土木工程專業(yè) 低劑量抗裂水穩(wěn)基層試驗路鋪筑與質量控制

1、低劑量抗裂水穩(wěn)基層試驗路鋪筑與質量控制摘要：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)基層的設計指標及研究方法，以泗許高速公路亳州段為試驗路段，設計了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)施工工藝與質量控制，通過對試驗路進行觀測分析發(fā)現(xiàn)，竣工初期2、3和4劑量抗裂水穩(wěn)基層力學性能差異明顯，隨著時間的增加，2劑量抗裂水穩(wěn)能夠達到和3、4劑量水穩(wěn)碎石相似的強度，并且低劑量抗裂水穩(wěn)基層具有優(yōu)良的路用性能，為相關研究提供了理論參考。關鍵詞：低劑量；抗裂水穩(wěn)基層；彎沉檢測；質量控制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。有關學者對水泥穩(wěn)定基層的水泥劑量進行了研究，霍軼珍3通過進行不同水泥劑量干縮、劈裂強度和抗壓強度等多方面試驗，確定合適的水泥劑量為3%。白琦峰等4認為水泥劑量為2%時，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)基層的設計指標及研究方法，以泗許高速公路亳州段為試驗路段，設計了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，為相關研究提供了理論參考。1低劑量抗裂水穩(wěn)基層的設計指標及方法研究1.1設計指標的確定低劑量抗裂水穩(wěn)材料的設計指標十分

3、關鍵，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)材料通常以無側限抗壓強度為的主要設計指標，強度大于4.0 MPa或4.5MPa為標準。為了符合強度指標低限的標準，施工單位往往采取增加水泥劑量的措施，進而導致過多的干溫縮裂縫產(chǎn)生，不利于施工質量的保證。在滿足強度要求的前提下，為了能夠有效減少水泥劑量，其設計指標仍然選擇無側限抗壓強度，而強度標準參照國外的設計方法，選擇最大值控制或強度范圍控制。1.2彎沉方程的確定參考我國06版瀝青路面設計規(guī)范，通過設計年限內(nèi)累計標準當量軸次來確定設計彎沉值1，見式1。式中：Ne表示設計年限內(nèi)每個車道累計當量軸次，次/車道；ld表示設計彎沉

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表示路面結構類型系數(shù)。2低劑量抗裂水穩(wěn)基層試驗路鋪筑與觀測2.1低劑量抗裂水穩(wěn)基層施工與質量控制本文結合低劑量抗裂水穩(wěn)結構設計、混合料設計和力學性能，以泗許高速公路亳州段為試驗路段，并根據(jù)圖1中低劑量抗裂水穩(wěn)試驗段結構示意圖，設計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)試驗段結構示意圖根據(jù)抗裂水穩(wěn)基層質量控制進行低劑量抗裂水穩(wěn)的施工，為了保證低劑量抗裂水穩(wěn)的工程質量，應該注意以下三點：（1）抗裂水穩(wěn)施工過程中，為了控制基層強度需要經(jīng)過7d養(yǎng)護期取得完整芯樣，而低劑量抗裂水穩(wěn)

5、由于7d養(yǎng)護期時間較短，無法得到完整芯樣，可以根據(jù)延長養(yǎng)護期后的取芯情況作為判斷標準；（2）水泥通過拌和機拌勻后，立即取樣并進行劑量的測定；（3）水泥劑量除去用滴定法檢測外，還需要對總量進行檢測，對每天的實際工程量、實際集料用量和水泥用量進行記錄，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后的試驗段基層進行取芯調(diào)查，結果見圖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構特征，并且發(fā)現(xiàn)其整體性隨著水泥劑量的增加而增強。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)基層的強度情況，對施工期試驗路進行基層頂面的承載板測試和彎沉試驗，結果見表1與表2。表 1 試驗段基層頂面承載板試驗結果水泥劑量（%）樁號基層頂面當量回彈模量（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 試驗段基層頂面彎沉試驗結果水泥劑量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。當水泥劑量為2%時，基層頂面的回彈模量平均值為982.5 MPa，彎沉值為20.6 mm，當水泥劑量為4%時，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)的力學特性差異。2.4試驗路運營期間 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)路面動載作用下的彎沉盆反算路面各結構層回彈模量的路面檢測技術。為了跟蹤試驗路的結構情況，分別對試驗段完工后30 d、108 d和250 d進行FWD檢測，結果見表3與表4。表 3 試驗段路表FWD檢測結果檢測日期水泥劑量（%）代表值（0.01mm）平均值（0.01mm）標準差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 試驗段基層回彈模量反算結果（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劑量的檢測結果比較接近。完工后108 d檢測結果中，三種劑量抗裂水穩(wěn)基層的力學性質差異明顯減小，這可能是因為2劑量抗裂水穩(wěn)的強度形成緩慢。隨著時間的增加，2劑量抗裂水穩(wěn)能夠達到和3、4劑量水穩(wěn)碎石相似的強度。2.5試驗路路面質量完工一年后對試驗路進行觀測，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度成型情況，對2、3、4劑量水穩(wěn)基層進行鉆取芯樣調(diào)查。結果發(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準，水穩(wěn)碎石后期強度滿足要求。3結論本文通過介紹低劑量抗裂水穩(wěn)基層的設計指標及研究方法，以泗許高速公路亳州段為試驗路段，設計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，通過對試驗路進行觀測分析，得到以下結論：（1）通過對竣工7d后的試驗段基層進行取芯調(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。（2）通過對試驗路進行FWD彎沉檢測，發(fā)現(xiàn)竣工初期2、3和4劑量抗裂水穩(wěn)基層力學性能差異明顯，隨著時間的增加，2劑量抗裂水穩(wěn)能夠達到和3、4劑量水穩(wěn)碎石相似的強度。（3）竣工一年后對試驗路進行觀測，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，為相關研究提供了理論參考。參考文獻1劉敬輝.采用預裂縫技術減少水泥穩(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