二灰碎石基层配合比及压实度控制

ＲＯＡＤ　ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ　ＡＮＤ　ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ　文童编号：１０００—０３３Ｘ（２０１３）０８—００５８—０３　二灰碎石基层配合比及压实度控制　张永新　（安徽省六安市公路管理局霍邱分局，安徽六安　２３７４００）　摘　要：为使沥青路面保持较好的性能并延长其使用寿命，提出一种确定混合料最大干密度与含石　量线性回归关系的方法，使压实度检测精度大大提高，为以后的二灰碎石结构层施工中压实度的控　制提供可借鉴的经验。　关键词：二灰碎石；压实度；配合比；回归关系　中图分类号：Ｕ４１５．１２　文献标志码：Ｂ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　Ｍｉｘｔｕｒｅ　Ｒａｔｉｏ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　Ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　Ｌｉｍｅ－ｆｌｙａｓｈ　Ｍａｃａｄａｍ　Ｂａｓｅ　ＺＨＡＮＧ　Ｙｏｎｇ—ｘｉｎ　（Ｈｕｏｑｉｕ　Ｂｒａｎｃｈ　ｏｆ　Ｌｕ’ａｎ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｎｈｕｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｌｕ’ａｎ　２３７４００，Ａｎｈｕｉ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｂｅｔｔｅｒ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ａｓｐｈａｌｔ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｏ　ｐｒｏｌｏｎｇ　ｉｔｓ　ｌｉｆｅ，ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｔｈｅ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　ｒｅｌａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｄｒｙ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ａｎｄ　ｓｉｅｖｅ　ｒｅｓｉｄｕｅ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｍａｄｅ　ｔｈｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ｄｅｇｒｅｅ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｇｒｅａｔｌｙ，ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｕｓｅｆｕｌ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ｄｅｇｒｅｅ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｉｍｅ—ｆｌｙａｓｈ　ｍａｃａｄａｍ　ｂａｓｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌｉｍｅ—ｆｌｙａｓｈ　ｂｏｕｎｄ　ｍａｃａｄａｍ；ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ；ｍｉｘｔｕｒｅ　ｒａｔｉｏ；ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　ｒｅｌａｔｉｏｎ　０　引　言　目前，在中国高等级公路和城市道路的施工中，　二灰碎石基层应用较多，由于其料源丰富，并具有良　好的力学性能、板体性、耐久性，虽然早期强度较低，　但随着时间的推移，强度增长快，后期的整体强度　高，造价较低，易于施工，是理想的路面基层结构类　基或垫层上。基层是路面结构层中的主要承重　层，因此应有足够的强度和刚度，并具有良好的扩　散应力的性能。除此之外，近年来研究表明，导致　沥青面层破坏的主要因素为基层出现裂缝后形成　的动水冲刷应力，所以基层还应具备较强的水稳　定性和收缩抗裂性能。　１．２基层混合料结构类型及选定　型Ⅲｌ　］。为了提升沥青面层的使用性能并延长其使　用寿命，面层以下的基层应选用骨架密实结构，根据　骨架密实结构的理论选定适宜的粒料级配范围。本　文对二灰碎石基层施工过程中二灰碎石基层配合比　的确定和压实度控制进行了研究。　