微粘结级配碎石基层的性能分析

发布时间：2021-02-27 16:17所属平台：学报论文发表咨询网浏览： 次

摘要：级配碎石柔性基层存在回弹模量小及永久变形大的缺陷，容易导致面层的网裂和过大的车辙;水泥稳定碎石半刚性基层存在干缩温缩大的缺陷，容易导致路面产生反射裂缝。从解决二者的缺陷入手，提出采用微粘结级配碎石作为路面的基层，通过室内试验确定不同水

　　摘要：级配碎石柔性基层存在回弹模量小及永久变形大的缺陷，容易导致面层的网裂和过大的车辙;水泥稳定碎石半刚性基层存在干缩温缩大的缺陷，容易导致路面产生反射裂缝。从解决二者的缺陷入手，提出采用微粘结级配碎石作为路面的基层，通过室内试验确定不同水泥剂量的微粘结级配碎石材料的CBR值和无侧限抗压强度，以此分析合理的水泥剂量。结果表明：随着水泥掺量的增加，级配碎石的CBR增大，但是过多的水泥掺量会使路面基层呈现半刚性基层，干缩温缩大，反射裂缝明显。微粘结级配碎石材料可以用作路面基层，能提高纯级配碎石的模量，提高级配碎石的施工和易性、减少沥青路面反射裂缝。

　　关键词：级配碎石;微粘结;CBR;水泥含量;反射裂缝

　　1引言

　　半刚性基层沥青路面被广泛应用到各级公路的建设当中，为我国的公路建设做出了重大的贡献。伴随着半刚性基层沥青路面的大量修筑，由半刚性基层的温缩、干缩开裂引起沥青路面严重的反射裂缝、基层排水性能差、损坏后修补困难等缺点日益突出，严重影响了路面使用性能[1,2]。

　　于是采用级配碎石基层沥青路面或在半刚性基层和沥青面层之间设置碎石过渡层开始得到世界的重视。与半刚性基层沥青路面结构相比，级配碎石基层沥青路面可以有效减少反射裂缝，但是级配碎石材料是柔性材料，自身强度较低，易产生较大的变形。文章通过对半刚性材料和柔性材料的优缺点分析，提出了介于水泥稳定碎石(半刚性材料)与级配碎石(柔性材料)之间的低水泥剂量微粘结级配碎石半柔性材料作为路面基层，即微粘结级配碎石，结果标明，该材料可以很好地解决我国沥青路面早期损坏问题，保证沥青路面的使用品质和延长使用寿命[3-5]。

　　2原材料水泥、集料均来源于抚顺新宾马架子。

　　2.1集料相关指标集料的各项指标均满足规范要求。

　　2.2配合比设计

　　根据石料现场的加工能力，现将碎石分为以下4种规格：0～5mm，5mm～10mm，10mm～20mm，10mm～30mm。依据规范要求，提出级配碎石材料设计级配。

　　3微粘结级配碎石室内试验

　　3.17d无侧限抗压强度

　　按照无机结合料稳定材料圆柱形试件制作方法(T0843-2009)制作水泥掺量分别为2.5%、3%、3.5%的微粘结级配碎石圆柱形试件，采用无机结合料稳定材料养生试验方法(T0845-2009)对圆柱形试件进行养生，采用无机结合料稳定材料无侧限抗压强度试验(T0805-1994)测定圆柱形试件的7d无侧限抗压强度[6]。由上可知，且根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017)，微粘结级配碎石的7d无侧限抗压强度因水泥掺量较低，达不到水泥稳定材料半刚性基层的强度标准，但可以达到石灰粉煤灰稳定类材料的强度等级[7]。

　　3.2承载比(CBR)试验

　　按照重型击实试验(T0804-94)水泥掺量分别为2.5%、3%、3.5%的微粘结级配碎石圆柱形试件，分三层、每层98次重型击实。按照公路土工试验规程(JTG E40-2007)中土的承载比试验(T0314-1993)测定CBR。试件要泡水4昼夜[8]。由上可知，随着水泥掺量的增加，级配碎石的CBR增大。但是，过多的水泥掺量会使路面基层呈现半刚性基层的特性，干缩温缩大，反射裂缝明显。

　　4铺筑微粘结级配碎石试验路

　　辽宁省抚顺市新宾县木桦线铺筑水泥掺量分别为2.5%、3%、3.5%的微粘结级配碎石路面以及5%的水泥稳定级配碎石沥青路面各500m，观测此四段试验路的防反射裂缝效果。

　　经过一年的交通荷载作用，对木桦线试验路段的裂缝进行检测[9]。试验路段路面结构为：3cm密级配细粒式改性沥青混凝土(AC-10C)，5cm密级配中粒式沥青混凝土(AC16F)，15cm厂拌水泥稳定结级配碎石基层，19cm厂拌二灰稳定碎石底基层，20cm天然砂砾垫层[10,11]。经观测三段实验发现，水泥掺量分别为2.5%、3%、3.5%的微粘结级配碎石路面的反射裂缝远远少于5%的水泥稳定级配碎石沥青路面。

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　　5结语

　　①微粘结级配碎石的7d无侧限抗压强度虽然达不到水泥稳定材料半刚性基层的强度(MPa)标准，但可以用作柔性路面的基层材料。②随着水泥掺量的增加，微粘结级配碎石的CBR增大。③通过试验路观测发现，水泥掺量分别为2.5%、3%、3.5%的微粘结级配碎石路面的反射裂缝远远少于5%的水泥稳定级配碎石沥青路面。

　　参考文献：

　　[1]于保阳,马梁龙.微粘结级配碎石的路用性能参数试验研究[J]..沈阳建筑大学学报：自然科学版，2013，(10)：1-3

　　[2]张海,马光超,张敏江,等.级配碎石基层对沥青路面反射裂缝抑制机理分析[J].沈阳建筑大学学报：自然科学版.2011，(02)：247-252.

　　[3]马梁龙.低水泥剂量稳定级配碎石基层材料收缩性能研究[D].沈阳:沈阳建筑大学,2013.

　　[4]沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M].北京:人民交通出版社,2001.

　　[5]王宏畅,李国芬,高敏杰,等.半刚性基层与柔性基层沥青路面结构分析[J].交通标准化,2008(,11):119-123.

　　[6]JTGE51-2009,公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].

　　[7]JTGD50-2017,公路沥青路面设计规范[S].

　　[8]JTGE40-2007,公路土工试验规程[S].

　　[9]JTGE60-2008,公路路基路面现场测试规程[S].[10]沈金安.国外沥青路面设计方法汇总[M].北京:人民交通出版社,2004.

　　[11]唐培培.重交通高等级公路沥青面层合理厚度研究[D].西安:长安大学,2008.

　　作者：赵云龙

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