【摘要】本文主要從試驗設(shè)備選型等方面詳細(xì)闡述了抗裂水穩(wěn)的設(shè)計理念和重要性，并分別從水泥劑量控制、礦料級配類型的選取、施工含水率控制等方面，分析論述了其對配合比設(shè)計結(jié)果的影響，為后期抗裂水泥穩(wěn)定碎石基層的質(zhì)量控制起到一定的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】抗裂嵌擠型水泥穩(wěn)定碎石；設(shè)計理念；基層配合比設(shè)計；振動壓實法；水泥劑量

引言

在我省部分國省干線公路運營中，重載交通對水泥穩(wěn)定碎石基層提出了更高的要求，水泥穩(wěn)定碎石基層究竟需要多大的強度才能抵御重載交通荷載反復(fù)作用而不致于產(chǎn)生疲勞破壞。在公路工程項目建成投入使用后，水泥穩(wěn)定碎石基層收縮裂縫問題，將嚴(yán)重影響著瀝青路面的耐久性。

設(shè)計技術(shù)研究

一、我省當(dāng)前部分道路現(xiàn)狀及研究目的

在當(dāng)今的我們國家的水泥穩(wěn)定碎石設(shè)計施工技術(shù)仍停留在90年代初的水平，已經(jīng)跟不上交通發(fā)展和公路建設(shè)的需要，其缺陷主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①重型擊實方法建立在80年代末90年代初，只是適應(yīng)了當(dāng)時的施工機械水平和交通狀況；②靜壓成型法成型的試件與現(xiàn)場芯樣工程性質(zhì)相關(guān)性較差；③強度標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定與基層疲勞斷裂沒有直接聯(lián)系，施工時往往盲目提高水泥劑量而希望減少裂縫的產(chǎn)生；④礦料級配難以形成骨架密實結(jié)構(gòu)，鏡面現(xiàn)象嚴(yán)重，層間結(jié)合差；⑤設(shè)計施工過程時強調(diào)抗裂性，但實際操作卻忽略了抗裂性要求的注意要點。探討抗裂嵌擠型水泥穩(wěn)定碎石路面基層施工技術(shù)，主要目標(biāo)旨在解決水泥穩(wěn)定碎石裂縫問題、提升工程質(zhì)量。

二、設(shè)計理念

抗裂嵌擠型水泥穩(wěn)定碎石室內(nèi)設(shè)計必須采用垂直振動試驗方法（VVTM），其特點是在滿足強度標(biāo)準(zhǔn)的前提下，提高材料的抗裂性能。我們從以往施工經(jīng)驗可以得知，影響水穩(wěn)基層抗裂性能的主要因素是水泥劑量、粉料含量、混合料施工含水率等，而最關(guān)鍵的影響因素是水泥劑量，水泥劑量愈大，抗裂性能越差、強度越高。所以我們考慮如何在滿足基層強度標(biāo)準(zhǔn)的前提下，降低水泥劑量，這是一個關(guān)鍵突破口。

三、配合比設(shè)計要點

在以往傳統(tǒng)的普通水穩(wěn)混合料配合比設(shè)計中，人們往往習(xí)慣于以追求強度指標(biāo)為終極目標(biāo)而盲目增加水泥用量，忽略了礦質(zhì)混合料的級配優(yōu)化設(shè)計，特別是混合料中小于0.075mm顆粒的含量及施工含水率的控制，從而導(dǎo)致水穩(wěn)基層開裂的情況錯中復(fù)雜。經(jīng)過近些年施工管理經(jīng)驗的積累，我們知道，要想減少基層開裂，必須做到三個限制 a.在滿足設(shè)計強度的基礎(chǔ)上限制水泥用量；b.在減少含泥量的同時，限制細(xì)集料、粉料用量；c.根據(jù)施工時氣候條件限制含水量。另外，在室內(nèi)試驗的設(shè)備選型方面，必須采用垂直振動擊實儀成型試件取得混合料的最大干密度、最佳含水率和強度值，才能充分模擬現(xiàn)場振動壓路機的壓實，其壓實效果與現(xiàn)今國內(nèi)外大多數(shù)振動壓路機非常接近。

實踐證明，垂直振動擊實儀構(gòu)造的唯一性，是確保試驗結(jié)果可靠性的基礎(chǔ)。

1、振動成型法與重型擊實法的主要區(qū)別為：①壓實方式不同。振動成型法是連續(xù)振動，重型擊實法是間斷沖擊；②擊錘/壓頭直徑不同。③擊實功不同。其設(shè)計理念是模擬現(xiàn)場壓實工況的室內(nèi)試件成型方式， 壓實效果力求能與現(xiàn)場壓路機的現(xiàn)場壓實效果等效，在此基礎(chǔ)上提出切實可行的施工控制標(biāo)準(zhǔn)。

