骨架密实型水泥稳定碎石集料级配设计方法综述

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1、文章编号：1009—9441f2016)06—0001—03骨架密实型水泥稳定碎石集料级配设计方法综述①口口王峰1。熊永松2，冯珀楠1，高润1，胡国祥1(1．武汉工程大学，湖北武汉430074；2．湖北省荆州市公路管理局，湖北荆州434020)摘要：逐级填充法、试验法与体积法是骨架密实型水泥稳定碎石集料级配设计方法的重要内容。为了解骨架密实型水泥稳定碎石级配设计的研究现状，在分析水泥稳定碎石特点的基础上，从逐级填充设计法、试验设计法与体积设计法等三个方面，总结了国内外有关骨架密实型水泥稳定碎石级配设计的研究成果，评述了存在的不足，阐述

2、了今后的研究与发展趋势。关键词：水泥稳定碎石；级配设计；逐级填充法；试验法；体积法；发展趋势中图分类号：U416．21文献标识码：A引言水泥稳定碎石基层在我国各级公路建设中占有特殊的重要地位，是最为广泛的路面基层材料，具有强度高、承载能力较高和整体性好等优点。然而随着水泥稳定碎石混合料的大量运用，逐渐发现水泥稳定碎石基层存在着一些亟待解决的问题，如对温度、湿度的敏感性以及耐冲刷性能较低等。随着近些年来基层材料技术的提高和对材料路用性能的深入认识，集料在混合料的分布状态对其路用性能的影响显得越来越关键uJ。因此，较好的水泥稳定碎石级配设

3、计是近年来基层混合料的发展趋势。通过采用良好的水泥稳定碎石级配设计，改变水泥稳定碎石的结构类型，即由传统的悬浮密实结构转变为骨架密实结构，可以改善其路用性能不足之处。目前，国内外对矿料级配设计的研究较多，本文从逐级填充法、试验法和体积法等三个方面，总结了骨架密实型水泥稳定碎石级配设计的研究成果，评述了存在的缺点，阐述了今后的研究与发展方向。l逐级填充法逐级填充法是以嵌挤为原则，以填充理论为基础，以追求空隙率最小的密实结构为目的的一种级配设计方法。其主要思想是基于填充理论、粒子干涉理论以及最大密度曲线理论的级配原则。依据填充理论，集料最

4、松散状态下的空隙率为48％，用细小粒径的颗粒来填充主骨料的空隙而不用次级粒料填充能得到更好的效果。而粒子干涉理论认为，为达到最大密度，在次一级颗粒粒径不大于前一级颗粒间隙之距离的条件下，由次一级颗粒填充前一级颗粒之问的空隙，进行逐级填充，否则大、小颗粒粒子之间势必发生干涉现象旧J。最大密度曲线理论则认为，矿质混合料的颗粒级配曲线越接近抛物线，则密度越大旧J。填充理论确保集料更加密实，增加内摩阻力，粒子干涉理论以及最大密度曲线理论则赋予混合料拥有较高的凝聚力。国内谭学政∞J、彭波等H1依据逐级填充嵌挤原则确定粗集料级配，采用I法进行细集

5、料级配设计，通过7d无侧限抗压强度来确定粗集料与细集料的比例，从而得到骨架密实型级配；蒋应军”1利用嵌挤原理从理论上计算不同级别集料的空隙率，再进行逐级填充，从而得到主骨料的级配；徐永丽等MJ采用逐级振捣填充方法，通过最大密实度曲线确定出粗集料级配和粗细集料的填充比例，得到理想的骨架密实结构。综观上述文献，逐级填充法是一种比较成熟的设计方法，国内大部分学者主要采用这种方法进行骨架密实型水泥稳定碎石级配设计研究。逐级填充法虽然易于理解和操作，但是结果的离散性较大，主要追求混合料的最大密实，缺乏对混合料骨架嵌挤特性的研究和施工和易性的考虑

6、，难以满足目前水泥稳定碎石基层的路用性能要求。①基金项目：湖北省公路管理局科技项目(鄂路计12016]170号)。建材技术与应用6／20162试验法试验法是通过对集料进行击实或振动试验，确定各级集料的孔隙率，然后进行逐级填充，从而确定混合料的级配。国外对采用试验法确定集料级配的研究较少，国内刘红瑛等一。采用试验法设计骨架密实型级配，从31．5～19mm，19～9．5mm，9．5—4．75mm，4．75～2．36mm，2．36—1．18mm，1．18～0．6mm分别逐级填充；腾旭秋从4．75mm以上开始逐级填充，采用传统重型击实和振动成

7、型击实法来确定各级集料的孔隙率，从而确定主骨料的级配‘引。张嘎吱等∽1利用圆型试筒对大颗粒集料(20～30mm)进行振动试验，确定其剩余孑L隙率，然后按照前一级集料质量的5％递增，加入次一级粒径的集料，从而确定集料级配；为避免细集料与结合料产生离析的现象，又将5—10mm与10—20mm粒径的集料按照95％：5％、90％：10％、85％：15％等比例分别掺配成混合料，并将各种混合料在圆型试筒内振动装满后进行称重，然后绘制混合料质量与高一级集料百分比的关系曲线，从而确定最大掺量一j。李伟雄哺1根据悬浮一密实的设计方法，考虑到规范要求98

8、％的压实度而预留的孔隙率，最终确定的骨架密实型水泥稳定碎石配比为：粗集料：细集料：水泥(质量比)=72．4：22．7：4．9。由上述文献可知，试验法通过具体的试验来确定集料的级配，能够较准确地得到混合料的孔隙率，从而判定