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二灰碎石配合比设计的探讨

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二灰碎石配合比设计的探讨

收集整理：佚名来源：本站整理时间：2009-01-10 13:02:46 点击数：[]

4　对二灰碎石配合比设计的初步思路

为了解决好以上相互制约的几个问题，我们在进行二灰碎石配合比设计时。根据三个不变、一个控制、一个提高的原则，即保证80%以上粒料比例不变、0.8MPa无侧限抗压强度不变、集料连续级配不变，控制5mm以下粒料用量，提高2mm以上粒料用量。这样设计以嵌挤型代替胶结型，减少收缩，增大粗粒料用量，减少对水的敏感程度，减少整体材料的孔隙率、比表面积和含水量，大幅度降低干燥收缩，以适当级配代替单一级配，减少碎石单一缺少连接面易造成离析和平整度差的问题。
　　根据以上设计原则，我们对宁连一级公路连云港段二灰碎石级配进行调整，并通过了交通厅组织的专家评审。其混合料合成级配见表6。

二灰碎石混合料合成级配　　　　　表6

通过下列圆孔筛的重量 (%)	40	30	20	10	5	2.5	0.5	0.074
中　　　值	100	84.5	73.0	47.5	37.5	30	20	6.0
范　　　围	100	71~98	58~88	35~60	30~45	25~35	10~30	3~9

　　为了对比推荐级配和规范级配以及单一级配的各项性质进行了室内试验(击实、抗
压强度、模量和干、温缩)，结果见表7、表8。

各级配击实试验结果　　　表7

级配含量 (%) 类型项目		单一级配	规范级配	推荐级配
集料组成 (%)	1-3碎石	100	10	37.5
	1-2碎石		27.5	37.5
	石屑		62.5	2.5
Ydmax(g/cm3)		2.01	1.96	2.01
WO(%)		8.9	9.3	9.4

　　　　　　　　　　　注：混合料的配合比为8:12:20

强度、模量试验结果表　　　　表8

指标龄期级配	抗　压　强　度 (MPa)				抗压回弹模量 (MPa)
指标龄期级配	7d	28d	90d	180d	90d	180d
单一级配	1.07	2.74	4.26	6.14	1240	1480
规范级配	1.56	3.92	5.82	8.06	2120	2410
推荐级配	1.23	3.12	5.29	7.54	1750	1980

　　　　　　　　　　　注：以上数值均为代表值。

　　通过干缩和温缩试验绘制的各种级配图分别为干缩应变与时间变化(图1)、干缩应变与失水率关系(图2)、干缩系数与失水率关系(图3)、温缩应变与温度关系(图4)、平均温缩系数与温度关系(图5)，图中1号为推荐级配，2号为规范级配，3号为单一级配。

　　室内试验表明各级配的7d无侧限抗压强度均满足要求，为进一步研究不同级配在施工中的可操作性和路用性能，我们在宁连一级公路南马段铺筑了试验路，试验路长度300m，三种不同级配的二灰碎石各100m，施工时间为1995年6月28日～7月9日。混合料的配合比均为8:12:80。施工过程的检测结果见表9、表10、表11。

平整度检测表　　　表9

级配种类	平均值	标准差S	h=h+1.645s	技术标准
单一级配	6.4	3.12	11.48	＜10mm
规范级配	4.9	2.10	7.95	＜10mm
推荐级配	5.1	2.52	9.24	＜10mm

工地7d无侧限抗压强度试验表　　　表10

级配种类	试件个数n	平均值	标准差	偏差系数	Rd/(1-ZaCv)
单一级配	26	1.29	0.30	23.3	1.30
规范级配	13	1.62	0.193	11.9	1.0
推荐级配	26	1.25	0.229	18.3	1.14

　　　　　　　　　　　　　　弯沉检测表　　　　　表11

级配种类	检测日期	平均值1	标准差S	1r=1+ZaS	备注
单一级配	1995.7.21	19.75	7.94	36	成型日期 1995.7.9
	1995.9.24	9.64	4.12	18
	1996.4.17	7.71	3.11	12
规范级配	1995.7.21	14	6.94	28	成型日期 1995.7.2
	1995.9.24	7.52	3.09	13
	1996.4.17	7.25	3.39	12.8
推荐级配	1995.7.21	17.6	4.50	27	成型日期 1995.6.30
	1995.9.24	10.1	4.42	19
	1996.4.17	6.86	3.18	12.1

