2023年剂量抗裂水稳基层试验路铺筑与质量控制.docx

低剂量抗裂水稳基层试验路铺筑与质量控制 ：低剂量抗裂水稳对于提高沥青路面寿命具有十分重要的意义。本文通过介绍低剂量抗裂水稳基层的设计指标及研究方法，以泗许高速公路亳州段为试验路段，设计了2％、3％和4％三种剂量的抗裂水稳基层铺筑方案，开展低剂量抗裂水稳施工工艺与质量控制，通过对试验路进行观测分析发现，竣工初期2％、3％和4％剂量抗裂水稳基层力学性能差异明显，随着时间的增加，2％剂量抗裂水稳能够到达和3％、4％剂量水稳碎石相似的强度，并且低剂量抗裂水稳基层具有优良的路用性能，为相关研究提供了理论参考。 关键词：低剂量；抗裂水稳基层；弯沉检测；质量控制 0 引言 水泥材料容易受到外界的影响产生收缩裂缝，进而引起反射裂缝影响道路的使用性能[1]。采用低剂量抗裂水稳能够有效地缓解基层反射，对于减少路面裂缝和延长路面使用年限具有重要意义[2]。有关学者对水泥稳定基层的水泥剂量进行了研究，霍轶珍[3]通过进行不同水泥剂量干缩、劈裂强度和抗压强度等多方面试验，确定适宜的水泥剂量为3%。白琦峰等[4]认为水泥剂量为2%时，抗裂水稳能够有效减少路面反射裂缝。本文通过介绍低剂量抗裂水稳基层的设计指标及研究方法，以泗许高速公路亳州段为试验路段，设计了2％、3％和4％三种剂量的抗裂水稳基层铺筑方案，开展了低剂量抗裂水稳施工工艺研究，为相关研究提供了理论参考。 1低剂量抗裂水稳基层的设计指标及方法研究 1.1设计指标确实定 低剂量抗裂水稳材料的设计指标十分关键，一方面要保证施工控制可行性，另一方面要确保材料的可靠性。低剂量水稳材料通常以无侧限抗压强度为的主要设计指标，强度大于 MPa或为标准。为了符合强度指标低限的标准，施工单位往往采取增加水泥剂量的措施，进而导致过多的干温缩裂缝产生，不利于施工质量的保证。在满足强度要求的前提下，为了能够有效减少水泥剂量，其设计指标仍然选择无侧限抗压强度，而强度标准参照国外的设计方法，选择最大值控制或强度范围控制。 1.2弯沉方程确实定 参考我国06版沥青路面设计标准，通过设计年限内累计标准当量轴次来确定设计弯沉值[1]，见式1。 式中：Ne表示设计年限内每个车道累计当量轴次，次/车道；ld表示设计弯沉值，；Ac表示公路等级系数；As表示面层类型系数；Ab表示路面结构类型系数。 2低剂量抗裂水稳基层试验路铺筑与观测 与质量控制 本文结合低剂量抗裂水稳结构设计、混合料设计和力学性能，以泗许高速公路亳州段为试验路段，并根据图1中低剂量抗裂水稳试验段结构示意图，设计2％、3％和4％三种剂量的抗裂水稳基层铺筑方案，开展低剂量抗裂水稳施工工艺研究。 图 1 低剂量抗裂水稳试验段结构示意图 根据抗裂水稳基层质量控制进行低剂量抗裂水稳的施工，为了保证低剂量抗裂水稳的工程质量，应该注意以下三点：（1）抗裂水稳施工过程中，为了控制基层强度需要经过7d养护期取得完整芯样，而低剂量抗裂水稳由于7d养护期时间较短，无法得到完整芯样，可以根据延长养护期后的取芯情况作为判断标准；（2）水泥通过拌和机拌匀后，立即取样并进行剂量的测定；（3）水泥剂量除去用滴定法检测外，还需要对总量进行检测，对每天的实际工程量、实际集料用量和水泥用量进行记录，保证水泥剂量的一致性。 2.2施工期间取芯调查 通过对竣工7d后的试验段基层进行取芯调查，结果见图2与图3。 图 2 2％剂量抗裂水稳基层取芯情况 图 3 3％剂量抗裂水稳基层取芯情况 通过对2％、3％和4%剂量抗裂水稳基层分别取芯10次，发现2％剂量抗裂水稳基层大多数未形成整体强度，取芯过程中芯样松散，如图2所示；与2％剂量相比，3％剂量抗裂水稳基层成型情况略好，其抗裂水稳基层3处能够取出完整芯样，如图3所示；4％剂量抗裂水稳基层根本都能取出完整芯样。由此说明，取芯调查能够初步反映低剂量水稳碎石基层完工初期的结构特征，并且发现其整体性随着水泥剂量的增加而增强。 2.3施工期间的弯沉及承载板测试 为了研究不同剂量抗裂水稳基层的强度情况，对施工期试验路进行基层顶面的承载板测试和弯沉试验，结果见表1与表2。 