骨架密实型基层在二广高速公路的应用

摘要：骨架密实型基层在二广高速公路怀集至三水段的应用是广东省高速公路路面基层设计与施工的第一个项目。本文介绍了骨架密实型基层采用振动成型工法的配合比设计与混合料的拌和、摊铺、碾压工艺及其质量控制等。为骨架密实型基层的推广应用，积累了一定经验。

关键词：骨架密实型基层配合比设计与施工

1 骨架密实型水泥稳定碎石基层振动成型法配合比设计

1.1 原材料

1.1.1 集料

1.1.1.1 粗集料：采用肇庆市四会振兴石场二级破碎机生产线（颚式破碎机+圆锥式破碎）生产的三种集料，具体规格分别为4.75～9.5mm碎石、9.5～19.0mm碎石、19.0～31.5mm碎石。

1.1.1.2 细集料：采用肇庆市四会振兴石场生产的的0～4.75mm石屑。

1.1.1.3 水泥胶结料：采用英德市海螺水泥厂生产的P.C32.5缓凝复合硅酸盐水泥，水泥的各项检测指标均符合（GB 175―2007）《通用硅酸盐水泥》标准的要求。

1.2集料合成级配设计

按照骨架密实性基层结构设计级配进行目标配合比设计，合成级配见 表 4 。设计级配曲线图见 表 4 所示。目标配合比设计级配的各档集料用量为：

9.5～31.5mm碎石：9.5～19.0mm碎石：4.75～9.5mm碎石：0-4.75mm石屑

= 20%：30%：20%：30%。

表 4水泥稳定碎石基层集料级配设计合成级配曲线图

1.3 最大干密度及最佳含水量试验

由上述确定的目标配合比级配，根据《公路沥青路面设计规范》（JTJ D50―2006）附录 A 半刚性基层材料振动法试件成型方法，采用静压力 1900N、激振力6800N、振动频率30HZ，振动时间2min，对骨架密室型水泥稳定碎石半刚性材料进行击实试验，通过绘制含水量与干密度关系曲线确定最佳含水量和最大干密度。试验结果见 表 5 和 图 1 。最佳含水量（%）为4.8、最大干密度（g/cm³）为2.29。

1.3 水泥剂量试验

依据上述确定的最佳含水量制备下列3个水泥剂量：3.5%、4.5%、5.5%条件下的振动成型法试件。在试验标准温度25℃、湿度95%的条件下，室内养生6d,饱水养生1d后，按照（JTJ 057-94 T080-94）试验规程进行无侧限抗压强度试验，采用内插法计算水泥计量为4.0%、5.0%条件下的对应无侧限抗压强度，试验结果见 表 6。

表 6无侧限抗压强度汇总表

根据无侧限抗压强度试验结果，在水泥剂量3.5%条件下的平均抗压强度为4.97Mpa，满足平均强度R≥R设计/(1-ZaCv)的要求。因此，本次骨架密实型水泥稳定碎石半刚性基层混合料配合比设计的水泥剂量取3.5%，考虑实际施工时与室内试验的差异性，则在施工过程中实际水泥剂量在3.5%的基础上增加0.5%，即按4.0%水泥剂量进行基层混合料的拌制。

2. 振动成型法骨架密实型基层主要施工控制要点

2.1 混合料的厂拌

2.1.1 水泥稳定粒料拌和楼在生产水泥稳定粒料过程中，先测出石屑和碎石含水量，再调定混合料的用水量,使其略大于最佳值的0.5～1.0%，以补偿施工过程中水份蒸发损失。根据试验室标定好的水泥泵的转速来控制水泥剂量，水稳拌和楼集中拌和的水泥剂量要提高0.5%。一经确定转速严禁任意调动,试验人员随机抽检水泥剂量，一个工作台班不少于6次。拌和楼的产量为350∼450t/h。

2.1.2 混合料必须拌和均匀，不得出现未拌和或拌和不均匀的现象，合格的混合料应该是无灰条、灰团、色泽均匀、无离析和成团现象。

2.1.3 现场检测水泥剂量和外观是否均匀，及时反馈给后场调整。

2.2混合料的摊铺

2.2.1基层采用二台摊铺机前后相隔5～10m同步向前梯队摊铺，走在前面的摊铺机靠一边钢丝牵引，另一边用铝合尺（根据已知中边桩挂线标高拉出标高），铝合金尺摆放要平行路中线和等距，减少误差；紧跟其后的摊铺机一边用滑靴搭着前机，另一边用钢丝牵引。

2.2.2为了保证摊铺时连续不断，根据拌和楼产量350～450t/h确定摊铺速度为1.0m/min。

计算公式：400吨（产量）÷2.27Kg/m3（最大干密度）÷16.5m（宽度÷0.2m（厚度）=1.0 m/min

2.2.3 测量员及时跟踪测量摊铺后底基层顶面标高、横坡，将数据结果及时反馈给施工员，施工员根据反馈结果来及时指导施工，以确保摊铺底基层的各项质量指标。

2.3 混合料的碾压

2.3.1 初压：用20T单钢轮压路机以1.5～1.7Km/h慢速前进时静压,返回时直接振动;

2.3.2 复压：用一台20T单钢轮压路机以1.5～1.7Km/h慢速、低频、高幅振压2遍,用另一台20T单钢轮压路机以1.5～1.7Km/h慢速、高频、低幅振压1遍。用26t单钢轮压路机以1.5～1.7Km/h慢速、高频、低幅振压3遍。

2.3.3 终压：轮胎式压路机静走2遍使基层顶部密实，消除压路机轮印。

2.3.4 碾压工序控制要点：

2.3.4.1 高程和横坡跟踪测量合格，达到最佳含水量时立即用压路机在路幅全宽内进行静压，直线段由两侧向中心振压，超高段由低侧压向高测。每次振压要求重轮重叠1/3，重轮振压完全宽即为一遍。

2.3.4.2 根据基层试验段延迟时间与强度关系：1小时5.1Mpa；2小时4.7 Mpa；3小时3.6 Mpa均大于设计强度2.5 Mpa，4小时2.46 Mpa小于设计强度2.5 Mpa，故3小时前的强度符合设计要求，结合规范要求水泥稳定料从拌到碾压完毕要求在2小时内完成，故按2小时控制，确保质量。

2.4 边部整修

大吨位压路碾压到边，造成边部塌落采用人工拉线整修，最终采用小型手扶夯实机打夯密实。

2.5 养生及交通管制

碾压成型后采取养生簿膜覆盖。纵向及横向接茬处重叠20cm，然后用河砂压住。并设专人进行路线巡视，一旦发现薄膜被风等掀开，及时补洒水后重新盖好。

3 .结论

3.1 配合比方面

3.1.1重型击实法配合比设计结果

采用重型击实法进行配合比试验设计结果为：9.5～31.5mm碎石∶9.5～19.0mm碎石∶4.75～9.5mm碎石：0～4.75mm =18%∶34%∶16%：32%，水泥剂量为4.0%。最佳含水量为5.8%；最大干密度为2.26g/cm3。

3.1．2结论

在集料合成级配相同的试验条件下，配合比采用振动成型法试验结果与重型击实法试验结果相比较：水泥用量和最佳含水量有效降低，而最大干密度有效增大（根据统计计算，相关系数为K=1.013）。

3.2 施工

施工工艺基本与度基层相同。不同之处主要为碾压工艺，由于采用振动成型工法进行骨架密实型半刚性基层混合料配合比设计而使配合比设计试验试件的压实功增加。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。