半刚性基层的几个问题

半刚性基层的几个问题交通部公路科学研究院汇报提纲1234概述强度问题级配问题施工变异性与质量控制576半刚性基层的几个问题沿海高速长寿命路面技术1.概述概述

国外半刚性沥青路面发展比较早，早在上世纪六、七十年代，半刚性沥青路面已作为欧洲、美国、日本等国家主要的路面结构形式。半刚性路面在早期得到这些国家的广泛运用主要是因为各国都看到了半刚性路面的整体性好，承载能力较高等优点。对于国外的半刚性材料主要是用水泥稳定碎石类，对于石灰稳定类使用的较少。概述在我国目前已建的高速公路上，几乎85%以上的基层结构形式是半刚性基层材料，这些基层材料最主要的也是在设计上讲是将其直接运用于沥青面层下作为承重层的，在路面承载力方面起到了至关重要的作用。概述

国内发展历程“六·五”以前的起步阶段；石灰土在全国不同地区得到了推广应用。渣油表面处治和石灰土基层路面是本阶段的路面的代表。“六·五”、“七·五”、“八·五”的发展阶段；

“七·五”期间，“高等级公路半刚性基层沥青路面结构设计和抗滑表层的研究”；

“八·五”期间，“高等级公路半刚性基层沥青路面典型结构的研究”。形成了以半刚性基层为主的格局；在此阶段的主要的科研成果有：（1）确立了重型压实标准；（2）优选了半刚性基层材料类型，形成主要以水泥稳定碎石和二灰稳定类为主的半刚性材料形式；（3）半刚性材料的技术指标的确立，以抗压强度作为唯一的指标进行材料控制，以弯沉为路面结构的设计指标，以路表弯沉作为现场检验的重要指标；概述

国内发展历程（4）确立了半刚性材料的组成设计方法；（5）规范了基层的施工工艺，路基路面工程质量管理；（6）规范了一些基层材料的试验方法等等。概述

国内发展历程“八·五”以后的应用与完善阶段。提出了考虑强度、干缩、温缩、冲刷等多指标控制体系的设计思想总体的思想是在保证强度的前提下综合考虑其他的影响因素，确保无机结合料的半刚性基层的长久性。概述

国内发展历程与柔性基层材料相比：强度高，承载力大，水稳性好，板体性强;无机结合料稳定土的材料易得，能够充分的利用当地砂石材料;在多年的使用中设计、施工单位积累了不少利用无机结合料稳定土修建基层施工经验。概述

半刚性材料基本特点主要存在的问题是:抗裂性不足、抗冲刷能力不足，还存在抗冻性不好与面层粘结差概述

半刚性材料基本特点2.强度标准2.强度标准2.强度标准各国对于水泥稳定碎石材料的强度的试验方法和强度的大小的规定各不相同；美国加州和华盛顿州强度的试验方法与我国相同，但是其强度大小却都在5MPa以上；2.强度标准2.强度标准等于或超过10年设计使用期的道路占24%，这些道路不需要任何重大的养护工作；40%的道路在使用达10年时需要少量的养护；10%的道路在7~10年间需普遍养护；8%的道路在使用4~7年间；11%的道路在使用3年内需要普遍养护。2.强度标准使用3年内需要普遍养护的道路，是由以下一些因素造成的：一半以上的原因是这些道路的设计水泥用量只有3％；剂量3~8%的水泥稳定基层在控制很好的工厂内生产时，水泥剂量较设计值低0.4％以上；在需要普遍养护的道路中，有一半以上遭受冬季负温的作用。2.强度标准根据室内研究，亚伯拉姆斯曾得出结论，为了经受冻融作用，最小的水泥剂量为3％。进一步的分析发现，在美国养护较为频繁的路面结构往往是那些水泥稳定类材料强度较低的道路。所使用的路面中基层的强度高的其使用寿命要明显的高于基层强度较低的路面结构形式。2.强度标准丹麦公路研究所“MechanisticDesignofSemi-RigidPavements”在欧洲，半刚性路面应用相当广泛。如德国法国西班牙在主要公路网有30～50%的路面为半刚性路面。典型的重交通路面结构为15～25cm的水泥处置基层＋10～20cm的沥青面层。

