抗裂性水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)分析

（石家莊市交建高速公路建設(shè)管理有限公司西阜分公司，河北 石家莊 050000）

一、引言

該課題中對(duì)于廢棄瀝青混合料的循環(huán)再利用，不僅能夠減少廢棄材料對(duì)于環(huán)境的污染，而且成本低廉，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

二、工程概況

某公路工程，其里程樁號(hào)為K25+200～K35+800，設(shè)計(jì)時(shí)速為60km，設(shè)計(jì)路寬為15m，雙向四車道。為了評(píng)價(jià)摻廢棄細(xì)料水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂性，將試驗(yàn)路鋪筑于K26+200～K26+600段。

三、原材料

（一）硅酸鹽水泥

試驗(yàn)用水泥為某水泥有限公司生產(chǎn)的32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，其主要技術(shù)指標(biāo)，如表1所示。由表1中數(shù)據(jù)可知，本文所選用水泥各項(xiàng)性質(zhì)均滿足規(guī)范中規(guī)定。

表1 32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥的物理及化學(xué)性能指標(biāo)

（二）集料

選用石灰?guī)r作為本文試驗(yàn)用碎石，其主要技術(shù)指標(biāo)，如表2所示。

表2 石灰?guī)r主要技術(shù)指標(biāo)

由表2中數(shù)據(jù)可知，本文所選用碎石各項(xiàng)性質(zhì)均滿足規(guī)范中規(guī)定。

（三）廢棄瀝青混合料

所用廢棄瀝青混合料為某高速公路翻修后銑刨下來的廢棄瀝青混合料，將其破碎篩分后取粒徑4.75以下的廢棄細(xì)料，篩分結(jié)果，如表3所示。

通過室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)廢棄細(xì)料進(jìn)行了抽提后回收瀝青，對(duì)瀝青含量及三大指標(biāo)進(jìn)行了檢測，試驗(yàn)結(jié)果，如表4所示。

四、摻廢棄細(xì)料水泥穩(wěn)定碎石抗裂性室內(nèi)試驗(yàn)評(píng)價(jià)

本文主要通過干縮試驗(yàn)及溫縮試驗(yàn)，評(píng)價(jià)摻廢棄細(xì)料水泥穩(wěn)定碎石抗裂性，摻廢棄細(xì)料水泥穩(wěn)定碎石試件制作方法參照《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG—2009）中對(duì)于水泥穩(wěn)定碎石試件制作方法，其中，廢棄細(xì)料摻量分別取0%、10%、20%，成型試件尺寸為100mm×100mm×400mm的中梁試件。

表3 廢棄細(xì)料級(jí)配

表4 回收瀝青含量及三大指標(biāo)

分別對(duì)不同廢棄細(xì)料摻量的中梁試件進(jìn)行干縮及溫縮試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理與計(jì)算。

當(dāng)廢棄細(xì)料摻量從0%提升至10%時(shí)，中梁試件的溫縮開裂系數(shù)[T]由3.6℃增大至16.9℃，上升速率為4.7倍，其溫縮開裂系數(shù)[T]由0.64%增大至1.03%，上升速率為1.6倍；當(dāng)廢棄細(xì)料摻量由10%提升至20%時(shí)，試件溫縮開裂系數(shù)[T]由16.9℃增大至22.4℃，上升速率為1.3倍，其溫縮開裂系數(shù)[T]由1.03%增大至1.34%，上升速率為1.3倍。可見摻廢棄細(xì)料水泥穩(wěn)定碎石抗裂性較普通水泥穩(wěn)定碎石有較大幅度提升，且隨著廢棄細(xì)料摻量的提高，水泥穩(wěn)定碎石抗裂性也隨之改善，但其改善幅度會(huì)因廢棄細(xì)料摻量的增大而逐漸降低。

