振动法在水泥稳定碎石基层配合比设计和施工中应用

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1、振动法在水泥稳定碎石基层配合比设计和施工中应用　　摘要：通过室内试验研究了振动法在水泥稳定碎石基层配合比设计中的应用，分析了振动时间对水泥稳定碎石混合料最大干密度的影响，对比了振动法与重型击实设计方法对试验的结；并结合工程实践，对施工过程进行质量控制。结果表明：与传统的重型击实法、静压法相比，振动法得到的混合料密度偏高，7d无侧限强度偏大；减少了基层裂缝等病害，有效提高了路用性能。关键词：振动法；水泥稳定碎石；配合比；无侧限抗压强度；质量控制中图分类号：U416.214文献标识码：A0引言9在各种半刚性基层中，水泥稳定碎石由于早期强度高、抗冲刷性能好、整体性好的特

2、点，近几年在高等级公路基层中应用广泛。但在已建成的高速公路中，出现了较多的早期病害，主要表现为严重的收缩裂缝及由其引发的唧浆、网裂等，这些问题现在已经引起国内道路工作者的重视，行业内已经出现了针锋相对的两种观点：其一就是取消半刚性基层，采用柔性基层论；其二还是延续强基薄面论，充分发挥半刚性基层的优势。毕竟国内对半刚性基层沥青路面的研究及应用成果已经比较成熟，且可以降低路面造价，故在此基础上，对水泥稳定碎石的设计、试验方法进行进一步研究是很有必要的。目前水泥稳定碎石配合比设计中，普遍采用重型击实试验确定最大干密度和最佳含水量，用静压法成试件的7d无侧限抗压强度确定水

3、泥剂量。而这与施工现场大量使用振动压路机的情况不符，故室内试验法不能有效的模拟现场施工条件。1存在问题及原因目前在水泥稳定碎石基层施工中普遍存在如下几方面问题:（1）水泥稳定碎石基层在沥青混凝土面层铺筑前大量出现裂缝现象(不正常)已司空见惯;（2）现场芯样无侧限抗压强度往往远大于室内静压法成型试件强度;现有压实设备下,无需对施工工艺严格控制也能达到较高的压实度,压实度超百现象普遍存在等等。其原因是：(1)现场基层压实度普遍存在超百现象,其实质是压实度标准偏低。目前压实工艺已经发展到调频调幅式的振动压路机（现场普遍使用的20～22t振动压路机），而重型击实试验法针对

4、93年以前8～12T压路机提出，9这也表明了重型击实法已经落后与生产实际。为了更好地模拟现场压实,有必要采用振动击实法确定水泥稳定碎石最大干密度和最佳含水量。(2)水泥稳定碎石基层裂缝的产生,与水泥剂量有关。水泥剂量是根据室内静压法成型试件的7d无侧限抗压强度确定的,而现场振碾作用下和重型击实作用下：水泥稳定碎石矿料排列方式和集料级配变化情况不一致,这也是导致现场芯样强度远大于室内静压成型试件强度原因之一。为了确定合理的水泥剂量,有必要采用振动法成型试件测定7d无侧限抗压强度。2水泥稳定碎石基层材料振动压实试验仪以《公路沥青路面设计规范JTGD50—2006》提出

5、的振动试验方法为基础，振动仪振动参数为静面压力1900N±100N，激振力为6800～6900N，振动频率为30Hz，并以振动仪的振动压头回弹跳起时为振动压实试验结束控制状态。1－试件安装夹紧装置2－振动压实机构3－电动机4－升降连接机构5－升降机构6－吊环图1水泥稳定碎石基层材料振动压实试验仪示意图水泥稳定碎石配合比的确定9水泥稳定碎石配合比设计的内容有：集料级配、水泥剂量、混合料的最佳含水量和相应的最大干密度的确定。设计应满足的强度要求、具有较小的温缩和干缩系数（即现场裂缝较少）和施工和易性好（粗集料离析较小）。3.1级配的确定对原材料分别进行水洗筛分，按颗粒

6、组成进行计算，确定各种碎石的组成比例。结合工程实践，确定混合料的级配建议范围见表1。表1建议的水泥稳定碎石混合料级配范围22%）、0.6mm粉料含量相对较低。这使混合料能够形成骨架密实结构，可大幅度提高水泥稳定碎石的抗裂能力。结合工程实践和表1中的建议级配范围，取两组：级配A和级配B，分别进行对比试验，见表2。表2级配A、B3.2确定水泥剂量、最佳含水量、最大干密度（1）水泥剂量水泥剂量按3.0%～6.0%范围，取4～5种比例制备混合料试件，3.0%、4.0%、5.0%、6.0%，一般做9个试件；用振动成型法确定各组混合料的最佳含水量和最大干密度。9（2）根据确定

7、的最佳含水量，拌制5组水泥稳定碎石混合料；按要求压实度（振动击实标准，98％）制备混合料试件，在标准条件下养护6天，养护温度为20℃±2℃，浸水一天后取出，做无侧限抗压强度；水泥稳定碎石7天无侧限抗压强度代表值应不小于设计值（在3.0Mpa～5.0Mpa范围内）。研究选用A、B两种级配，先用重型击实法确定最佳含水量及最大干密度，以及用静压法成型试件测无侧限抗压强度（见表3）；后用振动法确定最佳含水量及最大干密度，再用振动成型试件测无侧限抗压强度。试验结果及与静压法比较结果见表4。表3级配A、B强度试验结果（重型击实法、静压法）表4振动成型水泥稳定碎石混合料强度试验

8、结果对比根