2、振動擊實法與重型擊實法的差異分析①最佳含水量：重型擊實的最佳含水量略高于振動擊實的最佳含水量，重型擊實和振動擊實混合料的最佳含水量比值基本在1.000～1.038之間。②最大干密度：振動擊實和重型擊實混合料的最大干密度的比值基本在1.042～1.045之間，實踐證明1.02～1.03更匹配。③抗壓強度：從大量試驗數(shù)據(jù)獲知，水泥劑量相同時，振動成型試件的抗壓強度相比于傳統(tǒng)靜壓成型試件的強度有很大提高。在水泥用量為3.8%時，振動成型的7天無側(cè)限抗壓強度為6-8Mp以上，而重型擊實法壓制成型的7天無側(cè)限抗壓強度一般為4-5Mp左右，二者的比值約為1.4～1.8倍。④外觀：振動成型試件側(cè)面光滑密實易脫模，靜壓成型試件表面多孔、粗糙。振動成型試件剖面密實，粗集料排列均勻、緊密；靜壓成型試件剖面松散，且集料排布不均勻。

3、振動成型的要點是，第一混合料的級配要符合振動成型的要求，第二在保證強度的條件下盡量減少水泥用量。①級配要求：重型擊實法采用的級配范圍是根據(jù)設(shè)計規(guī)范提出，與振動成型法的級配范圍大體相同，只是在4.75mm和0.075mm通過率的要求有明顯差異。②混合料組成設(shè)計：取工地實際使用的集料，分別進行水洗篩分，按顆粒組成進行計算，確定各種集料的組成比例。分別用振動成型法和重型擊實法成型試件，獲得兩種不同成型方式下的混合料最大干密度和最佳含水率，將多組數(shù)據(jù)進行對比驗證，取得振動密度與擊實密度相關(guān)系數(shù)，并根據(jù)振動成型試件的強度選擇水泥劑量。為減少水穩(wěn)基層裂縫，在設(shè)計過程中必須嚴(yán)格限制水泥、細(xì)集料、粉料、施工含水率的用量控制，但這些控制要點必須要在滿足設(shè)計強度、控制級配和施工和易性的要求下進行優(yōu)化。

水泥穩(wěn)定碎石7天浸水無側(cè)限抗壓強度代表值應(yīng)滿足基層為5.8MPa～6.8MPa，這樣既保證足夠的強度，也避免因強度過高產(chǎn)生較多反射裂縫?；鶎优c底基層強度差異小，有利于減小接觸界面上的剪應(yīng)力。

③施工配合比確定：室內(nèi)配合比應(yīng)通過穩(wěn)定土拌和機實際拌和檢驗和不小于200米試驗段的驗證，根據(jù)攤鋪、碾壓以及7d的現(xiàn)場芯樣情況，確定施工配合比。室內(nèi)配合比設(shè)計時，可嚴(yán)格控制集料清潔度、混合料級配、拌和含水量、拌和均勻性及壓實度等，而拌和站集料清潔度、礦料級配控制、攪拌方式及現(xiàn)場攤鋪碾壓等控制難度較大，導(dǎo)致施工變異性增大。因此，應(yīng)通過穩(wěn)定土拌和站實際拌和檢驗不小于200米試驗段的驗證后，結(jié)合實際施工水平，確定施工工藝及組織。根據(jù)以往經(jīng)驗，結(jié)合具體拌和設(shè)備水泥劑量控制精度、施工中原材料變化和施工變異性等因素，工地施工實際采用水泥劑量可增加0～0.5%。另外，施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制礦料級配和含水量。每天開盤前，應(yīng)檢測原材料級配及天然含水率，驗證混合料配合比準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性。

結(jié)語

路面基層是瀝青路面結(jié)構(gòu)的重要組成部分，而抗裂嵌擠型水泥穩(wěn)定碎石路面基層是近年來很多國省干線公路采用的主要路面基層結(jié)構(gòu)類型。從本文研究分析可知，骨架密實型結(jié)構(gòu)的抗裂水穩(wěn)的組合優(yōu)化設(shè)計和裂縫防治技術(shù)在許多道路工程的施工及營運過程中得到了極好地應(yīng)用，從而大大提升了我省公路瀝青路面的整體建設(shè)水平。文中涉及的一些經(jīng)驗數(shù)值是本人長期從事抗裂水穩(wěn)基層施工積累下來的，只代表個人觀點。

參考文獻

[1]《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》（JTG E51-2009）中華人民共和國交通運輸部

[2]《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ034-2000）中華人民共和國交通部

[3]《江蘇省普通國省干線公路抗裂嵌擠型水泥穩(wěn)定碎石路面基層施工技術(shù)指南（試行）》江蘇省交通運輸廳公路局