土木工程專業(yè) 低劑量抗裂水穩(wěn)基層試驗(yàn)路鋪筑與質(zhì)量控制

1、低劑量抗裂水穩(wěn)基層試驗(yàn)路鋪筑與質(zhì)量控制摘要：低劑量抗裂水穩(wěn)對于提高瀝青路面壽命具有十分重要的意義。本文通過介紹低劑量抗裂水穩(wěn)基層的設(shè)計(jì)指標(biāo)及研究方法，以泗許高速公路亳州段為試驗(yàn)路段，設(shè)計(jì)了2、3和4三種劑量的抗裂水穩(wěn)基層鋪筑方案，開展低劑量抗裂水穩(wěn)施工工藝與質(zhì)量控制，通過對試驗(yàn)路進(jìn)行觀測分析發(fā)現(xiàn)，竣工初期2、3和4劑量抗裂水穩(wěn)基層力學(xué)性能差異明顯，隨著時(shí)間的增加，2劑量抗裂水穩(wěn)能夠達(dá)到和3、4劑量水穩(wěn)碎石相似的強(qiáng)度，并且低劑量抗裂水穩(wěn)基層具有優(yōu)良的路用性能，為相關(guān)研究提供了理論參考。關(guān)鍵詞：低劑量；抗裂水穩(wěn)基層；彎沉檢測；質(zhì)量控制0 引言水泥材料容易受到外界的影響產(chǎn)生收縮裂縫，進(jìn)而引起反射裂縫

2、影響道路的使用性能1。采用低劑量抗裂水穩(wěn)能夠有效地緩解基層反射，對于減少路面裂縫和延長路面使用年限具有重要意義2。有關(guān)學(xué)者對水泥穩(wěn)定基層的水泥劑量進(jìn)行了研究，霍軼珍3通過進(jìn)行不同水泥劑量干縮、劈裂強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度等多方面試驗(yàn)，確定合適的水泥劑量為3%。白琦峰等4認(rèn)為水泥劑量為2%時(shí)，抗裂水穩(wěn)能夠有效減少路面反射裂縫。本文通過介紹低劑量抗裂水穩(wěn)基層的設(shè)計(jì)指標(biāo)及研究方法，以泗許高速公路亳州段為試驗(yàn)路段，設(shè)計(jì)了2、3和4三種劑量的抗裂水穩(wěn)基層鋪筑方案，開展了低劑量抗裂水穩(wěn)施工工藝研究，為相關(guān)研究提供了理論參考。1低劑量抗裂水穩(wěn)基層的設(shè)計(jì)指標(biāo)及方法研究1.1設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定低劑量抗裂水穩(wěn)材料的設(shè)計(jì)指標(biāo)十分

3、關(guān)鍵，一方面要保證施工控制可行性，另一方面要確保材料的可靠性。低劑量水穩(wěn)材料通常以無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)，強(qiáng)度大于4.0 MPa或4.5MPa為標(biāo)準(zhǔn)。為了符合強(qiáng)度指標(biāo)低限的標(biāo)準(zhǔn)，施工單位往往采取增加水泥劑量的措施，進(jìn)而導(dǎo)致過多的干溫縮裂縫產(chǎn)生，不利于施工質(zhì)量的保證。在滿足強(qiáng)度要求的前提下，為了能夠有效減少水泥劑量，其設(shè)計(jì)指標(biāo)仍然選擇無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，而強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)參照國外的設(shè)計(jì)方法，選擇最大值控制或強(qiáng)度范圍控制。1.2彎沉方程的確定參考我國06版瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，通過設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次來確定設(shè)計(jì)彎沉值1，見式1。式中：Ne表示設(shè)計(jì)年限內(nèi)每個(gè)車道累計(jì)當(dāng)量軸次，次/車道；ld表示設(shè)計(jì)彎沉

