劉德賓（西安市公路勘察設計院，陜西 西安 710065）

近年來，干線公路養(yǎng)護大修工程路面補強設計大多采用加鋪二灰碎石路面基層。二灰碎石基層混合料的配合比設計雖經反反復復的施工試驗，但均在教訓和經驗中摸索徘徊，從按照規(guī)范規(guī)定級配施工到采用單一粒徑碎石，二灰混合料含量從15%～30%，混合料的7天無側限強度從0.7MPa～1.1MPa，白灰劑量從5%～8%，均未收到滿意的工程效果。

西寶南線路面大修工程施工中，我們在歷年施工經驗的基礎上，認真進行二灰碎石混合料配合比設計，取得了施工過程無翻漿、基層強度均勻穩(wěn)定的工程效果。

1 施工材料的工程性質

1.1 白灰

白灰技術指標應符合《公路路面基層施工技術規(guī)范》（JTJ 034-2000）（以下簡稱《基層施工技術規(guī)范》）相關條款的要求。

1） 高速公路、一級公路或者重交通二級公路路面基層施工，宜采用磨細生石灰粉。

2） 混合料含水量過大時，水分會阻隔白灰與空氣的接觸，其鈣化速度較慢，基層強度很難短時間內形成；混合料含水量過小，白灰顆粒之間缺少粒子運動，很快鈣化成為單一的顆粒粉末而不能形成強度。

1.2 粉煤灰

粉煤灰質量應符合《基層施工技術規(guī)范》5.2.2條要求。

粉煤灰吸水能力較強，混合料含水量較大時，粉煤灰將成為泥漿狀，不但沒有粘結力，而且成為減弱礦料嵌擠摩阻力的潤滑劑；混合料含水量較小時，其不但自身難以壓實，而且吸收白灰鈣化所需水分，影響白灰鈣化強度的形成。

1.3 集料

二灰碎石基層的主要材料就是集料，根據(jù)結構層厚度和強度要求，二灰碎石基層使用集料除應滿足《基層施工技術規(guī)范》相關條款技術指標的要求。

1）粗集料：最大顆粒粒徑應控制在37.5mm以內；要求具有足夠的強度，粒徑比較單一，風化石、針片狀含量較少。

2）細集料：最大顆粒粒徑應控制在10mm以內，粒徑小于0.075mm的顆粒含量宜趨近于0；要求無風化、無泥土、無腐殖質等。

1.4 水

不含酸性物質的飲用水均可。

2 問題分析及對策

在公路養(yǎng)護工程中，特別是三級公路養(yǎng)護工程中，由于施工條件限制，一般采用邊通車邊施工、半幅施工半幅通車，有的基層甚至是剛剛鋪好就要經受行車碾壓。如果配合比設計不合理，所鋪基層很快就遭到損壞。例如下圖1。

圖1 二灰穩(wěn)定碎石基層混合料

2.1 骨架嵌鎖型結構

二灰穩(wěn)定混合料的礦料級配中，粗顆粒集料含量偏大，甚至全部為單一粗顆粒集料時，結構的強度形成主要有兩個方面：一是礦料經過碾壓，之間存在一定的相互嵌擠摩阻力；二是在礦料間隙中填充的二灰混合料的粘結力。

采用這種結構易出現(xiàn)翻漿、裂縫等病害，分析主要原因如下：

1）骨架結構中，集料間存在大量空隙，如果二灰含量較少，不但攤鋪工程過程中容易產生離析現(xiàn)象，而且集料空隙間所填充的二灰混合料亦不易達到密實狀態(tài)，遇雨水將很快浸入基層內部，引起翻漿等病變。

2）骨架型結構中，如果二灰含量較大，骨料將處于懸浮狀態(tài)，雖說二灰混合料在強大的振動壓力下能夠密實，但由于二灰極易吸收水分，遇水后在行車作用下很快就會引起翻漿；正常養(yǎng)護凝固后，由于較厚的二灰結構的冷縮應力作用，很容易產生橫向裂縫等病變。

2.2 密實型結構

采用規(guī)范表5.2.6-2“二灰級配碎石中集料的顆粒組成范圍”的2號級配，集料處于連續(xù)級配狀態(tài)。該結構二灰碎石施工不易產生離析，基層成型后具有強度高、干縮性小、抗沖刷能力強、施工不易產生離析現(xiàn)象等優(yōu)點。但這種結構初期穩(wěn)定性較差，在行車碾壓下易產生車轍、擁抱、網裂狀沉陷等病害；當含水量較高、或者施工中遇到雨天時，亦易產生翻漿等病害。