水泥处置基层的7天抗压强度要求为6～12MPa。2.强度标准在丹麦，5％的干线公路采用的半刚性基层。上个世纪七十年代丹麦在100km的高速公路上使用半刚性基层。典型的路面结构为20cm水泥处置碎石基层＋12～16cm的沥青面层。水泥处置层的7天抗压强度要求为5MPa。2.强度润标准设计强驶度的标研准与半含刚性层狱在路面始结构中胖的作用包有关：1.对路面阀弯曲抵善抗没有岂贡献；2.与沥青摆层共同影承担弯闭曲抵抗槽；3.半刚茧性层进单独葱承担辣弯曲内抵抗叫。多数国谣家是按勒第二种府思想进雪行设计著的。2.强度标察准根据这谋一指导泻思想，棍欧洲形戏成如下方分类：贫混凝岗土，强巴度大于10M食Pa，如比不利时、赖德国及着法国；低强度于的水泥聪稳定土露，强度反小于2M援Pa，如瑞犹士；中等裂强度盛水泥搭稳定点碎石奏，强薯度在2.辉5～4.箭5M依Pa，如举意大瓶利。2.强度该标准200精2年“Ze刷me猪nt董st魂ab蝇il快is珠ie编rt嗽e送Tr被ag臣sc渴hi真ch胁te顺n,这B叫un轿de虹sm画in拔i－ste垒riu煎mfürV轻erk稼ehr轰,I社nno登vat归ion藏un牢dT积ech拍nol雨ogi偷e”按基层调的强度要水平分援为两组偷：高强团的贫倡混凝航土，冠强度造在6～10M撞Pa，主要并应用于山比利时律、德国疯、西班柜牙、英筛国及瑞猜典。低强发度水锤泥稳元定，励强度魂在2～4M挑Pa，主茶要应酱用于温澳大优利亚粗与瑞另士2.强度发标准小结半刚蝴性基遵层材缺料的药强度添标准搬应是豪其在询路面灰结构册中作出用而份定，汽而不唉是是省否开嘴裂；就我财国目您前的薯沥青房诚面层语厚度句及交材通量霉情况南，半核刚性恩基层专仍是滚主要碑承重蒸层；3.级配组辟成3.级配组求成半刚性呈材料的抽基本要巾求：强度；密实性父；抗裂秩性能油；抗冲挎刷性炉；疲劳旦性能夹；3.级配晃组成影响因餐素：水泥剂棒量；级配；级配中白粗集料坐含量；0.0债75m舍m通过率习；施工偶工艺圈。3.级配组姨成悬浮密计实肢骨架监密实以骨架芝空隙3.级配组篮成3.级配稍组成3.级配组险成3.级配组刊成最佳含劣水量随廊级配的刮增粗，隔先降低悲后又增束大，在续碎石含斗量55低~6蚂0%之间着时最软佳含窑水量禁达到乌最小讨；最大干杆密度随怖级配的威变化情你况与最确佳含水忽量的变冈化情况袋相反，挖级配碎妄石含量两在55~此60%之间时沙达到最巴佳密度汪状态，驼表现为呀干密度垒最大，雹含水量眠最小，舱当碎石致含量进究一步增伟加后，奸混合料饲密度下生降，说烫明空隙盲率增加宪，密实番性降低应。通过丝式击实样试验桶看，W级配么和X级配火将会由是在脂级配脱设计陆中所葱应该很得到窗的最丈佳级骆配形升式。3.级配组兄成3.级配组蜡成变化富规律动都是达随着腥级配么的增秤粗，智理论艳密度忠先增挂大而绒后减企小，龙在中丸间的X级配处剥达到最叔大值。3.级配组绕成3.级配斧组成随级配幕的增粗喘，试件岗的空隙饱率在W级配处期达到最程小；试件的镜空隙率鹊在数值哄上总体役趋势是降先减小逃后增大需的；3.级配组户成以筛孔像尺寸为4.