五、工程實(shí)踐

（一）試驗(yàn)路鋪筑

水泥采用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，與試驗(yàn)所用水泥相同；采用石灰?guī)r作為試驗(yàn)路鋪筑用碎石；所用廢棄瀝青混合料為某高速公路翻修后銑刨下來的廢棄瀝青混合料，將其破碎篩分后取粒徑4.75以下的廢棄細(xì)料。

根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)廢棄細(xì)料摻量為20%時(shí)，水泥穩(wěn)定碎石抗裂性相對(duì)較佳，故選取廢棄細(xì)料摻量為20%；采用3.5%、4%、4.5%三種比例的水泥用量對(duì)比實(shí)驗(yàn)以確定最佳水泥用量，通過擊實(shí)實(shí)驗(yàn)得出水泥用量為3.5%、4%、4.5%下，摻15%廢棄細(xì)料水泥穩(wěn)定碎石的最佳含水量和最大干密度分別為2.36g/cm3、2.40g/cm3、2.35g/cm3和5.1%、5.8%、6.1%，并根據(jù)最佳水泥用量測出7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度分別為2.76MPa、3.32MPa、3.34MPa。綜合考慮三種不同水泥用量下的混合料性能，并遵循混合料7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不低于規(guī)范中要求的3MPa時(shí)應(yīng)盡量降低水泥用量原則，故選取4%水泥用量。

在施工前，將廢棄瀝青混合料進(jìn)行篩分，選取粒徑為4.75mm及以下的廢棄細(xì)料，通過運(yùn)輸車運(yùn)送至放料處，堆放地點(diǎn)應(yīng)保持干燥，并用防水布遮蓋，避免與陽光和水接觸。通過穩(wěn)定土拌和機(jī)、給料機(jī)及高精度電磁調(diào)速電機(jī)等設(shè)備進(jìn)行混合料基層的配料及拌和，其中，一半混合料為不摻廢棄細(xì)料的水泥穩(wěn)定碎石，一半為摻廢棄細(xì)料水泥穩(wěn)定碎石。采用自卸卡車將混合料運(yùn)送至施工現(xiàn)場，運(yùn)輸時(shí)應(yīng)保證施工連續(xù)性，并采用1臺(tái)140推土機(jī)進(jìn)行攤鋪，其中，于K26+200～K26+400段鋪筑不摻廢棄細(xì)料的水泥穩(wěn)定碎石基層，于K26+400～K26+600段鋪筑摻廢棄細(xì)料水泥穩(wěn)定碎石基層。采用2臺(tái)振動(dòng)壓路機(jī)緊隨攤鋪機(jī)后對(duì)基層進(jìn)行碾壓，先靜壓2遍，振動(dòng)壓實(shí)2遍，最后再靜壓2遍。水泥穩(wěn)定碎石基層施工完畢后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)生，將其用塑料薄膜覆蓋，待強(qiáng)度逐漸形成后采用灑水車適當(dāng)灑水，以確保基層一直處于濕潤狀態(tài)，避免其在陽光作用下過早失水而產(chǎn)生干縮裂縫。待基層養(yǎng)生7天后，進(jìn)行面層施工。

（二）現(xiàn)場裂縫觀測

試驗(yàn)路鋪筑完成1天后開放交通，待其經(jīng)過8個(gè)月的行車荷載與自然環(huán)境作用后，相關(guān)檢測人員對(duì)試驗(yàn)路的裂縫情況進(jìn)行現(xiàn)場追蹤觀測。

從裂縫觀測結(jié)果中可以看出，K26+400～K26+600段的裂縫（非路肩處切縫）總和要遠(yuǎn)低于K26+200～K26+400段，且K26+400～K26+600段的平均縫距僅為K26+200～K26+400段的1/2，由此可見摻廢棄細(xì)料水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂性要優(yōu)于一般水泥穩(wěn)定碎石基層，故廢棄細(xì)料的摻加有益于實(shí)體工程中水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂性的改善，同時(shí)也是對(duì)室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有力驗(yàn)證。