振動壓實(shí)試驗(yàn)方法在無機(jī)結(jié)合料配合比設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉書其 LIU Shu-qi

（中鐵十五局集團(tuán)第七工程有限公司，洛陽 471013）

（The 7th Construction Company Ltd.of China Railway 15th Bureau Group，Luoyang 471013，China）

0 引言

無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料基層配合比設(shè)計(jì)采用擊實(shí)試驗(yàn)方法獲取的最大干密度，在工程現(xiàn)場確實(shí)很容易達(dá)到要求的壓實(shí)度，但7天后取芯效果及強(qiáng)度卻是差強(qiáng)人意，更有甚者在路面投入使用后，基層沉陷，面層呈現(xiàn)大量反射裂紋等等。振動壓實(shí)試驗(yàn)是一種模擬現(xiàn)場壓路機(jī)工作原理的試驗(yàn)方法，與擊實(shí)試驗(yàn)方法相比，不僅為工程提供了更為可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在一定程度上降低了材料使用成本，同時還提高了工程質(zhì)量。

連霍高速洛三段改擴(kuò)建LM2標(biāo)，起止樁號RK31+700～LK56+000，全程24.3公里，路面結(jié)構(gòu)為20cm底基層、17cm 基層、10cm ATB-25、6cm AC-20C、4cm AC-13C。其中基層和底基層配合比采用振動壓實(shí)試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)。

1 原材料分析與混合料級配的確定

1.1 原材料選擇與試驗(yàn)檢測結(jié)果 根據(jù)《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》JTJ034-2000要求，所用集料壓碎值不得大于30%，并且滿足一定的集配要求。水泥采用復(fù)合硅酸鹽水泥，初凝時間大于4h，終凝時間大于6h，且小于10h。本工程水泥采用水泥：澠池仰韶P.C32.5各項(xiàng)指標(biāo)符合要求，集料采用新安縣宏偉石料廠碎石，壓碎值16.8%，針片狀含量9.6%，石屑砂當(dāng)量67%、塑性指數(shù)3.6，其他各項(xiàng)指標(biāo)符合要求。

1.2 確定混合料級配 有研究表明使用骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)有利于提高基層的抗裂、抗沖刷能力，同時隨著混合料中4.75mm、2.36mm、0.075mm的通過量的適當(dāng)減小，尤其是0.075mm的通過量，對基層的抗裂、抗沖刷能力提高影響顯著。因此根據(jù)技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)圖紙?zhí)岢龉羌苊軐?shí)水泥穩(wěn)定碎石級配范圍如表1所示。

表1

根據(jù)現(xiàn)場材料情況，經(jīng)過篩分析得到各原料的摻配比例為 10-30mm：10-20mm：5-10mm：0-5mm=27%：30%：15%：28%，合成級配曲線見圖1。

圖1 合成篩分曲線圖

2 振動壓實(shí)試驗(yàn)確定相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.1 儀器采用LHZD-6振動壓實(shí)試驗(yàn)機(jī)，靜壓力為1900N，振動頻率：28-30Hz。水穩(wěn)基層設(shè)計(jì)目標(biāo)為7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為4.0MP。

2.2 根據(jù)圖紙要求，同時結(jié)合材料情況初步確定水泥劑量：3.0%、3.5%、4.0%。按照各種規(guī)格集料的摻配比例配置好混合料后，每份加水悶5-10分鐘后再加水泥拌合均勻作振動壓實(shí)成型試驗(yàn)（注：制備好樣品后試驗(yàn)必須在一小時內(nèi)完成），確定最大干密度和最佳含水量。圖2、圖3、圖4分別為3.0%、3.5%、4.0%水泥劑量的振動擊實(shí)曲線圖。

圖2 3.0%水泥劑量的振動擊實(shí)曲線圖

三種水泥劑量混合料分別進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，經(jīng)過制件測試強(qiáng)度后選取無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定碎石最優(yōu)配合比為 10-30mm：10-20mm：5-10mm：0-5mm=27%：30%：15%：28%；水泥劑量3.5%；最大干密度2.428g/cm3；最佳含水量4.6%。

圖3 3.5%水泥劑量的振動擊實(shí)曲線圖

圖4 4.0%水泥劑量的振動擊實(shí)曲線圖

表2

3 試驗(yàn)段數(shù)據(jù)收集與試驗(yàn)室數(shù)據(jù)對比校核

表3

從試驗(yàn)段壓實(shí)數(shù)據(jù)來看，碾壓到第5遍才獲得理想壓實(shí)度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)相對于擊實(shí)法成型試件設(shè)計(jì)的配合比，壓實(shí)功增大了不少，相對而言也比以往的質(zhì)量大有所提高。同時根據(jù)7天取芯效果分析，芯樣均完整無缺損，總體質(zhì)量符合要求。

4 結(jié)束語

振動壓實(shí)試驗(yàn)是一種模擬現(xiàn)場壓路機(jī)工作原理的試驗(yàn)方法（新頒布的《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》對該試驗(yàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)地描述），試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)更加符合現(xiàn)場實(shí)際施工質(zhì)量情況，為工程質(zhì)量提供了可靠的保障。采用振動成型方式設(shè)計(jì)的水泥穩(wěn)定碎石材料級配與傳統(tǒng)擊實(shí)法設(shè)計(jì)結(jié)果相比有重大改進(jìn)，主要表現(xiàn)為水泥劑量降低約1-1.5%，降低了工程造價；強(qiáng)度提高約1.5倍、同時提高了抗裂能力，提高了工程質(zhì)量。

[1]公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程[S].人民交通出版社，2009.

[2]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].人民交通出版社，2004.

[3]公路路基路面現(xiàn)場檢測規(guī)程[S].人民交通出版社，2008.