4、值，0.01mm；Ac表示公路等級系數(shù)；As表示面層類型系數(shù)；Ab表示路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)。2低劑量抗裂水穩(wěn)基層試驗(yàn)路鋪筑與觀測2.1低劑量抗裂水穩(wěn)基層施工與質(zhì)量控制本文結(jié)合低劑量抗裂水穩(wěn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、混合料設(shè)計(jì)和力學(xué)性能，以泗許高速公路亳州段為試驗(yàn)路段，并根據(jù)圖1中低劑量抗裂水穩(wěn)試驗(yàn)段結(jié)構(gòu)示意圖，設(shè)計(jì)2、3和4三種劑量的抗裂水穩(wěn)基層鋪筑方案，開展低劑量抗裂水穩(wěn)施工工藝研究。圖 1 低劑量抗裂水穩(wěn)試驗(yàn)段結(jié)構(gòu)示意圖根據(jù)抗裂水穩(wěn)基層質(zhì)量控制進(jìn)行低劑量抗裂水穩(wěn)的施工，為了保證低劑量抗裂水穩(wěn)的工程質(zhì)量，應(yīng)該注意以下三點(diǎn)：（1）抗裂水穩(wěn)施工過程中，為了控制基層強(qiáng)度需要經(jīng)過7d養(yǎng)護(hù)期取得完整芯樣，而低劑量抗裂水穩(wěn)

5、由于7d養(yǎng)護(hù)期時(shí)間較短，無法得到完整芯樣，可以根據(jù)延長養(yǎng)護(hù)期后的取芯情況作為判斷標(biāo)準(zhǔn)；（2）水泥通過拌和機(jī)拌勻后，立即取樣并進(jìn)行劑量的測定；（3）水泥劑量除去用滴定法檢測外，還需要對總量進(jìn)行檢測，對每天的實(shí)際工程量、實(shí)際集料用量和水泥用量進(jìn)行記錄，保證水泥劑量的一致性。2.2施工期間取芯調(diào)查通過對竣工7d后的試驗(yàn)段基層進(jìn)行取芯調(diào)查，結(jié)果見圖2與圖3。 圖 2 2劑量抗裂水穩(wěn)基層取芯情況 圖 3 3劑量抗裂水穩(wěn)基層取芯情況通過對2、3和4%劑量抗裂水穩(wěn)基層分別取芯10次，發(fā)現(xiàn)2劑量抗裂水穩(wěn)基層大多數(shù)未形成整體強(qiáng)度，取芯過程中芯樣松散，如圖2所示；與2劑量相比，3劑量抗裂水穩(wěn)基層成型情況略好，其抗

6、裂水穩(wěn)基層3處能夠取出完整芯樣，如圖3所示；4劑量抗裂水穩(wěn)基層基本都能取出完整芯樣。由此表明，取芯調(diào)查能夠初步反映低劑量水穩(wěn)碎石基層完工初期的結(jié)構(gòu)特征，并且發(fā)現(xiàn)其整體性隨著水泥劑量的增加而增強(qiáng)。2.3施工期間的彎沉及承載板測試為了研究不同劑量抗裂水穩(wěn)基層的強(qiáng)度情況，對施工期試驗(yàn)路進(jìn)行基層頂面的承載板測試和彎沉試驗(yàn)，結(jié)果見表1與表2。表 1 試驗(yàn)段基層頂面承載板試驗(yàn)結(jié)果水泥劑量（%）樁號基層頂面當(dāng)量回彈模量（MPa）2%EC1+100808.2EC1+3001141.3EC1+450997.9平均值982.53%EC1+1001381.7EC1+3001229.2EC1+4501285.0平均值

7、1298.64%EC1+1003200.5EC1+3002753.8EC1+4502581.2平均值2845.2表 2 試驗(yàn)段基層頂面彎沉試驗(yàn)結(jié)果水泥劑量2%3%4%彎沉值（0.01mm）20.611.010.7由表1與表2可知，基層頂面當(dāng)量回彈模量隨著水泥劑量的增加呈現(xiàn)增大的趨勢，彎沉值隨著水泥劑量的增加呈現(xiàn)減小的趨勢。當(dāng)水泥劑量為2%時(shí)，基層頂面的回彈模量平均值為982.5 MPa，彎沉值為20.6 mm，當(dāng)水泥劑量為4%時(shí)，基層頂面的回彈模量平均值約為2劑量水穩(wěn)基層的3倍，彎沉值為其1/2，充分表明了低劑量抗裂水穩(wěn)與一般劑量抗裂水穩(wěn)的力學(xué)特性差異。2.4試驗(yàn)路運(yùn)營期間 FWD 彎沉檢測落

