破碎礫石在高等級(jí)路面基層的應(yīng)用

崔院生

（邢臺(tái)路橋建設(shè)總公司，河北 邢臺(tái) 054001）

0 引言

國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展導(dǎo)致交通量和車輛運(yùn)載量的日益增大，相對(duì)應(yīng)地公路路面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也在提高或改進(jìn)。水泥穩(wěn)定碎石作為一項(xiàng)成熟的技術(shù)被廣泛用于高等級(jí)公路基層，成為路面結(jié)構(gòu)的主要承載層，石料在其中起骨架作用，依靠石料間的嵌擠鎖結(jié)形成強(qiáng)度。隨著公路工程的蓬勃發(fā)展，對(duì)石料原材的需求量與日俱增，可開山石料越來(lái)越少，炸藥也屬于管制物品，這在一定程度上遏制了公路產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。破碎礫石是以天然河道中水流沖刷堆積形成的卵石為原料，根據(jù)需要的規(guī)格破碎加工而成。

1 對(duì)于公路工程水泥穩(wěn)定粒料基層中石料原材料的要求及破碎礫石的試驗(yàn)檢測(cè)情況

《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 034—2000）中3.2.2規(guī)定，對(duì)于高速公路和一級(jí)公路，水泥穩(wěn)定土所用的粗粒土和中粒土應(yīng)滿足如下要求：水泥穩(wěn)定土用作基層時(shí)，單個(gè)顆粒的最大粒徑不應(yīng)超過(guò)31.5mm。水泥穩(wěn)定土的顆粒組成應(yīng)符合表1要求。

表1 用作基層的水泥穩(wěn)定土顆粒組成范圍

該規(guī)范3.2.4規(guī)定水泥穩(wěn)定土用作高速公路或一級(jí)公路基層時(shí)，混合料中碎石或礫石的壓碎值應(yīng)不大于30%。

由于破碎礫石是按規(guī)格生產(chǎn)成10～20mm、10～30mm、05～10mm等的成品石料。在邢汾高速連接線上通過(guò)對(duì)破碎石料進(jìn)行級(jí)配篩分，結(jié)果為：10～30 mm的破碎礫石占50%，05～10mm破碎礫石占25%，河砂占25%組成的混合料的顆粒組成范圍見表2。

表2 邢汾高速連接線水泥穩(wěn)定破碎礫石的顆粒組成范圍

從表2對(duì)比中可以看出，本合成級(jí)配符合設(shè)計(jì)圖紙要求，與施工規(guī)范要求接近，略偏粗，屬于骨架密實(shí)性結(jié)構(gòu)。

通過(guò)在邢汾高速連接線工程中進(jìn)行的原材料檢測(cè)，10～30mm破碎礫石的一組壓碎值為：22.4%、22.7%、22.6%，平均值為22.6%；05～10mm破碎礫石的1組壓碎值為：22.7%、22.8%、22.8%，平均值為22.8%。兩種石料完全滿足施工技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)圖紙要求。

2 水泥穩(wěn)定破碎礫石試驗(yàn)段各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定情況與水泥穩(wěn)定碎石質(zhì)量控制的對(duì)比

2.1 水泥穩(wěn)定破碎礫石的組成設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)室通過(guò)對(duì)水泥、破碎礫石、砂等原材料進(jìn)行試驗(yàn)，做出配合比設(shè)計(jì)，確定水泥用量和擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求，對(duì)石料進(jìn)行篩分，其石料級(jí)配為10～30 mm的破碎礫石占50%，05～10mm破碎礫石占25%，河砂占25%，然后對(duì)其混合料按不同水泥劑量的配比進(jìn)行擊實(shí)及無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，各種混合料的最大干密度及最佳含水率試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 邢汾高速連接線水泥穩(wěn)定破碎礫石的最大干密度及最佳含水率

按不同水泥劑量對(duì)應(yīng)的最佳含水率和最大干密度制備試件，在規(guī)定條件下濕養(yǎng)生6d，浸水24h后按《公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 邢汾高速連接線水泥穩(wěn)定破碎礫石配合比設(shè)計(jì)的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合經(jīng)濟(jì)指數(shù)，最終采用6∶100為施工配合比。

2.2 試驗(yàn)段試鋪及成型情況

水泥穩(wěn)定破碎礫石采用拌合站集中拌合，攤鋪機(jī)鋪筑成型，作業(yè)方式和水泥穩(wěn)定碎石一樣，控制最佳含水量，勻速攤鋪，及時(shí)碾壓，按要求進(jìn)行透水土工布覆蓋加灑水養(yǎng)生。結(jié)構(gòu)成型后表面平整密實(shí)，無(wú)坑洼和明顯離析現(xiàn)象（見圖1）。

圖1 水泥穩(wěn)定破碎礫石基層

按照《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 034—2000）要求，用于高速公路和一級(jí)公路的水泥穩(wěn)定基層的抗壓強(qiáng)度為3～5MPa。邢汾高速連接線中的水泥穩(wěn)定破碎礫石基層試驗(yàn)段測(cè)定強(qiáng)度見表5。

表5 邢汾高速連接線水泥穩(wěn)定破碎礫石基層試驗(yàn)段的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度

由表5可得：平均值大于等于Rd／（1－Za×Cv），強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。

3 水泥穩(wěn)定破碎礫石在公路基層使用中的注意事項(xiàng)和應(yīng)用前景

3.1 使用中的注意事項(xiàng)

由于礫石形成的特殊性，在高等級(jí)公路中使用水泥穩(wěn)定破碎礫石，需注意以下幾點(diǎn)：

a）對(duì)最初的礫石原材要進(jìn)行初步篩選，將一些草根、有機(jī)物及垃圾清除，保證破碎石料的潔凈；

b）破碎過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格控制，對(duì)一些針片狀過(guò)多和小卵形礫石有必要進(jìn)行二次破碎，保證石料的質(zhì)量和規(guī)格；

c）使用時(shí)將10～30mm上料斗方孔篩稍微加密，避免圓形超粒徑石料進(jìn)入拌缸影響混合料級(jí)配，也保護(hù)拌缸葉片不會(huì)被超粒徑石料損壞。

3.2 應(yīng)用前景

破碎礫石是以天然河道中水流沖刷形成的卵石為原料，按照規(guī)格進(jìn)行加工破碎而成。我國(guó)北方地區(qū)的河流大多為季節(jié)性河流，盛產(chǎn)卵石，就地取材既能疏通河道，應(yīng)對(duì)天災(zāi)，又避免開山破壞生態(tài)環(huán)境，造福百姓。這種材料不受爆破用品管制影響，能夠保證石料生產(chǎn)供應(yīng)的連續(xù)性，對(duì)保證工程工期起到?jīng)Q定性的作用。另外，相關(guān)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，人員機(jī)械投資較少，生產(chǎn)成本比開山青石料降低1／3。以現(xiàn)階段公路工程快速推進(jìn)的勁頭，石料供應(yīng)市場(chǎng)會(huì)更加緊張，工程進(jìn)展會(huì)面臨更嚴(yán)峻的工期考驗(yàn)，而破碎礫石應(yīng)運(yùn)而生，在一定程度上可以緩解生產(chǎn)壓力，在不久的未來(lái)必將成為工程建設(shè)的一大主要材料。

[1]JTJ 034—2000，公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JTG E51—2009，公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程[S].