基层混合料结构类型可分为悬浮式结构和密　实式结构。近年来，为保证基层上沥青面层有较　好的使用性能，并延长其使用寿命，将密实式结构　进一步优化，推出“骨架密实”结构。试验表明，二　灰土、悬浮式二灰粒料及骨架密实式二灰粒料在　最佳含水量下制成梁式试件后，骨架密实式二灰　粒料的抗收缩性能最好，不容易产生干缩裂缝，其　最大干缩应变最多只有悬浮式二灰粒料的１／３。　实践证明，在其他条件相同的情况下，悬浮式二灰　粒料基层上沥青面层的裂缝比骨架密实式二灰粒　１　二灰碎石基层配合比的确定　１．１　基层的概念及其性能要求　基层是位于面层以下的结构层，它主要承受　由面层传递的车辆荷载垂直力，并将其分布到土　收稿日期：２０１２　１１　Ｏ７　５８　ＲＯＡＤ　ＣｏＮＳＴＲＵＣＴ１０Ｎ　ＡＮＤ　ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ　料基层上沥青面层多，同时试验证明悬浮式二灰　配如表１所示。　表１中，原规范所给级配整体偏小，不能满足骨　粒料的抗冲刷性能明显比骨架密实式二灰粒料　差。因此，在高速公路上，应首选骨架密实式二灰　粒料结构层。　１．３　骨架密实结构混合料配合比的选定　１．３．１　骨架密实结构粒料级配确定　架密实结构的理论要求　］。建议级配１则对原规范　级配进行了较大调整，但其在禹阎高速公路上使用　时存在两个方面的弱点：一是粒料级配很难达到要　求（２．３６　ｍｍ筛孔通过量超标）；二是采用该种级配　施工时，二灰含量就必须突破规范要求的２Ｏ　界　根据骨架密实结构的理论，利用逐级填充试验法　确定粒料级配。试验研究表明，粒料中４．７５　ｍｍ筛　限，否则施工中经常出现离析现象。建议级配２则　采取了有限调整的方法，在采用常规配合比（二灰：　粒料为２０：８０）时，比较容易地将４．７５　ｍｍ筛孔的　孔的筛余量为７０　～７５　时，粒料最接近骨架密实　状态，而实际施工过程中要考虑大型机械的摊铺施　工，避免出现较多离析现象，应在实验室确定的这一　比例的基础上，将筛余量调整至６５　～７Ｏ　之间。　近年来，很多学者利用逐级填充试验法对粒料　筛余量控制在６５　～７０　，既避免了大型机械摊铺　时出现离析现象，又保证了混合料处于骨架密实状　态。因此，级配２是二灰碎石基层施工时首选的级　配范围。　级配进行了比较深入的研究，具有代表性建议的级　表１粒料级配　方孔筛尺寸／ｒａｍ　规范级配　３１．５　１ＯＯ　２６．５　ｌ９．０　８１～９８　９．５０　５２～７０　４．７５　３０～５０　２．３６　１８～３８　１．１８　１０～２７　０．６　６～２０　Ｏ．０７５　０～７　通过质量　百分率／　建议级配１　建议级配２　１ＯＯ　１０Ｏ　９０～１００　９５～１００　５３～７１　４８～６８　２１～４１　２４～３４　７～１７　１１～２１　０～５　６～１６　２～１２　０～６　０～３　１．３．２石灰与粉煤灰比例确定　实度来保证基层达到预期理想的强度和刚度，确保　基层的施工质量。压实度检测一般使用灌砂法，但　由于二灰碎石中碎石含量（大于４．７５　ｍｍ的粒料）　是混合料最大干密度变化的敏感因素，因此必须建　立回归方程，以确定在一定含石量变化区间含石量　二灰中，石灰含量的增加促进了粉煤灰的水化　反应，有利于提高二灰的强度，但是，过高的石灰含　量并不能提高二灰强度。因此，在石灰与粉煤灰之　间存在一个最佳配合比，在最佳配合比下二灰的性　能最优。该配合比根据强度试验结果确定。　１．３．３　骨架密实结构混合料配合比的选定　与对应的最大干密度的线性回归关系。　回归方程式　—应严格将二灰的比例控制在２Ｏ　之内，因为随　着二灰含量的增加，二灰粒料的收缩应变参数有较　大幅度的提高。为使二灰粒料有较好的施工性能，　Ａｘ＋Ｂ　（１）　式中：　为最大干密度；　为混合料含石量。　２．２　现行试验规范确定回归方程的误差分析　又能满足骨架密实结构的级配理论，实际操作时，将　４．７５　ｍｍ筛孔的通过率乘以粒料含量加上二灰含　通过对回归方程的分析，可以看出现行试验规　范确定回归方程中参数Ａ和Ｂ的离散性是相当大　量的和控制在３Ｏ　～３５　，以实现配合比设计，并　通过制作强度试件来验证配合比。　的，具体参数选用情况见表２。　造成这一情况的主要原因有以下几点。　（１）试验规范确定回归方程的依据是５组不　２二灰碎石压实度控制　２．１压实度控制的意义及方法　同配合比混合料的击实试验结果，本身造成了试　验误差的累计，大大降低了含石量与最大干密度　的相关性。　６　０．９９３　１．３１５　压实度控制的意义在于能够及时地通过控制压　实例　Ａ　Ｂ　表２某高速公路基层回归方程实例　１　０．２２　１．９５６　２　Ｏ．３９ｌ　６　１．８１　３　０．９２　１．３９２　４　１．１０７　８　１．２３３　８　５　０．６０３　１．５９ｌ　７　０．３４　１．７５６　８　１．０８３　１．２７３　７９　９　１．２　１．２６５　１０　１．２８　１．１６９　９　（２）选定不同配合比的步长较大，一般以二灰　与粒料含量比例的５　为步长，无法准确衡量一定　５９　［责任编辑：袁宝燕ｊ