紧密嵌挤骨架密实型二灰类混合料设计方法的初步探讨.pdfVIP

紧密嵌挤骨架密实型二灰类混合料 设计方法的初步探讨 王奕鹏 辽宁省交通勘测设计院，沈阳110005 摘要：本文以沈阳至山海关高速公路路面设计为例，说明了紧密嵌挤骨 架密实型二灰类混合料设计方法的基本原则、试验方法以及具体 步骤。 关键词：二灰紧密嵌挤骨架最大干密度最佳含水量 一、概述 二灰碎石(砾石)作为高等级公路路面的半剐性基层，由于其原材料价格相对较低， 因而在我国的公路建设中得到了广泛的应用。以往二灰碎石的设计思想认为；二灰类半刚 性基层混合料中集料的含量最高为自然堆积的松方容重。当超过这个限度时，其半刚性的 性质就会受到损害。因此集料采用松方容重，集料刚刚靠拢而不密实，剩余部分才可能为 二灰结合料完全填充。概括地说，就是“松排骨架，紧密填充”。但是具有这种基层结构 的路面，在实践中并未取得良好的效果，普遍存在着以下缺点： 1．压密性差：室内击实最大密度仅相当于理论推算的95％，现场施工还将更低，并 且随着混合料中粒料含量的增加，压密问题更加突出。 2．早期强度低：由于粉煤灰的水化胶凝反应较慢。混合料的7天抗压强度只有 o，5~o．8Mpa，难以满足规范的要求。 3航拉强度低：混台料的劈裂强度约为抗压强度的1／10．--,1／12，90天龄期的劈裂强 度为0．2~o，6Mpa，在实际设计中，为满足抗弯拉的要求，往往设置较厚的基层。 4，韧性差：由于混合料中细料偏多，使混合料90天龄期的抗压模量达到 2000—4000Mpa，造成面层应力负担过重。 5．易缩裂：过多的结合料使混合料的收缩系数较大，容易造成基层产生干缩和温缩裂 缝，使面层形成反射裂缝，致使路面破坏。 为了克服二灰类半刚性基层的上述缺点，我们在沈阳至山海关高速公路国内段第七、 八标段的路面结构设计中，根据国内已有的经验，采用具有紧密嵌挤骨架的二灰碎石作为 基层结构，其具体设计思想就是：在振碾工艺条件下，增加混合料中的集料含量，使其形 成具有嵌入状态的紧密嵌挤骨架密实型结构，突破松排骨架中集料的用量极限，减小收缩 系数以提高混合料的抗裂性和抗疲劳性能。再以具有振动状态下最大干密度的二灰结合料 来填充集料间的空隙，以最小量的填隙料获得最大的填隙率，得到混合料的盛大密实度， 从而达到混合料最好的力学性质，提高二灰混合料半刚性基层各方面的性能指标。 二、设计方法 JTJ 014—97《公路沥青路面设计规范》中规定二灰碎石混合料中碎石的级配范围应如 表一： l层位 通过下列方孔筛(nam)N质量百分率(％) 31．5 19．O 9．5 4．7S 2．38 】．18 O．6 0．075 l基层 100 81．9852．7030．5018．3810—276．20 0．7 由于此级配是针对静压施工方法，粗集料偏少，4，75mm粒径以上的集料的质量百分 率中值仅为集料总量的60％，这使得细集料与二灰结合料的总质量将达到混合料的50％以 上，细料偏多；并且集料配比的变化范围较大，不易控制，与我们所预期的紧密嵌挤骨架结 构相差甚远，因此，此次设计中我们抛开了规范级配的限制，用试验方法确定主骨料的级 配，采用上置平面振动法进行制件，其具体方法如下： 1．基本原则 在考虑改善骨架嵌挤作用的同时，还要考虑发挥结合料的同结作用，混合料的组成应 该是获得最大的填隙率而填隙料用量最少。 2．试验仪器与制件方法 选用上置平面振压法，利用振动器来模拟振动压路机的现场压实条件，室内用中15× 15cm的钢筒进行制件，振动压实制件的装置如图一所示： 振动电机 击实筒 愿妇 图一 、 振动器的、主要参数如表二 振医制件方法如下： 1)．按配合比拌制好混合料，封闭闷料2～4小时： 2)．将击实筒固定好，将待用的混合料均分成三份，将第一份装入击实筒中，边装料， 边振捣，然后大致整平：