　　由于条件所限试验路采用平地机施工，通过检测，推荐级配和规范级配的平整度(三米直尺)均能满足施工规范的要求，3种级配的7d无侧限抗压强度均满足要求，虽然早期弯沉表现各异，但后期弯沉基本相同。
　　试验路施工时正值高温多雨的季节，混合料的含水量较大，加之成型后未立即筑下封层，基层未做到保温养生，暴晒时间较长。在铺设下封层后2个月即在下封层上发现裂缝(此时尚未反射到中面层)，经过一个冬季，裂缝有所增加，且全部反射到中面层。
　　规范级配的裂缝率(m/100m2)为15.5%、推荐级配的裂缝率为11.5%、单一级配的裂缝率为5.7%。而推荐级配在大规模推广生产时，由于含水量控制较好，因而反射裂缝率在4%左右。
　　试验路的裂缝率从另一个侧面也反映了集料级配对反射裂缝的影响程度。
　　通过室内试验和试验路的铺筑可见，以上设计思路是可行的，对于减少裂缝、减少石屑用量、方便施工是有利的。并且，在采用集中厂拌、摊铺机摊铺和加强施工控制前提下，其平整度和强度是能够达到设计要求的，而且压实后表面粗糙、石子外露对于沥青面层的联结也极为有利。

5　试验路裂缝的处理

针对已出现的裂缝，我们采用具有国际先进水平的自粘式玻纤网进行处理，这在国内尚属首次。玻纤网是以高强度玻璃纤维做材质的一种新型加筋格栅，具有较大的抗拉强度及弹性模数、较低的延伸率，很高的熔点，是处治沥青混凝土路面反射裂缝的优良材料。玻纤网较一般加筋格栅最显著的特点是具有很高的熔点(1000ＯC以上)，能够很好地满足沥青砼施工要求。一般的塑料加筋格栅在沥青的摊铺温度(130ＯC～160ＯC)下容易产生变形和老化，从而形成格栅与沥青混凝土的间隙，影响铺设效果。而玻纤网由于具有较高熔点，完全不会发生变形和老化，能够很好地同混合料结合，发挥最佳效应。　

实践证明，自粘式玻纤网施工方便、粘附力强，在沥青砼摊铺和碾压过程中不会发生推挤和老化变形，是处理裂缝的优良材料。试验路反射裂缝于1994年底出现，经玻纤网处理后，于1996年10月8日通车。到现在尚未有裂缝反射到上面层，其效果非常理想。

6　设计、施工、养护中半刚性路面荷载裂缝的防止方法　　

根据二灰碎石的干缩和温缩机理，我们在设计、施工、养护中通过采取以下措施，可使半刚性路面非荷载裂缝减少到最低限度。
6.1　设计方面
　　(1)在进行半刚性路面的设计时，首先采用抗冲刷性能好，干缩系数与温缩系数
小，抗拉强度高的半刚性材料做基层。
　　(2)选用松驰性能好的优质沥青做沥青面层。
　　(3)在稳定度满足要求的前提下，应采用针入度大的沥青做沥青面层。
　　(4)应该采用合适的沥青面层厚度以保护基层不产生干缩裂缝并提供优良的行驶性能。
　　(5)为进一步提高表面层的抗温度裂缝性能，可以采用橡胶沥青或聚合物改性沥青在混凝土表面做一封层。
　　(6)在难以避免裂缝的地区，在沥青表面层碾压结束后，每隔一段距离锯一条横缝，缝深为深入基层厚度的1/3～1/2。
　　(7)采用较薄沥青面层时，用级配碎石中间层(12～15mm)。
　　(8)采用橡胶沥青面层(应力吸收膜)、玻纤网、土工织物、开级配沥青混凝土底面层。
　　(9)每隔8～12m锯一道深6～10cm假缝或预留缝。
6.2　施工方面
　　(1)施工中的关键是保证在铺筑沥青面层之前，半刚性基层不产生收缩裂缝。
　　(2)在施工中严格控制碾压含水量。
　　(3)在制备沥青混合料过程中不使沥青过分老化，施工中加强碾压，使沥青混合料达到高的密实度，这些措施均有利于减少反射裂缝。
6.3　养护方面
　　(1)半刚性基层碾压完成后，要及时养生，保护混合料的含水量不受损失，决不能让基层曝晒变干开裂。
　　(2)半刚性基层碾压完成后或最迟在养生结束后，应立即喷洒沥青乳液做透明层或下封层。
　　(3)透层或粘层完成后，尽快铺筑沥青面层。

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提供人：佚名
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