江西地区骨架密实型水泥稳定碎石基层应用

王 鹰

（江苏恒基路桥有限公司 常州 213164）

目前我国大部分高等级公路沥青路面基层及底基层都是采用半刚性材料。半刚性水稳基层由于具有强度高、承载力大、良好的抗疲劳性能和抗冲刷性等优点，已经成为我国高等级公路沥青路面的主要结构类型。但水稳碎石基层往往会出现由于温缩和干缩变形而产生的裂缝，以及进水后出现的唧浆现象，已成为高速公路沥青路面早期损坏的重要原因之一。为了避免由裂缝产生的一些对路面整体强度和稳定性的不利影响因素，吉莲高速公路着手从基层集料的级配上来解决，采用骨架密实型水稳碎石作为基层。本文主要从配合比设计、施工质量控制对骨架密实型水稳在吉莲高速公路的应用进行探讨。

1 传统水稳与骨架密实型水稳的比较

传统水稳主要为悬浮密实型混合料，骨架密实型水稳是以连续级配粗集料形成相互嵌挤的骨架，以水泥及细料填充骨架的空隙，形成一种骨架嵌挤密实结构的无机结合料。骨架密实结构采用振动成型设计方法，具有强度高、水泥剂量低等特点，可以较好地解决强度与抗裂能力之间的矛盾。两者在级配组成、设计方法上均有较大的差别。

1.1 级配的比较

级配比较见表1，表2。

表1 传统悬浮密实型水稳级配范围

表2 骨架密实型水稳级配范围

通过对比可以发现，骨架密实型级配4.75 mm及0.075mm筛孔通过率明显低于悬浮密实型级配。也就是说明在级配组成上，骨架密实型粗骨料用量明显高于悬浮密实型水稳骨料，同时通过采用了较少的粉尘用量，减少了水稳基层开裂的几率。

1.2 试验方法比较

在混合料最大干密度确定方法上，骨架密实型水稳采用了振动压实方法，而悬浮密实型水稳采用的重型击实法；在混合料强度成型方法上，骨架密实型水稳采用了振动压实方法，而悬浮密实型水稳采用的静压法。两种不同设计方法分别有以下特点。

（1）振动压实法特点。粗骨料多，骨架密实型结构，成型过程中集料自由运动、压密，强度高；混合料内摩擦阻力和结合料与骨料的粘结力是强度主体，具有更优的抗干缩性能；室内成型模拟现场碾压，代表性强。

（2）重型击实法特点。成型方法属静力压实法，成形过程中压力超过材料的抗剪强度，导致集料破碎被迫移动；混合料中结合料和骨料的粘结力构成了强度的主体部分；粗集料少，密实悬浮结构。

在采用振动成型法进行混合料设计时，一般水泥剂量按2.5%～4.5%范围，分别取4～5种比例制备混合料，用振动压实法确定各组混合料的最佳含水量和最大干密度。同时，为保证基层达到强度要求、抗裂能力最佳的效果，设计时应尽量限制水泥、细集料、粉料用量。

2 骨架密实型水稳在江西吉莲高速公路中的应用

本项目段为吉莲高速AP1标，全长36.745 km，起点桩号为K0＋000，终点桩号为K36＋745。骨架密实型水稳是第一次应用。

2.1 配合比设计

本标段骨架密实型水稳均采用振动成型方法设计，并用重型击实进行了验证。其试验结果见表3～表5及图1。

表3 水泥稳定碎石基层配合比设计结果

表4 各标段水稳合成级配

图1 各标段水稳级配图

表5 各标段水泥稳定碎石基层配合比设计结果

从以上设计结论可以看到：振动成型与重型击实法成型得到的最佳含水量基本比较接近，最大干密度有比较好的相关性，转换系数在1.02之间；骨架密实型水稳形成强度较传统水稳要高。

2.2 施工质量控制

（1）现场摊铺。由于骨架密实型水稳混合料中粗集料含量较高，易造成粗集料离析，建议采用1台摊铺机进行全段面作业。

（2）现场碾压。对于骨架密实型水稳碾压，如果只采用传统水稳的压实方法不能满足施工要求，现场共配备了4台压路机，其中3台单钢轮压路机，1台胶轮压路机。采用的碾压组合工艺具体方案见表6。

（3）相关试验与检测。对碾压好的水稳路面进行压实度检测，现场压实度检测结果可以看到试验段的压实度基本能够满足规范要求。7d后对路面进行取心检测成型情况，现场共取心6个，5个成型，另外一个上半部10cm成型，下半部稍微松散。心样表面粗糙，粗集料形成嵌挤，达到了预期的效果。

表6 碾压组合方式

（4）注意事项。在生产过程中必须严格控制集料中小于0.075mm颗粒的含量。级配标准要求通过0.075mm的含量不大于5%。小于0.075 mm颗粒来源于颗粒上粘土涂覆和石料破碎作业形成的过分粉尘。含泥量过大，使混合料的水稳性不足，集料之间粘性差而引起剥落、松散。

施工过程中，不宜一个配合比用到底，使用过程中，应对集料级配和混合料配合比进行校核检验，因为粗集料的离散性、不均匀性因素，将直接影响到混合料合成级配及压实度。压实度的大小取决于实测的压实度，同样也与标准密实度的大小有关，如果标准密度值发生变化，则检测的压实度百分率就不准确。

3 结语

根据相关试验数据表明：在水泥剂量、养生条件相同时，骨架密实型的抗压强度、劈裂强度、抗折强度均比传统水稳要好；且骨架密实型的平均温缩系数、平均干缩系数小于传统水稳，骨架空隙的2种（温缩、干缩）收缩系数较小。