振動成型法骨架密實型結構在半剛性基層中的應用分析

劉海霞

（河南鵬程路橋建設有限公司，河南 焦作 454000）

振動成型法骨架密實型結構在半剛性基層中的應用分析

劉海霞

（河南鵬程路橋建設有限公司，河南 焦作 454000）

骨架密實型半剛性基層能夠顯著提高高等級公路的基層強度和基層抗裂縫能力，減少高等級瀝青路面的反射裂縫，具有較好的路用性能；骨架密實型半剛性基層混合料配合比材料選擇要求較高，施工工藝更復雜，但是到目前為止還沒有在材料設計、施工方法、材料設計控制指標以及檢測方法上形成很成熟的經驗，本文結合在一級公路中的應用對半剛性基層的振動成型法骨架密實型結構進行了分析和探討。

振動成型法；骨架密實型；半剛性基層；配合比

隨著我國國民經濟的快速增長和重載交通的日益發展，半剛性基層在我國高等級公路的建設中越來越占有特殊的重要地位，它整體性強，水穩性和抗凍性好，強度和承載能力高，并且具有一定的抗彎拉強度，而且具有隨齡期增加不斷增長的特性，因此半剛性基層瀝青路面通常具有較小的變形和較強的荷載擴散能力［1］；半剛性基層材料具有強度高且能滿足承擔重載的需要，但同時剛度也大，特別是脹縮系數偏大，往往容易產生收縮開裂，并由此引起瀝青面層發生反射裂縫［2］。這些缺點引起了路面的早期破壞，影響了路面的正常使用功能和使用壽命。消除或減少反射裂縫已經成為道路工作者的重要任務。但是到目前為止還沒有在材料設計方法，材料設計控制指標以及檢測方法上形成共識［3］。

1　骨架密實型水泥穩定碎石基層的組成特點

骨架密實型水泥穩定碎石基層中粗集料含量比例較多，粗集料的顆粒之間能形成有效嵌擠作用以提高混合料的強度。細集料相對含量比例較少，所以水泥用量相對減少。細集料經碾壓密實后又能填充混合料的孔隙，使混合料的孔隙率降低，提高密實度改善半鋼性基層材料的抗裂性。但是，隨著粗集料增加骨架密實型水泥穩定碎石基層在施工過程中，離析的現象也隨之增大，因此在施工過程中對配合比設計進行驗證，對拌和、運輸、攤鋪及碾壓工藝要求也相應有所提高［4］。

2　骨架密實型水泥穩定碎石基層在一級公路S104鄭常線焦作境馬營至小中里段改建工程中的應用

2.1材料

2.1.1水泥采用焦作中晶復合硅酸鹽水泥。焦作中晶復合硅酸鹽水泥的試驗結果見表1。

2.1.2粗集料

石料采用焦作太行山的石灰巖。碎石規格19.0～37.5mm，9.5～19.0mm，4.75～9.5mm。叁種材料的質量指標見表2，材料篩分結果見配合比設計部分。

石屑采用焦作太行山的石灰巖，采石場加工碎石時通過最小篩孔（通常為2.36mm或4.75mm）的篩下部分。作為細集料使用，其主要質量指標見表3.材料篩分結果見配合比設計部分。

表1　焦作中晶復合硅酸鹽水泥的試驗結果

表2　粗集料主要質量指標

2.1.3細集料

表3　細集料主要質量指標

2.1.4水

采用無污染的飲用水。

2.2配合比設計

2.2.1確定碎石級配最佳配合比例

碎石通過篩分試驗，按照河南省地方標準《公路水泥穩定碎石抗裂設計與施工技術規范》的不摻粉煤灰的碎石強嵌擠骨架密實型礦料級配范位表4。確定了組成骨架密實型四種礦料的最佳配合比例為：37.5-19.0（mm）：19-9.5（mm）：9.5-4.75（mm）：石屑（mm）=36：26：11：27

2.2.2確定最佳水泥劑量

根據《公路水泥穩定碎石抗裂設計與施工技術規范》表6不摻粉煤灰強嵌擠骨架密實型礦料級配范位，按《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》標準方法得出混合料最佳水泥劑量4%。

2.2.3確定最大干密度和最佳含水量

按強嵌擠骨架密實型礦料級配碎石最佳級配比例，最佳水泥劑量4%配制水泥穩定碎石混合料。按《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》標準方法得出混合料最大干密pd=2.43g/cm，最佳含水量W=5.5%

2.2.4確定最佳水泥穩定碎石混合料無側限抗壓強度

得出強度平均值7.8 Mpa，概率值7.2，評定結果合格。

由此確定目標配合比為：

37.5-19.0（mm）：19-9.5（mm）：9.5-4.75（mm）：石屑（mm）=36：26：11：27

水泥劑量為4.0%，含水量為W=5.5%。

2.3水泥穩定碎石拌合站的質量控制

2.3.1在拌合機運轉正常后，在運輸帶上均勻取料進行篩分試驗，確保礦料的合成級配滿足骨架密實型要求的級配范圍，水泥劑量控制在4.0%～4.5%；含水量控制在6.0%～6.5%。

