杜仲寶

摘要：為了探討凝灰?guī)r在水穩(wěn)基層的路用性能，在試驗室標準養(yǎng)護條件下對凝灰?guī)r試件進行力學(xué)性能與體積性能方面試驗，依托海啟項目采用凝灰?guī)r作為水穩(wěn)基層材料，過程中對養(yǎng)生、取芯提出建議，對裂縫發(fā)展進行比較。根據(jù)凝灰?guī)r混合料的室內(nèi)試驗及在項目的使用情況看，凝灰?guī)r可以嘗試作為水穩(wěn)基層材料使用。

關(guān)鍵詞：凝灰?guī)r;水穩(wěn)基層;取芯

近年來，隨著國家生態(tài)環(huán)保政策實施，大量的石灰?guī)r宕口因為揚塵污染等生態(tài)環(huán)保問題而關(guān)閉，造成石灰?guī)r石料的供需矛盾日益嚴重，石灰?guī)r難以保質(zhì)保量供應(yīng)，這一問題已成為當前困擾部分省市公路工程的主要難題之一。目前。尋求一種儲量豐富、質(zhì)量穩(wěn)定、性能優(yōu)良、價格適宜，在各項性能滿足要求的石料替代石灰?guī)r，用于水穩(wěn)基層的施工，是解決當前石灰?guī)r石料短缺、保證工程項目進度和施工質(zhì)量的有效手段。

凝灰?guī)r是一種分部廣泛的火山碎屑巖，為多孔結(jié)構(gòu)、自身強度較高，在我國東南部沿海地區(qū)儲量豐富，國內(nèi)已對凝灰?guī)r作為路面墊層材料、水泥穩(wěn)定機制砂、瀝青混合料材料等進行研究，研究表明對于碳酸鈣含量滿足要求且未風(fēng)化的純凝灰?guī)r礦料可作為路面墊層使用。凝灰?guī)r作為機制砂在不同水泥劑量下的級配碎石可以滿足基層、底基層強度要求。凝灰?guī)r顆粒形狀規(guī)則、潔凈的情況下，作為瀝青混合料的路用性能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。凝灰?guī)r作為面層材料已在潮惠高速公路中面層的應(yīng)用，作為基層材料已在浙江省多條高速公路使用，但施工過程中需關(guān)注的問題未有相關(guān)的研究，本文依托海啟項目對凝灰?guī)r試件進行干縮試驗，并對施工過程中凝灰?guī)r基層養(yǎng)生、取芯提出建議。

1 凝灰?guī)r水穩(wěn)性能試驗

在試驗室標準養(yǎng)護條件下對凝灰?guī)r、石灰?guī)r水穩(wěn)力學(xué)性能與體積性能方面進行試驗，以評價凝灰?guī)r集料在水穩(wěn)基層中的使用性能，其中力學(xué)性能試驗通過不同齡期的無側(cè)限抗壓強度、劈裂強度、回彈模量進行評價;體積性能試驗通過標準養(yǎng)護7d后的的干縮、溫縮試驗進行評價。

1.1 力學(xué)性能試驗

（1）無側(cè)限抗壓強度。室內(nèi)測得7d、14d、28d無側(cè)限抗壓強度為7.10MPa、8.29MPa、9.89MPa，表明凝灰?guī)r水穩(wěn)材料7d無側(cè)限抗壓強度能夠達到28d 的72%，基本符合水泥的水化速度。

（2）劈裂強度。凝灰?guī)r基層7d、14d、28d 劈裂強度分別為0.43MPa、0.88MPa、1.14MPa，針對劈裂強度，參考《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D50-2006）對于水穩(wěn)基層劈裂強度推薦值為0.4-0.6MPa（振動成型），本次試驗劈裂強度增長明顯。

（3）回彈模量。凝灰?guī)r7d、14d、28d 抗壓回彈模量（頂面法）分別為 1170.5MPa、4176.2MPa、3643.6MPa，7d 回彈模量略小，14d 基本達到最大。

1.2 體積性能試驗

（1）干縮試驗。試件采用靜壓法成型，試件尺寸 10cm× 10cm×40cm，標準養(yǎng)生7d后試驗，干縮試驗條件溫度21℃，濕度49%。結(jié)果表明試件在第8天后水分基本不再散失，分析原因主要是凝灰?guī)r多孔結(jié)構(gòu)容易吸收更多的水分，水分散失也更慢。

