于经济发达地区，采用沥青稳定碎石作为基层可以考虑选用级配碎石作为底基层或是垫层使用，发挥其排水和传递分散荷载的作用。推荐选用骨架空隙结构。

(4)对于气候湿润常年多雨地区，可选用级配碎石作为垫层发挥其排水功能，建议选用骨架空隙结构。