争鸣之十八沥青路面水稳基层材

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引言

《公路路面基层施工技术细则》(JTG/TF20-)明确规定了基层材料分档方案,如下所示:

交通运输部公路科学研究院王旭东研究员在《细则修订的关键问题》文章中指出:版的《规范》对高速公路的集料分档要求是分为3档到4档。但近年来,很多高速公路工程对集料分档没有给予足够的重视,导致质量下降。《细则》对高速公路集料分档做出要求,最少是4档,极重、特重交通必须有5档以上,从源头上控制原材料的均匀性,从而控制混合料质量的均匀性,以提高施工质量。

现阶段广东省通车的高速公路,即使是特重交通荷载,也仅采用4档备料。细则的要求与广东现实之间的差距是本文讨论的重点。

辨析

同篇文章,王旭东研究员指出:《细则》认为,半刚性基层不存在骨架密实结构,因为半刚性基层是以水泥稳定碎石或砾石为材料的。《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-)提供的骨架密实级配,其实有骨架但不密实,不密实对混合料的耐久性和路用性能,都会产生严重影响。水泥稳定类材料,强度主要来自矿料本身强度、混合料密实性及水泥水化作用,与级配的骨架本身并没有直接联系,所以混合料密实性比骨架结构更重要。

根据王龙、姜凤霞、夏浩然发表于年3月《哈尔滨工业大学学报》的文章《水稳碎石基层取芯临界强度与整体性质量评价时机》:可见悬浮-密实型级配基层材料的板体性不如骨架型级配,因为当水泥剂量相同时,筛孔4.75mm通过率越高,比表面积越大,单位体积上的水泥水化物越少,胶浆强度越低,对粗颗粒的约束性差,钻芯过程中出现大量“返浆”和集料颗粒脱落现象,使芯样不完整、破碎和侧壁不致密。

本人也比较认同:水泥稳定类材料是一种水硬性材料,与沥青混合料的强度机理不同;水泥剂量与比表面积对强度形成有关键制约作用。在这一前提下,可能对级配的骨架要求就没有这么高了。在实践中,广东一般执行以下水稳基层的级配范围:其中,关键筛孔主要是4.75mm,一般控制其在30~35%范围;0.通过率一般也要求不超过5%。从施工情况来看,这两个筛孔通过率控制好,水稳基层混合料强度可以及时满足要求;同时也不易产生收缩裂缝。

由于关键筛孔不多,级配范围也比较宽广,水稳基层级配控制相对容易。广东省一般使用4档备料,包括0~5,5~10,10~20,20~25;很多情况水稳基层料场同时兼顾生产水泥混凝土用碎石,分档情况为0~5,5~10,10~20,10~25,也可满足需求。

0~5的细集料一般被称之为石屑,由于无法应用于水泥混凝土,售价比其它档碎石出厂价有10~20%的价差;施工单位可能存有多使用石屑的冲动,但过多的使用石屑,必然增加材料整体的比表面积,必须增加水泥掺量,才能达到要求的基层材料强度,同时基层开裂的风险增大。随着近年来洞碴加工基层碎石与业主甲供基层料的流行,过度使用石屑的现象基本杜绝。

《公路路面基层施工技术细则》(JTG/TF20-)3.6.3条规定:高速公路和一级公路极重、特重交通荷载等级基层的4.75mm以上粗集料应用单一粒径的规格料。在目前阶段,高速公路与一级公路的沥青混合料生产中粗集料也无法作到单档备料,以此要求基层备料更不可能实现。同时,水稳基层对关键筛孔的要求相对较低,单档备料的要求可能过于保守。

小结

水泥稳定类材料是一种水硬性材料,与沥青混合料的强度机理不同;水泥剂量与比表面积对强度形成有关键制约作用。关键筛孔主要是4.75mm,根据广东经验,一般控制其在30~35%范围;0.通过率一般也要求不超过5%。由于关键筛孔不多,级配范围也比较宽广,水稳基层级配控制相对容易。因此,认为水稳基层采用4档备料也完全可以满足要求。

投票

全文完。徐科,江苏宜兴人,工学博士,“沥青路面”



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