2.3 懸浮型結構

即細顆粒集料將粗顆粒集料包裹懸浮的結構形式，該結構基層不但白灰用量較大、強度低，而且具有骨架結構二灰含量大及密實型結構兩種類型的所有缺點。

表1 西寶南線二灰碎石基層用集料級配合成計算表

3 混合料的配合比設計

為了確保二灰碎石基層的施工質量，我們通過多次嚴格的試驗確定，混合料的配合比設計應選用骨架嵌擠型結構。

3.1 骨架嵌擠型混合料配合比設計原理

1）取重量為mt，容積為20升的鐵桶，將干粗集料填滿鐵桶并振動搗實；并稱重為mg；

2）給裝滿干粗集料的鐵桶注滿水，24小時后將水面與鐵桶上沿補平齊，稱水料重mw；

3）將鐵桶中的水分倒出，稱鐵桶及飽水粗集料重為ms；

4）經計算知道：干粗料mg-mt中，空隙體積為mw-ms公升；

5）按照不同二灰含量（二灰混合料壓實干密度按照1.15g/cm3（所有密度均以試驗結果為準）、碎石視密度2.54 g/cm3計）計算二灰所占空隙。以二灰含量為20%的二灰碎石混合料，最大干密度為2.03g/cm3為例，計算出干粗集料重mg-mt中，二灰所占空隙體積約為

6）細集料視密度按照2.54g/cm3計，計算細集料用量約為

因mg、mt、mw、ms均為試驗測得數(shù)據(jù)，故由公式①、②可以解得Ve、mx。

3.2 總結

通過大量室內試驗及工程實踐總結，白灰︰粉煤灰=1︰2～1︰3，二灰含量15%～20%，通過4.75mm篩孔的細集料占混合料總質量20%-24%時，二灰碎石基層不但初期穩(wěn)定性較好，而且后期工程效果也較為顯著。

3.3 碎石基層集料級配

西寶南線二灰穩(wěn)定碎石基層集料級配詳見表1。

4 工藝及效果

二灰碎石基層施工應切合工程實際，首先通過大量試驗來確定理想的混合料配合比設計，然后嚴格遵守《基層施工技術規(guī)范》進行施工。

4.1 混合料拌合施工要求

1）施工材料堆放要求。粉煤灰、白灰、粗集料和細集料均應隔離堆放，以免串料導致級配難以控制。白灰、粉煤灰盡量采用防御設施覆蓋，以免起塵或浸水過濕。

2）拌合機械性能要求?；旌狭习韬喜捎门P式強制穩(wěn)定土拌合設備，要求電子計量，至少配4個上料斗，儲料口配儲料斗。

3）拌合比例控制。嚴格按照試驗室提供的集料配合比例進行上料拌合，并將拌好的混合料在料場儲備6-12h，以保證碎石表面吸收水分而與二灰混合料充分粘結，避攤鋪施工產生避免離析現(xiàn)象。

4）嚴格混合料含水量控制，基層養(yǎng)護過程中，在保持基層始終處于潮濕狀態(tài)下，盡量避免行車碾壓。

4.2 工程實施效果

1）混合料外觀質量。采用骨架嵌擠型結構拌制的二灰碎石混合料，色澤統(tǒng)一穩(wěn)定，經試驗室檢測，拌出的混合料含石量始終處在控制范圍之內；標準擊實試驗所取得的最大干密度較其它類型結構高0.03-0.06g/cm3。

2）混合料攤鋪效果。該二灰碎石混合料在施工攤鋪過程中，攤鋪后未出現(xiàn)離析現(xiàn)象，集料均勻穩(wěn)定。

3）混合料養(yǎng)護實施效果。由于交通保暢壓力較大，在基層養(yǎng)護初期，采用骨架嵌擠型結構拌制的二灰碎石混合料所攤鋪的路面基層，經受住了大量車輛碾壓，新鋪基層在4天的陰雨天中，經受不少車輛碾壓，均沒出現(xiàn)嚴重翻漿現(xiàn)象。

4）工程質量評定。西寶南線12.066km路面基層工程施工中，二灰穩(wěn)定碎石混合料七天無側限抗壓強度保持在0.9-1.2MPa之間，全路段基層均在28天后取出完整芯樣。

5 結語

在公路養(yǎng)護大修工程中，采用骨架嵌擠型結構二灰碎石混合料攤鋪的路面基層，具有初期強度高、整體穩(wěn)定性優(yōu)良、施工工藝可靠等優(yōu)點。但在應用前應加強原路基整體性、穩(wěn)定性調查，對路基強度不足地段應予以徹底處理，以確保路面基層工程施工質量。

[1]中華人民共和國交通部《公路路面基層施工技術規(guī)范》JTJ 034-2000 北京:人民交通出版社，2000.9.

[2]中華人民共和國交通運輸部《公路工程無機結合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》JTG E51—2009 北京:人民交通出版社，2009.12.

[3]中華人民共和國交通部《公路土工試驗規(guī)程》JTG E40—2007 北京:人民交通出版社，2009.3.

[4]姜愛鋒.任惠清；二灰碎石組成配合比設計[J].同濟大學學報,1999年03期