高速公路水泥穩(wěn)定碎石基層摻配石屑配合比設(shè)計探討

李興隆，李佳衡

(1.河南高速公路發(fā)展有限責(zé)任公司;2.河南省交通科學(xué)研究院有限公司)

水泥穩(wěn)定碎石摻配石屑基層是路面結(jié)構(gòu)中的主要承重層。其板結(jié)性力學(xué)強度、整體性、抗凍性和水穩(wěn)定性好等優(yōu)勢，是保證路面穩(wěn)定的基礎(chǔ)。合理的集料級配能使水泥穩(wěn)定基層的抗干縮、溫縮及抗彎拉能力增強。因此在準(zhǔn)備開工前要對混合料配合比進(jìn)行設(shè)計、性能試驗。如在實際施工中配合比控制不好將影響工程質(zhì)量，給工程留下隱患。現(xiàn)在以化莊(省界)至新蔡高速公路36 cm(厚)水泥穩(wěn)定碎石基層基層為例，總結(jié)水泥穩(wěn)定碎石基層摻配石屑配合比質(zhì)量控制經(jīng)驗。

1 混合料配合比設(shè)計

1.1 集料級配設(shè)計

當(dāng)?shù)卮旨蠟槭規(guī)r，細(xì)集料為河砂、石屑，結(jié)合化莊(省界)至新蔡高速的實際情況，對本項目某標(biāo)段路面基層采用碎石、河砂、石屑按照一定比例進(jìn)行混合料配合比設(shè)計，其混合料m碎石1#∶m碎石2#∶m碎石3#∶m河砂∶m石屑配合比為23∶29∶24∶15∶9。見表1、圖1。

表1 水泥穩(wěn)定碎石基層(摻配石屑)級配設(shè)計結(jié)果

圖1 水泥穩(wěn)定碎石基層(摻加石屑)級配曲線圖

1.2 擊實試驗

根據(jù)兩階段施工圖設(shè)計，水泥劑量以3. 5%、4. 0%、4.5%、5.0%四種比例制作試件，分別采用振動壓實成型法和重型擊實成型法對各組水穩(wěn)試件的最大干密度和最佳含水量進(jìn)行確定。擊實試驗結(jié)果如表2 所示。

表2 水泥穩(wěn)定碎石基層(摻配石屑)混合料擊實試驗結(jié)果匯總表

1.3 最佳水泥劑量的確定

根據(jù)水穩(wěn)碎石摻配石屑的最大干密度和最佳含水量，在溫度20 ℃，相對濕度＞95%條件下，養(yǎng)生6 d，侵水1 d，分別采用振動成型和靜壓成型法進(jìn)行無側(cè)限抗壓強度試驗。見表3、表4。

表3 水泥穩(wěn)定碎石基層(摻配石屑)7 d 靜壓成型強度試驗結(jié)果

表4 水泥穩(wěn)定碎石基層(摻配石屑)7 d 振動成型強度試驗結(jié)果

根據(jù)兩階段施工圖設(shè)計基層無側(cè)限抗壓強度代表值要求不小于3.5 MPa 且不大于4.5 MPa，考慮到機械拌和和攤鋪施工存在變異性，水穩(wěn)碎石摻配石屑下基層采取水泥劑量為4.5%。

2 質(zhì)量控制

2.1 混合料級配試驗

根據(jù)水泥穩(wěn)定碎石摻配石屑混合料配合比設(shè)計進(jìn)行篩分試驗，通過各篩孔百分率均滿足施工圖紙設(shè)計各指標(biāo)，現(xiàn)場混合料配合比結(jié)果與設(shè)計配合比一致。見表5。

表5 水穩(wěn)碎石摻配石屑基層篩分試驗結(jié)果

2.2 拌合場含水量試驗

根據(jù)溫度、天氣、集料含水量、運距等實際情況，為使施工碾壓現(xiàn)場材料達(dá)到最佳含水量，通過前方反饋意見及時調(diào)整后場混合料含水量，結(jié)果顯示含水量控制良好。見表6。

表6 水穩(wěn)碎石摻配石屑基層含水量試驗結(jié)果

2.3 后場最佳水泥劑量控制

在拌和現(xiàn)場，抽檢混合料水泥劑量，水泥含量控制良好。如表7。

表7 水穩(wěn)碎石摻配石屑基層水泥劑量滴定試驗結(jié)果

2.4 無側(cè)限抗壓強度

通過現(xiàn)場取樣采用靜壓法進(jìn)行7 d 無側(cè)限抗壓強度試驗，試驗表明無側(cè)限抗壓強度均符合設(shè)計要求。如表8。

表8 水穩(wěn)碎石摻配石屑基層強度試驗結(jié)果

2.5 厚度、壓實度檢測

在現(xiàn)場施工完成后進(jìn)行厚度、壓實度現(xiàn)場檢查，壓實度、厚度均符合施工圖設(shè)計指標(biāo)要求。如表9。

表9 水穩(wěn)碎石摻配石屑基層首件現(xiàn)場檢測結(jié)果

2.6 現(xiàn)場厚度取芯檢測

對首件施工養(yǎng)生7 d 后取芯進(jìn)行芯樣檢測，厚度均滿足施工圖設(shè)計要求。如表10。

表10 水穩(wěn)碎石摻配石屑基層取芯厚度檢測結(jié)果

3 結(jié) 論

(1)通過圖1 來看，水泥穩(wěn)定碎石摻配石屑基層有效控制了細(xì)集料(2.36 mm 以下)的用量，設(shè)計級配曲線更平順圓滑，級配合理，嚴(yán)格控制在級配范圍內(nèi)。

(2)通過現(xiàn)場施工分析，水泥穩(wěn)定碎石摻配石屑骨架密實結(jié)構(gòu)基層石屑與水泥水化所產(chǎn)生膠結(jié)料與骨料間形成膠結(jié)作用，碎石之間相互嵌擠，形成骨架密實結(jié)構(gòu)，使碾壓成型效果更好。

(3)通過對水泥穩(wěn)定碎石摻配石屑基層7 d 后取芯的檢測，芯樣外觀完整、密實，級配優(yōu)良，滿足規(guī)范、設(shè)計圖紙要求，提高了強度，并改善抗裂性能，達(dá)到了控制工程質(zhì)量的目的。

［1］公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)(第一冊). 土建工程(JTG80F/2－2004)［S］. 交通部，2005 －01 －01.

［2］公路工程集料試驗規(guī)程(JTGE42 －2005)［S］. 交通部，2005 －08 －01.

［3］公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程(JTGE51 －2009)［S］. 交通部，2010 －01 －01.

［4］化莊(省界)至新蔡高速公路兩階段施工圖設(shè)計. 河南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院，2009.