8、錘式彎沉儀（FWD）檢測是一種在不中斷交通的前提下，根據(jù)路面動(dòng)載作用下的彎沉盆反算路面各結(jié)構(gòu)層回彈模量的路面檢測技術(shù)。為了跟蹤試驗(yàn)路的結(jié)構(gòu)情況，分別對試驗(yàn)段完工后30 d、108 d和250 d進(jìn)行FWD檢測，結(jié)果見表3與表4。表 3 試驗(yàn)段路表FWD檢測結(jié)果檢測日期水泥劑量（%）代表值（0.01mm）平均值（0.01mm）標(biāo)準(zhǔn)差30 d2349.36.71.586.95.50.796.85.30.89108 d2345.03.60.894.53.50.694.43.40.69250 d2345.34.90.774.94.41.124.74.41.10表 4 試驗(yàn)段基層回彈模量反算結(jié)果（平均值

9、） 水泥劑量（%）檢測日期2%3%4%30 d3913.94761.65798.9108 d8858.910580.910917.9250 d11887.212183.013692.3由表3與表4可知，完工后30 d檢測結(jié)果中，2劑量抗裂水穩(wěn)基層的路表彎沉和回彈模量與3劑量、4劑量相比差距較大，而3劑量和4劑量的檢測結(jié)果比較接近。完工后108 d檢測結(jié)果中，三種劑量抗裂水穩(wěn)基層的力學(xué)性質(zhì)差異明顯減小，這可能是因?yàn)?劑量抗裂水穩(wěn)的強(qiáng)度形成緩慢。隨著時(shí)間的增加，2劑量抗裂水穩(wěn)能夠達(dá)到和3、4劑量水穩(wěn)碎石相似的強(qiáng)度。2.5試驗(yàn)路路面質(zhì)量完工一年后對試驗(yàn)路進(jìn)行觀測，發(fā)現(xiàn)其不同劑量的抗裂水穩(wěn)基層路段路面

10、良好，未發(fā)現(xiàn)車轍、裂縫等病害現(xiàn)象，為了判斷基層后期強(qiáng)度成型情況，對2、3、4劑量水穩(wěn)基層進(jìn)行鉆取芯樣調(diào)查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2、3、4劑量水穩(wěn)基層均能夠得到完整的芯樣，說明低劑量水穩(wěn)基層完整性能夠符合標(biāo)準(zhǔn)，水穩(wěn)碎石后期強(qiáng)度滿足要求。3結(jié)論本文通過介紹低劑量抗裂水穩(wěn)基層的設(shè)計(jì)指標(biāo)及研究方法，以泗許高速公路亳州段為試驗(yàn)路段，設(shè)計(jì)2、3和4三種劑量的抗裂水穩(wěn)基層鋪筑方案，開展低劑量抗裂水穩(wěn)施工工藝研究，通過對試驗(yàn)路進(jìn)行觀測分析，得到以下結(jié)論：（1）通過對竣工7d后的試驗(yàn)段基層進(jìn)行取芯調(diào)查，發(fā)現(xiàn)2劑量抗裂水穩(wěn)基層大多數(shù)未形成整體強(qiáng)度，3劑量部分取出完整芯樣，4劑量基本都能取出完整芯樣，說明低劑量水穩(wěn)碎石基層完工初期整體性隨著水泥劑量的增加而增強(qiáng)。（2）通過對試驗(yàn)路進(jìn)行FWD彎沉檢測，發(fā)現(xiàn)竣工初期2、3和4劑量抗裂水穩(wěn)基層力學(xué)性能差異明顯，隨著時(shí)間的增加，2劑量抗裂水穩(wěn)能夠達(dá)到和3、4劑量水穩(wěn)碎石相似的強(qiáng)度。（3）竣工一年后對試驗(yàn)路進(jìn)行觀測，未發(fā)現(xiàn)車轍、裂縫等病害現(xiàn)象，表明低劑量抗裂水穩(wěn)基層具有優(yōu)良的路用性能，為相關(guān)研究提供了理論參考。參考文獻(xiàn)1劉敬輝.采用預(yù)裂縫技術(shù)減少水泥穩(wěn)定類基層收縮裂縫J.中外公路,2012,32(03):103-109.2黎卿,王亮,劉子明.低劑量抗裂水穩(wěn)基層研究J.西部交通科