王 鷹

（江蘇恒基路橋有限公司 常州 213164）

目前我國(guó)大部分高等級(jí)公路瀝青路面基層及底基層都是采用半剛性材料。半剛性水穩(wěn)基層由于具有強(qiáng)度高、承載力大、良好的抗疲勞性能和抗沖刷性等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為我國(guó)高等級(jí)公路瀝青路面的主要結(jié)構(gòu)類(lèi)型。但水穩(wěn)碎石基層往往會(huì)出現(xiàn)由于溫縮和干縮變形而產(chǎn)生的裂縫，以及進(jìn)水后出現(xiàn)的唧漿現(xiàn)象，已成為高速公路瀝青路面早期損壞的重要原因之一。為了避免由裂縫產(chǎn)生的一些對(duì)路面整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性的不利影響因素，吉蓮高速公路著手從基層集料的級(jí)配上來(lái)解決，采用骨架密實(shí)型水穩(wěn)碎石作為基層。本文主要從配合比設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量控制對(duì)骨架密實(shí)型水穩(wěn)在吉蓮高速公路的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 傳統(tǒng)水穩(wěn)與骨架密實(shí)型水穩(wěn)的比較

傳統(tǒng)水穩(wěn)主要為懸浮密實(shí)型混合料，骨架密實(shí)型水穩(wěn)是以連續(xù)級(jí)配粗集料形成相互嵌擠的骨架，以水泥及細(xì)料填充骨架的空隙，形成一種骨架嵌擠密實(shí)結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)結(jié)合料。骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)采用振動(dòng)成型設(shè)計(jì)方法，具有強(qiáng)度高、水泥劑量低等特點(diǎn)，可以較好地解決強(qiáng)度與抗裂能力之間的矛盾。兩者在級(jí)配組成、設(shè)計(jì)方法上均有較大的差別。

1.1 級(jí)配的比較

級(jí)配比較見(jiàn)表1，表2。

表1 傳統(tǒng)懸浮密實(shí)型水穩(wěn)級(jí)配范圍

表2 骨架密實(shí)型水穩(wěn)級(jí)配范圍

通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，骨架密實(shí)型級(jí)配4.75 mm及0.075mm篩孔通過(guò)率明顯低于懸浮密實(shí)型級(jí)配。也就是說(shuō)明在級(jí)配組成上，骨架密實(shí)型粗骨料用量明顯高于懸浮密實(shí)型水穩(wěn)骨料，同時(shí)通過(guò)采用了較少的粉塵用量，減少了水穩(wěn)基層開(kāi)裂的幾率。

1.2 試驗(yàn)方法比較

在混合料最大干密度確定方法上，骨架密實(shí)型水穩(wěn)采用了振動(dòng)壓實(shí)方法，而懸浮密實(shí)型水穩(wěn)采用的重型擊實(shí)法；在混合料強(qiáng)度成型方法上，骨架密實(shí)型水穩(wěn)采用了振動(dòng)壓實(shí)方法，而懸浮密實(shí)型水穩(wěn)采用的靜壓法。兩種不同設(shè)計(jì)方法分別有以下特點(diǎn)。

（1）振動(dòng)壓實(shí)法特點(diǎn)。粗骨料多，骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，成型過(guò)程中集料自由運(yùn)動(dòng)、壓密，強(qiáng)度高；混合料內(nèi)摩擦阻力和結(jié)合料與骨料的粘結(jié)力是強(qiáng)度主體，具有更優(yōu)的抗干縮性能；室內(nèi)成型模擬現(xiàn)場(chǎng)碾壓，代表性強(qiáng)。

（2）重型擊實(shí)法特點(diǎn)。成型方法屬靜力壓實(shí)法，成形過(guò)程中壓力超過(guò)材料的抗剪強(qiáng)度，導(dǎo)致集料破碎被迫移動(dòng)；混合料中結(jié)合料和骨料的粘結(jié)力構(gòu)成了強(qiáng)度的主體部分；粗集料少，密實(shí)懸浮結(jié)構(gòu)。

在采用振動(dòng)成型法進(jìn)行混合料設(shè)計(jì)時(shí)，一般水泥劑量按2.5%～4.5%范圍，分別取4～5種比例制備混合料，用振動(dòng)壓實(shí)法確定各組混合料的最佳含水量和最大干密度。同時(shí)，為保證基層達(dá)到強(qiáng)度要求、抗裂能力最佳的效果，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量限制水泥、細(xì)集料、粉料用量。