2.3.2混合料拌和后裝車時車輛要前后移動，分三次裝料，減少粗細集料離析。

2.3.3記錄每輛車的第一盤水泥混合料加水拌合的時間，到施工碾壓結束的作業時間應控制在3～4h之間。

2.4試鋪施工過程中水泥穩定碎石混合料質量項目和標準

2.4.1場攤鋪整平過程中對水泥劑量取樣試驗，控制標準在4.0%～4.5%之間。

2.4.2現場觀察攤鋪及碾壓過程中，含水量異常時隨時取樣試驗，含水量控制在5.5%～6.0%之間。

2.4.3隨時觀察有無粗集料窩和粗集料帶等離析現象，人工及時拌合均勻。

2.4.4碾壓結束后，立即檢驗壓實度，基層壓實度控制標準≥98%。

2.4.5取混合料檢驗7d齢期劈裂強度及無側限抗壓強度，水泥穩定碎石抗壓強度標準≥7.0Mpa，水泥穩定碎劈裂強度≥0.65Mpa。

2.4.6嚴格控制基層的厚度，滿足設計要求。

2.4.7嚴格控制混合料的延遲時間，在3～4h之間碾壓完成。

2.5水泥穩定碎石混合料基層攤鋪過程中的質量管理

2.5.1全面清掃路面，并在預定攤鋪的路面上灑水，使其表面濕潤。

2.5.2將成品料卸入攤鋪機料倉，由攤鋪機自行行進攤鋪，攤鋪過程中測量人員及時測量各檢測點的標高，保證松鋪厚度符合預計要求。

2.5.3攤鋪后，用20T壓路機穩壓一遍，以暴露潛在的不平整。對于局部低洼處，將其表面5cm以上耙松，并用新拌的混合料進行平整。

表4　礦料篩分結果及強嵌擠骨架密實型合成級配計算表

2.5.4攤鋪要勻速、連續地進行；必需停頓時，最長停頓時間不得超過1.5h。

2.5.5整型后，當混合料處于略大于最佳含水量0.5%～1%時，即可進行碾壓。碾壓要遵照“先邊后中，先輕后重，先慢后快”的原則。碾壓按“初碾－重碾－終碾”三階段進行。由低處向高處進行，碾壓時，后輪就應重疊1/2輪寬；后輪必須超出兩攤鋪段間的接縫。對兩側的薄弱環節應多壓兩遍。初碾用20T壓路機靜壓，碾壓速度為1.5～1.7km/h為宜，便于施工人員有效地進行整型，調整標高和平整度、橫坡度等符合設計要求。經調整立即用22T振動壓路機進行振動碾壓，碾壓速度以2～2.5km/h為宜，后輪應重疊1/2輪寬，后輪壓完路面全寬時為一遍，勻速碾壓二遍，再用20T振動壓路機勻速碾壓二遍，20T振動壓路機勻速碾壓收面，碾壓到要求密實度，同時沒有明顯的輪跡。特別要注意接縫處的整平，保證接縫順適平整。

2.5.6嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上“調頭”或急剎車，以避免穩定碎石表面遭受破壞。

2.5.7在碾壓過程中，穩定碎石表面應保持濕潤，若表面水分蒸發得快，應及時補灑少量的水。

2.5.8碾壓過程中，如有“彈簧”、松散、起皮等現象，應及時翻開重拌和，或用其他方法處理，使其達到質量要求。

2.5.9在碾壓結束之前，人工仔細進行終平一次，使其縱向順直，路拱符合設計要求，局部低洼之處不宜進行找補，待下一層處理。

3　結語

骨架密實級配水泥穩定碎石基層在抗裂性能等方面明顯優于懸浮密實級配水泥穩定碎石，對于骨架密實型水泥穩定碎石基層配合比設計，為使基層形成較大的強度，即要有足夠的水泥砂漿粘結集料，又要有一定的級配合理的粗集料形成堅實的骨架。在一級公路S104鄭常線焦作境馬營至小中里段改建工程施工中，通過改變水泥穩定碎石的結構類型，即由傳統的懸浮密實結構轉變成骨架密實結構，從而改善半剛性基層材料的收縮特性、力學性能、水穩定性及抗疲勞性，具有優良的路用性能［5］。

［1］劉金杰.骨架密實型水泥碎石基層研究［D］.天津：河北工業大學，2007.

［2］陳澤松.振動成型法骨架密實型基層與普通基層的應用比較［J］.中外公路，2011（4）：21-22.

［3］裴磊.骨架密實型半剛性基層材料設計和結構設計控制參數的統一研究［D］.濟南：山東建筑大學，2010.

［4］魏坤，張靜，周雙雷.淺談骨架密實型水泥穩定碎石基層配合比設計［J］.科技信息，2010（27）：17-18.

［5］蔣應軍.骨架密實型水泥粉煤灰碎石組成設計與路用性能［J］.長安大學學報（自然科學版），2008（5）：19-20.

Analysison theApplication of Vibration Molding Method Skeleton Dense Structurein Semi-Rigid Base

Liu Haixia
（Henan Pengcheng Road&Bridge Construction Co.，LTD，Jiaozuo Henan 454000）

Skeleton Dense semi-rigid base can significantly improve the base strength and crack resistance of highgrade highways，reduce the reflection crack of high-grade asphalt pavement，and has good road performance；Skeleton dense semi-rigid base mixture proportion materials have relatively higher selection requirements，and more complex construction process，but so far it has not form quite mature experience in material design，construction methods，materials design control index and inspection method，this paper combined the application in grade A highway，analyzed and discussed vibration molding method skeleton dense structure of semi-rigid base.

vibration molding method；skeleton dense；semi-rigid base；mixture proportion

U414

A

1003-5168（2015）12-0079-3

2015-10-22

劉海霞（1974.2-），女，本科，工程師，研究方向：道路與橋梁建設與管理。