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摘要：2015年8月1日由交通运输部公路科学研究院主持修订后的《公路路面基层施工技术细则》JTG/T F20-2015正式实施。本细则吸收了近些年在基层生产实践中逐渐形成的、成熟的新技术、新材料和新工艺。提出采用间断、密实型的级配构成原理，改进无机结合料稳定级配碎石或砾石等材料的级配设计方法。本文主要根据作者的实际经验针对振动压实及骨架嵌挤结构及存在的问题进行必要的分析和研究，总结出一些具体控制方法，仅供同行参考。
关键词：半刚性基层；振动成型法：施工技术；质量控制
1引言
半刚性基层振动成型法施工技术是《公路路面基层施工技术细则》JTG/T F20-2015提出的新技术、新工艺，对于这些新理念进行研究和总结以便对半刚性基层进行更好的控制
2半刚性材料设计方面的问题
传统设计方法与现场碾压工况不匹配
室内采用重型击实试验确定材料的最大干密度和最佳含水量，采用静压成型试件测定7天无侧限抗压强度，而施工现场大多采用振动压路机和胶轮压路机进行碾压。传统设计方法与现场碾压工况明显出现不匹配的情况，室内试验数据难以准确反映和控制现场施工质量。
现场压实标准过低
压实标准的适当提高依赖于碾压设备的升级，如今的碾压设备在性能及压实功能上可以说有质的飞跃，若仍然沿用规范对于压实度的控制标准显然不太合适。而且，现行《公路路面基层施工技术细则》也明确指出，当采用大能量压路机时，宜将压实度在原有基础上提高1%～2%。
3半刚性材料施工现状
正是因为对半刚性材料在设计方面存在的一些认识上的偏差，导致施工过程中存在以下一些被视为正常现象的不正常现象，严重影响着半刚性（底）基层的施工质量，比较典型的现象有：
水泥稳定级配碎石混合料的水泥剂量达到5%～6%以上；
工程中为达到设计强度指标及保证路面芯样完整，提高水泥剂量几乎成为唯一的也是最有效的手段；现场芯样无侧限抗压强度往往大于室内静压成型试件的强度；在现有碾压设备下，无需对施工工艺进行严格控制也能达到较高的压实度已经被接受（压实度超百现象普遍存在）；正是在压实度容易达到的情况下，基层的压实质量反而被严重忽视。
4振动成型法特点及技术优势
4.1振动成型设备介绍
振动成型仪作为室内试验设备，其压实效果能够与振动压路机现场压实效果等效，原因在于“振动成型仪－被压材料”的动态响应与“振动压路机－被压材料”的动态响应模型基本一致。
4.2振动成型法技术优势
振动成型方法能够最大程度模拟现场碾压工况。目前，半刚性材料施工现场采用振动压路机和轮胎压路机，室内采用振动法成型试件能够最大程度地模拟现场施工条件，使室内试验成果与实际应用效果具有可比性，能够更加准确、有效地预测和控制现场施工质量。采用振动法进行施工质量控制，要求以振动击实密度作为现场压实度的控制标准，而振动击实密度一般为重型击实密度的1.03～1.04倍，这就能够有效地避免了因室内成型方法与施工实际成型方式不符造成的压实度超百现象，同时也提高了压实标准；而压实标准的提高可以大幅度提高半刚性材料的强度，从而显著提高其抗裂能力及抗疲劳性能。
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4.3振动成型技术核心原理
最大功效：
内在：能显著提高混合料的密实程度（密度、强度、路用性能）；
外在：能够有效降低混合料的水泥剂量（延缓甚至阻止开裂）；
实现途径：振动成型方式、级配优化（嵌挤）、增强现场碾压、降低水泥剂量
成型方式比较：
静压成型基于静荷载对材料施加剪应力使颗粒相互靠近以达到压实效果；振动成型基于高频振动作用使材料产生液化而相互填充来达到压密效果；
半刚性材料振动成型过程：