2 骨架密實(shí)型水穩(wěn)在江西吉蓮高速公路中的應(yīng)用

本項(xiàng)目段為吉蓮高速AP1標(biāo)，全長(zhǎng)36.745 km，起點(diǎn)樁號(hào)為K0＋000，終點(diǎn)樁號(hào)為K36＋745。骨架密實(shí)型水穩(wěn)是第一次應(yīng)用。

2.1 配合比設(shè)計(jì)

本標(biāo)段骨架密實(shí)型水穩(wěn)均采用振動(dòng)成型方法設(shè)計(jì)，并用重型擊實(shí)進(jìn)行了驗(yàn)證。其試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3～表5及圖1。

表3 水泥穩(wěn)定碎石基層配合比設(shè)計(jì)結(jié)果

表4 各標(biāo)段水穩(wěn)合成級(jí)配

圖1 各標(biāo)段水穩(wěn)級(jí)配圖

表5 各標(biāo)段水泥穩(wěn)定碎石基層配合比設(shè)計(jì)結(jié)果

從以上設(shè)計(jì)結(jié)論可以看到：振動(dòng)成型與重型擊實(shí)法成型得到的最佳含水量基本比較接近，最大干密度有比較好的相關(guān)性，轉(zhuǎn)換系數(shù)在1.02之間；骨架密實(shí)型水穩(wěn)形成強(qiáng)度較傳統(tǒng)水穩(wěn)要高。

2.2 施工質(zhì)量控制

（1）現(xiàn)場(chǎng)攤鋪。由于骨架密實(shí)型水穩(wěn)混合料中粗集料含量較高，易造成粗集料離析，建議采用1臺(tái)攤鋪機(jī)進(jìn)行全段面作業(yè)。

（2）現(xiàn)場(chǎng)碾壓。對(duì)于骨架密實(shí)型水穩(wěn)碾壓，如果只采用傳統(tǒng)水穩(wěn)的壓實(shí)方法不能滿(mǎn)足施工要求，現(xiàn)場(chǎng)共配備了4臺(tái)壓路機(jī)，其中3臺(tái)單鋼輪壓路機(jī)，1臺(tái)膠輪壓路機(jī)。采用的碾壓組合工藝具體方案見(jiàn)表6。

（3）相關(guān)試驗(yàn)與檢測(cè)。對(duì)碾壓好的水穩(wěn)路面進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果可以看到試驗(yàn)段的壓實(shí)度基本能夠滿(mǎn)足規(guī)范要求。7d后對(duì)路面進(jìn)行取心檢測(cè)成型情況，現(xiàn)場(chǎng)共取心6個(gè)，5個(gè)成型，另外一個(gè)上半部10cm成型，下半部稍微松散。心樣表面粗糙，粗集料形成嵌擠，達(dá)到了預(yù)期的效果。

表6 碾壓組合方式

（4）注意事項(xiàng)。在生產(chǎn)過(guò)程中必須嚴(yán)格控制集料中小于0.075mm顆粒的含量。級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)要求通過(guò)0.075mm的含量不大于5%。小于0.075 mm顆粒來(lái)源于顆粒上粘土涂覆和石料破碎作業(yè)形成的過(guò)分粉塵。含泥量過(guò)大，使混合料的水穩(wěn)性不足，集料之間粘性差而引起剝落、松散。

施工過(guò)程中，不宜一個(gè)配合比用到底，使用過(guò)程中，應(yīng)對(duì)集料級(jí)配和混合料配合比進(jìn)行校核檢驗(yàn)，因?yàn)榇旨系碾x散性、不均勻性因素，將直接影響到混合料合成級(jí)配及壓實(shí)度。壓實(shí)度的大小取決于實(shí)測(cè)的壓實(shí)度，同樣也與標(biāo)準(zhǔn)密實(shí)度的大小有關(guān)，如果標(biāo)準(zhǔn)密度值發(fā)生變化，則檢測(cè)的壓實(shí)度百分率就不準(zhǔn)確。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：在水泥劑量、養(yǎng)生條件相同時(shí)，骨架密實(shí)型的抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度均比傳統(tǒng)水穩(wěn)要好；且骨架密實(shí)型的平均溫縮系數(shù)、平均干縮系數(shù)小于傳統(tǒng)水穩(wěn)，骨架空隙的2種（溫縮、干縮）收縮系數(shù)較小。