碎石土材料在低等級公路路面工程中的應用

于文華，白立新

(赤峰市中交公路勘察設計有限責任公司)

碎石土材料在低等級公路路面工程中的應用

于文華，白立新

(赤峰市中交公路勘察設計有限責任公司)

碎石土材料作為路面結構層的探討與應用，根據碎石土的顆粒組成、強度等技術指標進行試驗室內無機結合料配合比試驗，分析試驗數據確定試驗室無機結合料配合比，提出碎石土材料用作低等級公路路面底基層時，施工管理過程中的注意事項。

碎石土;路面結構層配合比;注意事項

碎石土材料組成主要為堆積風化碎石和細粒土，風化碎石具有一定級配，碎石風化程度為中等風化，碎石壓碎值滿足路基填料要求。

1 碎石土材料應用背景

碎石土在公路工程中普遍用于路基填料，該材料本身的工程性質較好，承載比強度較高。在路基施工中容易壓實，路基成型后整體強度較好。但碎石土用做路面底基層無機結合料混合料的粒料還沒有具體設計及施工的經驗和試驗數據，在此通過對省道304線燈籠河子至烏蘭布統斷頭公路工程路面結構層設計中路面底基層結構采用石灰水泥綜合穩定碎石土的設計配合比試驗數據的分析，總結碎石土材料用做路面結構層時應滿足的基本技術指標和施工中的注意事項等。

2 實例項目筑路材料情況

省道304線燈籠河子至烏蘭布統斷頭公路工程項目所在地位于內蒙古赤峰市克什克騰旗東南部，路線整體為東西走向，路線所經地區為山嶺重丘區，沿線均為山地，山體海拔較高，山體均為石質，巖石主要以凝灰巖為主，顏色以灰色為主。本項目在路面結構層設計時，本著盡可能利用沿線筑路材料、盡量減少工程造價的原則，充分考慮項目所在地的筑路材料分布、質量、儲量情況。根據筑路材料調查分析，由于路線附近碎石場和可作為自采碎石的場地較少，并且沿線植被較茂盛且地表覆蓋層均為砂性土，所以大型河流及含礫石的沖溝較缺乏。在取棄土場的調查中，發現個別山體裸露風化碎落的巖石，風化后的巖石粒徑大部分在2～100 mm之間，碎石中含砂性土，形成碎石土。碎石土中砂性土由兩部分組成，第一部分為巖石表層覆蓋層，隨巖石經風化脫落，第二部分為經風的作用搬運沉積形成。經過對碎石土場進行地質鉆探，碎石土儲量較為豐富。因此路面結構層設計時，將路面底基層擬定為石灰水泥綜合穩定碎石土結構，設計7 d無側限抗壓強度為0.7 MPa。

3 無機結合料配合比設計

根據碎石土場分布情況，分別對K616+300處、K664+800處和K683+500處3處碎石土場取樣進行底基層無機結合料配合比試驗。首先進行碎石土、石灰、水泥的原材料試驗，水泥使用復合硅酸鹽水泥P.C32.5級，石灰使用鈣質二級生石灰。碎石土原材料試驗項目分別為顆粒分析、壓碎值、液塑限含水量等3項，具體試驗數據見表1。

表1 試驗數據

根據碎石土的原材料試驗結果表明。

(1)碎石土中碎礫石含量在50% ～65%之間，顆粒級配一般。

(2)碎石土中碎石壓碎值在18% ～25%之間，滿足二級公路石灰穩定土底基層碎石壓碎值不大于40%的要求。

(3)碎石土中細粒土的塑性指數IP＜7.0。

在無機結合料各種原材料試驗結束后，進行無機結合料配合比設計。原擬定石灰水泥綜合穩定碎石土材料配合比為 m石灰∶m水泥∶m碎石土=5∶2∶93，由于3處碎石土中細粒土的塑性指數IP均小于7.0，所以在試驗室進行配合比設計時，每處碎石土場均增加一組摻加10%塑性指數IP=15的粘土的配合比，增加粘土后的材料配合比為m石灰∶m水泥∶m粘土∶m碎石土=5∶2∶10∶83。分別對兩種材料配比進行標準擊實和無側限抗壓強度試驗。

無機結合料擊實試驗采用重型標準擊實，無機結合料無側限試件成型采用靜壓法，試件壓實度為96%，養生條件為標準養生室養護(20℃ ±2℃)，試件無側限抗壓強度試驗采用電腦程控式路面材料強度試驗儀采集數據，具體試驗數據見表2。

通過無機結合料配合比試驗分析表明。

(1)石灰穩定無塑性指數或無塑性指數IP＜7.0的碎石土時，應根據碎石土級配情況摻加8% ～15%的粘性土。

(2)塑性指數IP＞15的粘性土更適合用石灰水泥綜合穩定。

路面底基層混合料配合比通過試驗室配合比確定為m石灰∶m水泥∶m粘土∶m碎石土=5∶2∶10∶83，由于之前沒有石灰水泥綜合穩定碎石土的施工經驗，因此在施工前應做好原材料的檢測、無機結合料的試驗室配合比、施工配合比及試驗段。

表2 試驗數據

4 施工注意事項

(1)無機結合料采用集中廠拌，碎石土材料在取料后運至拌和廠集中堆放。為減小碎石土的不均勻性，堆放順序應為分層堆放。第一層在堆放寬度內，先橫向由左向右依次堆放，再縱向由里向外依次堆放。第二層與第一層相反順序堆放。

(2)石灰采用鈣質二級生石灰，生石灰在使用前7～10 d充分消解，消解后的石灰應保持一定的濕度，但不能過濕成團。消石灰使用前過10 mm的篩。

(3)粘性土應保證一定的天然含水量(一般控制在5% ～10%之間)，粘性土最大尺寸應不大于15 mm。粘性土在拌和廠內應采取相應的避雨措施，以免雨淋后含水量過大，影響混合料拌和及壓實。

(4)正式鋪筑底基層前應通過試驗段確定混合料攤鋪厚度、壓實機械組合、壓實遍數等。

［1］公路瀝青混凝土路面設計規范(JTG D50-2006)［S］.人民交通出版社.

［2］公路路基設計規范(JTG D30-2004)［S］.人民交通出版社.

［3］公路路面基層施工技術規范(JTG 034-2000)［S］.人民交通出版社.

［4］公路路基施工技術規范(JTG F10-2006)［S］.人民交通出版社.

［5］公路土工試驗規程(JTG E40-2007)［S］.人民交通出版社.

［6］公路工程集料試驗規程(JTG E42-2005)［S］.人民交通出版社.

［7］公路工程無機結合料穩定材料試驗規程(JTG E51-2009)［S］.人民交通出版社.

U415.1

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1008-3383(2012)11-0074-01

2012-06-12