（2）溫縮試驗。試件采用靜壓法成型，試件尺寸 10cm× 10cm×40cm，標準養(yǎng)生7d后試驗，放置 105℃烘箱12h至恒重，溫縮試驗條件溫度范圍為40℃-10℃，梯度10℃，每個溫度保溫3h。結(jié)果表明凝灰?guī)r試件溫縮變形量小于石灰?guī)r試件

凝灰?guī)r水穩(wěn)材料7d、14d無側(cè)限抗壓強度、劈裂強度、回彈模量水平較好，基本滿足工程強度水平需要。凝灰?guī)r水穩(wěn)材料干縮、溫縮均差于石灰?guī)r材料，分析主要由于凝灰?guī)r水穩(wěn)材料中水泥水化較慢，導(dǎo)致標準養(yǎng)生7d后體積仍發(fā)生明顯變化，這與現(xiàn)場取芯強度發(fā)展較慢較為匹配，結(jié)合干縮試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)凝灰?guī)r水穩(wěn)試件第9天后水分基本不再散失，因此建議凝灰?guī)r基層的養(yǎng)生時間延長2-3天，以保證凝灰?guī)r基層整體性能的進一步提升。

2 凝灰?guī)r水穩(wěn)施工

2.1 配合比設(shè)計

采用浙江產(chǎn)凝灰?guī)r，按照0-4.75、4.75-16、16-25和25-31.5分為四檔，集料指標滿足規(guī)范要求?；鶎蛹蠐胶捅壤秊?#料：2#料：3#料：4#料=22：23：27：28。級配合成情況見下表：

2.2 凝灰?guī)r水穩(wěn)施工

混合料生產(chǎn)采用一臺徐工XC-800型連續(xù)式振動拌和穩(wěn)定土拌和機?，F(xiàn)場攤鋪采用兩臺徐工RP953E攤鋪機梯隊作業(yè)，一臺雙鋼輪壓路機靜壓（1遍）;四臺振動單鋼輪壓路機進行振動碾壓（6遍），一臺膠輪進行收光碾壓（2遍至無輪跡），壓實過程中需適當提高壓實功。

2.3 凝灰?guī)r水穩(wěn)取芯

凝灰?guī)r水穩(wěn)基層養(yǎng)生7天后，進行取芯檢測，部分芯樣表面不密實，孔洞較多，局部段落取芯困難，表面和底部存在不同程度的缺邊掉角現(xiàn)象。養(yǎng)生延時15天后進行取芯檢測，芯樣外觀基本密實，孔洞較少，證明芯樣外觀隨著取芯時間的延長所改觀，芯樣橫、縱切面基本密實，取芯情況見下圖。

3 水穩(wěn)裂縫調(diào)查

瀝青下面層施工前，對凝灰?guī)r水穩(wěn)上基層現(xiàn)場裂縫情況進行調(diào)查，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)約110米每道，與同等條件下石灰?guī)r基層裂縫數(shù)量相當。

4 結(jié)論

根據(jù)凝灰?guī)r混合料的室內(nèi)試驗及在項目的使用情況看，凝灰?guī)r可以嘗試用于水穩(wěn)基層施工，但施工過程中需注意以下幾點：

（1）優(yōu)選破碎工藝。建議宕口開采集料的破碎工藝應(yīng)為：鍔破-兩套反擊破或鍔破-圓錐-整形以減少凝灰?guī)r集料針片狀，保證集料整體規(guī)整。

（2）延長養(yǎng)生時間。因凝灰?guī)r集料多孔結(jié)構(gòu)、自身強度較高，短期內(nèi)凝灰?guī)r水穩(wěn)基層混合料的強度有限，為了保證基層成型效果和芯樣完整性，建議延遲取芯時間，一般在施工養(yǎng)生10～14天后安排取芯為宜。

（3）優(yōu)選取芯設(shè)備。因凝灰?guī)r集料自身強度較高，建議取芯時采用高強度精鋼鉆頭，取芯前在取芯筒內(nèi)外側(cè)涂抹凡士林。

參考文獻：

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（作者單位：南通市公路事業(yè)發(fā)展中心）