半刚性材料在振动击实作用下，材料处于振动状态，水分的离析作用使得材料颗粒的外层裹覆一层水膜，形成了颗粒运动的润滑剂，减小了材料间的摩擦力和粘结力，颗粒更容易移动到密实状态，颗粒间的相对位置在振动状态下发生变化，出现了相互填充现象，此时，材料内骨架颗粒之间相互嵌挤所产生的内摩阻力和结合料与骨料间的粘结力都很大，形成骨架密实型嵌挤结构，具有较高的承载能力和稳定性。
核心原理：
基于振动成型方式，对原有级配形式进行优化，适当增加粗集料含量，提高材料颗粒间的嵌挤性，通过增强碾压来增加骨架颗粒间的内摩阻力，从而适当降低水泥剂量，在保证强度的前提下达到抗裂效果。
5振动成型法施工质量控制
5.1原材料质量控制----基础
集料：
粗集料的压碎值影响级配的稳定性，压碎后使级配整体变细，降低骨料间嵌挤性。针片状现场易被碾碎，影响骨料间的嵌挤效果，增加碾压难度。洁净程度影响水泥与集料间的胶结强度，降低混合料强度及性能。因此集料的规格性和均匀性很重要。粗集料组成比例对混合料强度有重要影响，施工过程中通过控制关键筛孔通过率，能够有效保证粗集料间的嵌挤效果，从而提高整体强度，而且，粗集料往往变异性较小，能够有效地进行控制，但同时必须注意不得出现整体混合料的级配断档情况。石屑对混合料路用性能的影响最为重要。石屑的洁净程度和级配变异性较大，尤其在淋雨后会发生明显的离析现象，直接影响混合料整体级配的稳定性和质量的均匀性，因此，在施工过程中，必须对石屑进行严格管理，要有防雨措施。石料厂家经优选后采用相对固定的厂家供应固定标段的方法。对于每个石料场，最好能够派驻一名专职的石料管理员，每天的产量、规格、质量、出料实行日报，加强动态管理。加大对进场石料的抽检力度，加强对进场石料的管理，不同品种、不同批次、不同规格的砂石材料应分档堆放，严禁混堆。集料堆放场地坚硬、清洁，场地需硬化。堆放场地应具有有良好的排水设施。各档材料间应设置高于2m的硬分隔墙，2m以上部分可采用软隔离；料堆形状应为梯形以防止离析。制定专项的石料卸料、堆料、上料的工艺。
水泥：胶砂强度（基础性指标，决定水泥剂量）。凝结时间（施工控制指标）。安定性（关键指标）
施工质控经验：水泥应选用质量信誉度高的厂家；考虑混合料从加水拌和到碾压成型所需的工序时间，水泥的初凝时间应在3小时以上，而且终凝时间宜大于6小时；终凝时间越长，从拌和到碾压成型的延迟时间对混合料干密度和抗压强度的影响就越小；施工过程中应加强各工序间的紧凑衔接，尽快在初凝时间以内完成碾压；水泥安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性，如果水泥安定性不良，在硬化后将产生不均匀体积变化，从而使混合料产生膨胀性裂缝，降低整体强度。在实际工程中，必须充分认识到水泥体积安定性及强度稳定性的重要性。尤其值得注意的是：标号越低、其安定性不合格的比例越大；而且小厂由于受设备、检验、技术力量等局限，生产的水泥尽管有生产许可证和材质单，但安定性方面依然存在较大问题。
5.2混合料级配控制----优化
级配对施工质量的影响
大粒径集料较多，拌和、运输、摊铺时易产生离析，施工过程中散布于表面的粗粒料，水分散失快，粘附其上的水泥由于缺水无法水解、水化，失去稳定作用，在外力搓动下易出现剥落和磨耗现象，0.6mm以下细集料含量多，水稳层半刚性体干缩应变系数变大，产生裂缝几率变大，强度也会变低。
6结语
综上所述半刚性基层振动成型法施工技术是一种新技术新工艺，要熟悉其原理并从施工中不断总结质量控制方法才能保证基层施工质量和提高路用性能。
参考文献：
［1］JTG/T F20-2015《公路路面基层施工技术细则》
论文作者:孟红星
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第13期
论文发表时间:2019/6/11
标签：刚性论文; 材料论文; 水泥论文; 压实论文; 基层论文; 强度论文; 压路机论文; 《建筑模拟》2019年第13期论文;