摘要：针对某高速公路A标段实际情况，在提出水泥稳定基层混合料配合比设计与施工基本要求的基础上，明确配合比设计与施工要求，同时对基层质量予以分析和评价，旨在为类似工程提供借鉴。
关键词：高速公路；半刚性基层；水泥稳定基层；施工技术指标
半刚性水泥稳定基层以其良好的板体性和综合性能逐渐大范围用于高速公路，而作为一种典型的半刚性结构，在长时间受到荷载作用后，容易产生裂缝，而且裂缝还会不断向上传递，造成面层开裂。解决这一问题的基础，是在施工中选择适宜的技术指标。
1工程概况
以某高速公路A标段为例进行分析，该标段路面结构从下到上依次为：水泥稳定基层（低水泥剂量），厚度18cm；水泥稳定基层（中水泥剂量），厚度36cm；粗粒式沥青混凝土，厚度8cm；中粒式沥青混凝土，厚度6cm；SMA沥青混合料，厚度4cm。其中，水泥稳定基层的设计强度在3.5MPa以上。
2水泥稳定基层施工技术指标
2.1配合比设计与施工基本要求
根据该标段所用路面结构，结合路面使用功能要求，明确其水泥稳定基层混合料的配合比设计与施工基本要求，具体内容如下所示。
（1）混合料水泥用量应保持在4%，不得高于4.5%[1]。
（2）进行标准试验时，建议以重型击实法及振动击实法两种方法为主，同时予以对比。其中，采用振动击实法得到的混合料最佳含水量及最大干密度均在试件成型过程中使用，同时在现场进行压实度测试时使用，这样能保证水泥稳定基层整体强度及压实度满足要求，避免基层上的裂缝进一步发展和向上反射。
（3）将C-B-1合成级配作为混合料级配，以下四种筛孔的实际通过百分率必须处在标准级配的下限：4.75mm、2.36mm、0.6mm和0.075mm。碎石的加工以反击破工艺为主。
（4）施工所用水泥和碎石均应采用最新技术细则进行指标控制，同时额外考虑软石实际含量这一指标，要求无侧限抗压强度必须大于或等于5.0MPa。
（5）除此之外，还应对粒径小于0.6mm部分的塑性指数进行检测，一般塑性指数越小对基层质量越有利[2]。
2.2配合比设计与施工
（1）级配合成
该标段水泥稳定基层施工主要采用当地碎石。对于粗集料，其压碎值为23.0%，1#、2#料的针片状含量分别为13.0%和11.1%，粉尘（粒径小于0.075mm的部分）实际含量低于0.6%；粒径小于0.6mm部分塑性指数在6.9-7.1范围内。各档料的技术规格依次为：1#料20-30mm；2#料10-25mm；3#料5-15mm；4#料3-8mm；5#料0-5mm。
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（2）试验结果
在工地试验室对1#-5#料在以下五种水泥用量条件下进行标准试验：
①当水泥用量为3.0%时，重型击实试验所得最佳含水量为5.0%，最大干密度为2.30g/cm3，振动击实试验所得最佳含水量为4.7%，最大干密度为2.34g/cm3；
②当水泥用量为3.5%时，重型击实试验所得最佳含水量为5.2%，最大干密度为2.31g/cm3，振动击实试验所得最佳含水量为5.0%，最大干密度为2.36g/cm3；
③当水泥用量为4.0%时，重型击实试验所得最佳含水量为5.4%，最大干密度为2.33g/cm3，振动击实试验所得最佳含水量为5.2%，最大干密度为2.36g/cm3；
④当水泥用量为4.5%时，重型击实试验所得最佳含水量为5.7%，最大干密度为2.34g/cm3，振动击实试验所得最佳含水量为5.4%，最大干密度为2.38g/cm3；
⑤当水泥用量为5.0%时，重型击实试验所得最佳含水量为6.0%，最大干密度为2.36g/cm3，振动击实试验所得最佳含水量为5.6%，最大干密度为2.40g/cm3。
根据振动压实标准，即采用静压法制备强度试件，以上五种水泥用量条件下的试件强度代表值依次为：5.2MPa、6.1MPa、7.0MPa、8.0MPa、8.9MPa。
