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(1.湖北省荊州市公路管理局，湖北 荊州 434020；2.武漢工程大學(xué) 交通研究中心，湖北 武漢 430074；3.荊州市恒通公路橋梁有限責(zé)任公司，湖北 荊州 434006)

引言

抗沖刷性能是水泥穩(wěn)定碎石基層材料的重要技術(shù)指標(biāo)，JTG/T F20—2015《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》(以下簡稱《細(xì)則》)指出：用于基層的無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料，強(qiáng)度滿足要求時，尚宜檢驗其抗沖刷性能。盡管一些無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒材料的強(qiáng)度可以滿足技術(shù)要求，但是由于其抗沖刷性不足，并不適用于基層[1]。JTG E51—2009《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》(以下簡稱《規(guī)程》)規(guī)定了無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料抗沖刷性能的試驗方法[2]，但該規(guī)程以及國內(nèi)其他規(guī)范均沒有給出無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料抗沖刷性能的控制標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)部分學(xué)者對此進(jìn)行了研究探討，但尚未建立公認(rèn)的控制指標(biāo)[3-4]。迄今為止，強(qiáng)度仍然是水泥穩(wěn)定碎石基層材料的惟一控制標(biāo)準(zhǔn)。因此，研究制定水泥穩(wěn)定碎石基層材料的抗沖刷性能控制指標(biāo)是十分必要的。

1 總體思路與試驗結(jié)果

1.1 總體方法與思路

根據(jù)《規(guī)程》，按照不同的水泥劑量，分骨架密實與懸浮密實兩種結(jié)構(gòu)形式，制作大量的水泥穩(wěn)定碎石試件。采用符合《規(guī)程》要求自行研制的沖刷試驗儀，測試試件28 d抗沖刷性能，并測試7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。根據(jù)試驗結(jié)果，分析抗壓強(qiáng)度與沖刷量的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)水泥穩(wěn)定碎石基層材料在合適的水泥劑量、良好級配的情況下，試件抗壓強(qiáng)度與沖刷量具有較好的相關(guān)性。據(jù)此，在《細(xì)則》提出的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，建立水泥穩(wěn)定碎石基層抗沖刷性能控制指標(biāo)。

1.2 試驗過程及結(jié)果

為了進(jìn)行抗沖刷性能試驗，按照《規(guī)程》的要求，研制出新型無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料抗沖刷試驗儀[5-6]，該沖刷儀能較好地模擬基層材料的沖刷效果，沖刷試驗參數(shù)、抗沖刷性能評價指標(biāo)與《規(guī)程》一致。

分別按照3.5%、4.0%、4.5%、5.0%的水泥劑量，分骨架密實與懸浮密實兩種結(jié)構(gòu)形式，制作大量的水泥穩(wěn)定碎石試件，進(jìn)行7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(結(jié)果見表1)和28 d齡期30 min抗沖刷試驗(結(jié)果見表2)。

表1 兩種不同結(jié)構(gòu)類型的試件7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 MPa

表2 兩種不同結(jié)構(gòu)類型的試件28 d齡期30 min沖刷量 g

2 水泥穩(wěn)定碎石基層抗沖刷性能控制指標(biāo)的建立

根據(jù)表1和表2的試驗結(jié)果，繪制水泥穩(wěn)定碎石材料兩種結(jié)構(gòu)類型抗壓強(qiáng)度與沖刷量的關(guān)系，如圖1所示。

圖1 水泥穩(wěn)定碎石材料抗壓強(qiáng)度與沖刷量的關(guān)系

由圖1可見，在相同養(yǎng)生齡期下，對于骨架密實結(jié)構(gòu)，水泥劑量由3.5%增加到4.0%時，沖刷量減少的幅度較?。凰鄤┝坑?.0%增加到4.5%時，沖刷量減少的幅度較大，且骨架密實結(jié)構(gòu)沖刷量的減少幅度大于懸浮密實結(jié)構(gòu)[7]?？傮w而言，兩種不同結(jié)構(gòu)類型的水泥穩(wěn)定碎石的沖刷量均隨著抗壓強(qiáng)度的增加而減少，這表明水泥穩(wěn)定碎石基層材料在合適的水泥劑量、良好級配的情況下，抗壓強(qiáng)度與沖刷量之間具有較好的相關(guān)性。

《細(xì)則》規(guī)定了水泥穩(wěn)定材料的7 d齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)(見表3)。通過對比兩種不同結(jié)構(gòu)類型水泥穩(wěn)定碎石的抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果可見，骨架密實結(jié)構(gòu)的水泥穩(wěn)定碎石材料適用于各等級公路極重、特重和重交通的基層；懸浮密實結(jié)構(gòu)的水泥穩(wěn)定碎石材料適用于高速公路和一級公路中、輕交通的基層，或各等級公路與各交通狀況的底基層。

表3 水泥穩(wěn)定材料7 d齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn) Rd/MPa

通過考察不同水泥劑量下試件抗壓強(qiáng)度與沖刷量的對應(yīng)關(guān)系，結(jié)合《細(xì)則》規(guī)定的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，建立了不同公路等級、交通狀況下水泥穩(wěn)定碎石基層與底基層的抗沖刷性能控制指標(biāo)(見表4)。

3 結(jié)論

表4 水泥穩(wěn)定碎石基層材料28 d齡期抗沖刷性能控制指標(biāo) g

3.1 本文建立的水泥穩(wěn)定碎石基層材料抗沖刷性能控制指標(biāo)，既與《細(xì)則》等現(xiàn)行規(guī)范的指導(dǎo)思想一致，又彌補(bǔ)了現(xiàn)行規(guī)范存在的不足，為進(jìn)行抗沖刷性能試驗和評價水泥穩(wěn)定碎石基層材料的抗沖刷性能提供了依據(jù)。

3.2 建立的水泥穩(wěn)定碎石基層材料抗沖刷性能控制指標(biāo)，區(qū)分公路等級、交通等級、路面基層的結(jié)構(gòu)層位，在表達(dá)形式和體例上與《細(xì)則》規(guī)定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)一致。將抗沖刷性能控制指標(biāo)與《細(xì)則》規(guī)定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)配合使用，從抗壓強(qiáng)度和抗沖刷性能兩個方面控制水泥穩(wěn)定碎石基層材料質(zhì)量，有利于提高水泥穩(wěn)定碎石基層的技術(shù)性能與綜合品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

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