表 1 试验段基层顶面承载板试验结果 水泥剂量（%） 桩号 基层顶面当量回弹模量（MPa） 2% EC1+100 EC1+300 EC1+450 平均值 3% EC1+100 EC1+300 EC1+450 平均值 4% EC1+100 EC1+300 EC1+450 平均值 表 2 试验段基层顶面弯沉试验结果 水泥剂量 2% 3% 4% 弯沉值（0.01mm） 20.6 11.0 10.7 由表1与表2可知，基层顶面当量回弹模量随着水泥剂量的增加呈现增大的趋势，弯沉值随着水泥剂量的增加呈现减小的趋势。当水泥剂量为2%时，基层顶面的回弹模量平均值为982.5 MPa，弯沉值为20.6 mm，当水泥剂量为4%时，基层顶面的回弹模量平均值约为2％剂量水稳基层的3倍，弯沉值为其1/2，充分说明了低剂量抗裂水稳与一般剂量抗裂水稳的力学特性差异。 2.4试验路运营期间 FWD 弯沉检测 落锤式弯沉仪（FWD）检测是一种在不中断交通的前提下，根据路面动载作用下的弯沉盆反算路面各结构层回弹模量的路面检测技术。为了跟踪试验路的结构情况，分别对试验段完工后30 d、108 d和250 d进行FWD检测，结果见表3与表4。 表 3 试验段路表FWD检测结果 检测日期 水泥剂量（%） mm） mm） 标准差 30 d 2 3 4 108 d 2 3 4 3.6 4.4 3.4 250 d 2 3 4 4.4 4.4 表 4 试验段基层回弹模量反算结果（平均值） 水泥剂量（%） 检测日期 2% 3% 4% 30 d 108 d 250 d 由表3与表4可知，完工后30 d检测结果中，2％剂量抗裂水稳基层的路表弯沉和回弹模量与3％剂量、4％剂量相比差距较大，而3％剂量和4％剂量的检测结果比较接近。完工后108 d检测结果中，三种剂量抗裂水稳基层的力学性质差异明显减小，这可能是因为2％剂量抗裂水稳的强度形成缓慢。随着时间的增加，2％剂量抗裂水稳能够到达和3％、4％剂量水稳碎石相似的强度。 2.5试验路路面质量 完工一年后对试验路进行观测，发现其不同剂量的抗裂水稳基层路段路面良好，未发现车辙、裂缝等病害现象，为了判断基层后期强度成型情况，对2％、3％、4％剂量水稳基层进行钻取芯样调查。结果发现，2％、3％、4％剂量水稳基层均能够得到完整的芯样，说明低剂量水稳基层完整性能够符合标准，水稳碎石后期强度满足要求。 3结论 本文通过介绍低剂量抗裂水稳基层的设计指标及研究方法，以泗许高速公路亳州段为试验路段，设计2％、3％和4％三种剂量的抗裂水稳基层铺筑方案，开展低剂量抗裂水稳施工工艺研究，通过对试验路进行观测分析，得到以下结论： （1）通过对竣工7d后的试验段基层进行取芯调查，发现2％剂量抗裂水稳基层大多数未形成整体强度，3％剂量局部取出完整芯样，4％剂量根本都能取出完整芯样，说明低剂量水稳碎石基层完工初期整体性随着水泥剂量的增加而增强。 （2）通过对试验路进行FWD弯沉检测，发现竣工初期2％、3％和4％剂量抗裂水稳基层力学性能差异明显，随着时间的增加，2％剂量抗裂水稳能够到达和3％、4％剂量水稳碎石相似的强度。 （3）竣工一年后对试验路进行观测，未发现车辙、裂缝等病害现象，说明低剂量抗裂水稳基层具有优良的路用性能，为相关研究提供了理论参考。 参考文献 [1]刘敬辉.采用预裂缝技术减少水泥稳定类基层收缩裂缝[J].中外公路,2023,32(03):103-109. [2]黎卿,王亮,刘子明.低剂量抗裂水稳基层研究[J].西部交通科技,2023,(7):43-45. [3]霍轶珍,黄晓明.低剂量抗裂水稳试验研究[J].交通标准化,2023,196(9):13-17 [4]白琦峰,刘玲,胡伍生.低剂量抗裂水稳基层性能研究[J].中外公路,2023,(6):170-173. [5]中华人民共和国交通部,JTG D50-2023,公路沥青路面设计标准[S].北京:人民交通出版社,2023-10-10.