将水泥用量保持在4.0%，进行试件强度延迟试验，结果为：当延迟时间为0h时，时间强度为6.9MPa；延迟时间为1h时，强度为6.4MPa；延迟时间为2h时，强度为5.8MPa；延迟时间为3h时，强度为5.1MPa；延迟时间为4h时，强度为4.4MPa。
2.3基层质量分析与评价
（1）如前所述，该标段底基层采用水泥稳定基层（低水泥剂量，为3.0%），基层（中水泥剂量，为4.0%）和底基层所用矿料级配完全一致。底基层施工后7d能在现场取得相对完整的芯样；基层施工后7d能在现场取得致密芯样[3]。
（2）该标段基层混合料拌和站引入二级拌和装置，能对拌和均匀性予以严格控制。在水泥稳定基层施工过程中对强度进行测试，所得强度代表值在5.2-5.6MPa范围内，且强度具有良好均匀性，相较于其它类型的基层，强度约增大1MPa。除此之外，水泥稳定基层裂缝之间的距离在120-200m范围内，说明具有良好的抗裂作用[4]。
（3）施工中必须转变“粗料越多则裂缝越少”的观念，对水泥稳定基层而言，很多因素都会使其产生裂缝，如强度及其是否达到均匀与材料自身收缩等，是多因素共同影响后的体现。该标段水泥稳定基层混合料级配以C-B-1为主，相比之下级配具有较高的稳定性，而其粗集料含量只有常规的90%。尽管细集料含量小幅增加，使收缩应力明显增大，但因强度及其均匀性都较好，所以并不会产生裂缝，相反还会起到增加耐久性的作用。
（4）对高速公路而言，其水泥稳定基层混合料级配宜将C-B-1作为首选，共有12个控制性筛孔，采用5档单一粒径矿料合成，以此获得级配曲线，将水泥用量控制在3.5%-4.0%范围内，强度不小于4.0MPa。然而，实际情况中，该级配16mm筛孔与19mm筛孔对应的控制范围相对较窄，导致施工级配控制难度增大。针对这一问题，可在灵活掌握的前提下允许一定范围的波动，但是要保证实际施工时16mm筛孔与19mm筛孔通过百分率的稳定性，不能出现太大变化，否则将对混合料级配造成不利影响。
3结论
通过以上实例分析，可得：
（1）根据重型击实标准或振动击实标准采用静压法制备强度检测试件，其质量基本相同。然而，根据振动击实标准制备的试件，其强度相对较高，但能良好还原施工现场采用振动压路机时的实际情况。
（2）根据振动击实标准，能提高基层整体压实度，这对基层强度的形成十分有利；当外部条件允许时，宜降低一定水泥用量，这样能有效减少裂缝的产生。通过对该标段施工现场的观察发现，因将振动击实标准作为依据，所以虽然最佳含水量有所降低，但并未对混合料和易性造成影响。基于此，建议将振动击实视作首选试验方式，同时采用重型击实进行对比，以此消除干扰和误差。
（3）可对水泥稳定基层强度造成影响的因素往往有很多种，如水泥实际用量、矿料级配情况、基层压实度、延迟时间。连续且致密的级配可以有效提高基层整体强度与使用耐久性。当符合设计强度要求时，通过对C-B-1级配的运用能进一步缩减水泥用量，从而减少裂缝产生。
参考文献：
[1]朱磊，李强.基于不同基层沥青路面长期性能观测与分析[J].中外公路，2016，36（06）：60-63.
[2]李仕华，王修山.动载作用下半刚性沥青路面力学响应分析[J].中外公路，2016，36（05）：49-53.
[3]申爱琴，王礼根，万晨光，顾聘聘.耦合场下吐鲁番半刚性沥青路面三维有限元分析[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2016，35（01）：40-45.
[4]李海滨，武金婷，任红丽.沥青碎石与半刚性复合基层沥青路面力学响应[J].广西大学学报（自然科学版），2013，38（03）：709-715.
论文作者:郜冠吾
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/25
标签：基层论文; 水泥论文; 强度论文; 用量论文; 标段论文; 稳定论文; 密度论文; 《基层建设》2018年第7期论文;