江西地區骨架密實型水泥穩定碎石基層應用

王 鷹

（江蘇恒基路橋有限公司 常州 213164）

目前我國大部分高等級公路瀝青路面基層及底基層都是采用半剛性材料。半剛性水穩基層由于具有強度高、承載力大、良好的抗疲勞性能和抗沖刷性等優點，已經成為我國高等級公路瀝青路面的主要結構類型。但水穩碎石基層往往會出現由于溫縮和干縮變形而產生的裂縫，以及進水后出現的唧漿現象，已成為高速公路瀝青路面早期損壞的重要原因之一。為了避免由裂縫產生的一些對路面整體強度和穩定性的不利影響因素，吉蓮高速公路著手從基層集料的級配上來解決，采用骨架密實型水穩碎石作為基層。本文主要從配合比設計、施工質量控制對骨架密實型水穩在吉蓮高速公路的應用進行探討。

1 傳統水穩與骨架密實型水穩的比較

傳統水穩主要為懸浮密實型混合料，骨架密實型水穩是以連續級配粗集料形成相互嵌擠的骨架，以水泥及細料填充骨架的空隙，形成一種骨架嵌擠密實結構的無機結合料。骨架密實結構采用振動成型設計方法，具有強度高、水泥劑量低等特點，可以較好地解決強度與抗裂能力之間的矛盾。兩者在級配組成、設計方法上均有較大的差別。

1.1 級配的比較

級配比較見表1，表2。

表1 傳統懸浮密實型水穩級配范圍

表2 骨架密實型水穩級配范圍

通過對比可以發現，骨架密實型級配4.75 mm及0.075mm篩孔通過率明顯低于懸浮密實型級配。也就是說明在級配組成上，骨架密實型粗骨料用量明顯高于懸浮密實型水穩骨料，同時通過采用了較少的粉塵用量，減少了水穩基層開裂的幾率。

1.2 試驗方法比較

在混合料最大干密度確定方法上，骨架密實型水穩采用了振動壓實方法，而懸浮密實型水穩采用的重型擊實法；在混合料強度成型方法上，骨架密實型水穩采用了振動壓實方法，而懸浮密實型水穩采用的靜壓法。兩種不同設計方法分別有以下特點。

（1）振動壓實法特點。粗骨料多，骨架密實型結構，成型過程中集料自由運動、壓密，強度高；混合料內摩擦阻力和結合料與骨料的粘結力是強度主體，具有更優的抗干縮性能；室內成型模擬現場碾壓，代表性強。

（2）重型擊實法特點。成型方法屬靜力壓實法，成形過程中壓力超過材料的抗剪強度，導致集料破碎被迫移動；混合料中結合料和骨料的粘結力構成了強度的主體部分；粗集料少，密實懸浮結構。

在采用振動成型法進行混合料設計時，一般水泥劑量按2.5%～4.5%范圍，分別取4～5種比例制備混合料，用振動壓實法確定各組混合料的最佳含水量和最大干密度。同時，為保證基層達到強度要求、抗裂能力最佳的效果，設計時應盡量限制水泥、細集料、粉料用量。

2 骨架密實型水穩在江西吉蓮高速公路中的應用

本項目段為吉蓮高速AP1標，全長36.745 km，起點樁號為K0＋000，終點樁號為K36＋745。骨架密實型水穩是第一次應用。

2.1 配合比設計

本標段骨架密實型水穩均采用振動成型方法設計，并用重型擊實進行了驗證。其試驗結果見表3～表5及圖1。

表3 水泥穩定碎石基層配合比設計結果

表4 各標段水穩合成級配

圖1 各標段水穩級配圖

表5 各標段水泥穩定碎石基層配合比設計結果

從以上設計結論可以看到：振動成型與重型擊實法成型得到的最佳含水量基本比較接近，最大干密度有比較好的相關性，轉換系數在1.02之間；骨架密實型水穩形成強度較傳統水穩要高。

2.2 施工質量控制

（1）現場攤鋪。由于骨架密實型水穩混合料中粗集料含量較高，易造成粗集料離析，建議采用1臺攤鋪機進行全段面作業。

（2）現場碾壓。對于骨架密實型水穩碾壓，如果只采用傳統水穩的壓實方法不能滿足施工要求，現場共配備了4臺壓路機，其中3臺單鋼輪壓路機，1臺膠輪壓路機。采用的碾壓組合工藝具體方案見表6。

（3）相關試驗與檢測。對碾壓好的水穩路面進行壓實度檢測，現場壓實度檢測結果可以看到試驗段的壓實度基本能夠滿足規范要求。7d后對路面進行取心檢測成型情況，現場共取心6個，5個成型，另外一個上半部10cm成型，下半部稍微松散。心樣表面粗糙，粗集料形成嵌擠，達到了預期的效果。

表6 碾壓組合方式

（4）注意事項。在生產過程中必須嚴格控制集料中小于0.075mm顆粒的含量。級配標準要求通過0.075mm的含量不大于5%。小于0.075 mm顆粒來源于顆粒上粘土涂覆和石料破碎作業形成的過分粉塵。含泥量過大，使混合料的水穩性不足，集料之間粘性差而引起剝落、松散。

施工過程中，不宜一個配合比用到底，使用過程中，應對集料級配和混合料配合比進行校核檢驗，因為粗集料的離散性、不均勻性因素，將直接影響到混合料合成級配及壓實度。壓實度的大小取決于實測的壓實度，同樣也與標準密實度的大小有關，如果標準密度值發生變化，則檢測的壓實度百分率就不準確。

3 結語

根據相關試驗數據表明：在水泥劑量、養生條件相同時，骨架密實型的抗壓強度、劈裂強度、抗折強度均比傳統水穩要好；且骨架密實型的平均溫縮系數、平均干縮系數小于傳統水穩，骨架空隙的2種（溫縮、干縮）收縮系數較小。