贤75婶mm或9.5粗mm作为粗罩细集料选的分界揉尺寸3.级配泳组成3.级配组辨成随级幻玉配的膝增粗福，粗纸集料邻矿料胖间隙帐率VC康A在Y处达到兴最小而筋粗集料默捣实密阶度相反斯在Y级配析处达请到最丸大。说明就绿粗集料舅的骨架简结构来名讲，Y级配无肠疑是最疼好的，Y级配购的粗顺集料烘之间耻接触鞭最为坐紧密撒；但从再击实覆的结胶果可参以看迎出，Y级配的尺击实最郑大干密日度在几喉个级配提中并不绿是最大泉的，由灶此可见历，骨架霉最为紧再密的级献配其密钓实性还时受到细为集料含拦量的影籍响，并潮不是骨茧架紧密颤的其级偷配就密狂实。3.级配型组成3.级配组附成水泥叙稳定建碎石挥混合续料一梯味地府追求艇骨架斥结构切是不浪可取殿的；通过比倾较击实提试验结体果和上架表中的羡数值可铜见，Z级配彻达到象骨架嫂结构饶但是视其密长实性惩却并鹿不能把满足霉要求铸；从实竞际的热混合滋料看效，Z级配混返合料过握粗在实镜际室内零试验中肝一般都停难以成纷型；3.级配组新成3.级配礼组成3.级配组慨成3.级配榴组成7天饱棒水无围侧限闲抗压逢强度枣随各脂级配童的增斥粗有轮一定侧的差定别，蝇基本穗上在味中间剧的级界配要黑高于灶两端鸣的级榜配的唯强度处，但登是总阻体上餐来讲忘，级访配较民细一睛些的原强度珠要高尚一些茂；在水动泥剂洞量相俩同的餐情况嗓下，偿混合乡丰料中蜂细集笑料多滔些，耐水泥鸭石与遇集料暂的接话触面游就会秧大些块，相末应地顽，混埋合料好抵抗沾强度惯的作身用就岸会强舱些；但当饰细集溉料过煎量多区的时监候，贫粗集扇料的损嵌挤帐作用监就会返减弱狗，从见而导搏致强战度的铲减弱虾。过量俊的粗舅集料汇的级午配虽彼然粗肌集料碰之间耻的嵌晨挤作浆用有缺余，门但是赏由于埋缺乏剑细集翼料和添水泥暮石的橡足够句的约史束作牧用，景其抵岸抗强秃度的糟能力刑是有阀限的栋。3.级配组喇成3.级配组言成3.级配组添成试件的7天无侧楼限抗压传强度与渣试件的睛密度和园孔隙率促有较强闸的线性冒相关性耽。试件济的强渗度随剃试件牌的密法度的薪增大币而增管大，润因此豪相反芹的，鸽随试凤件的疑孔隙腰率的岸增大乔而单竖调减蛋小，由此舟可见玩，加监强水钻泥稳烈定碎爽石混阳合料英密实哨性对施于材黑料的堪强度冒是有甲益的堵。在进行悉配合比屑设计时废，通过补调整级槐配采用驴击实试勇验优选贴较为密翁实的混妥合料级杂配，将多会得到激性能较神优的材锅料。3.级配组郊成3.级配律组成3.级配闸组成3.级配票组成采用的蚀是相同桑的水泥改剂量，聚水泥对瓣于干缩造的影响咐应该基开本上是砍相同的绝，存在到的差别孙主要是窜混合料探的粗细趁集料的债搭配比胃例上；干缩邻应变乎与干换缩系难数随谱级配默的增狮粗，料其总枝体的伤变化株趋势觉是级横配越抬粗，穴干缩布参数驱呈先窗减小剪后增袄大的脊趋势桌；在混合铅料中所硬含的细议集料多勉些，总内体上干鸽缩越强秘；从前面殊的体积膊参数结拥果可以航看出中糖间W级配舞和X级配的肚密实性词最好。勒从干缩削结果看W级配洁干缩境系数辣也是管最小娱的，盲二者忘之间浴存在烂较为碧相似凯的变口化规厘律。3.级配征组成3.级配屋组成3.级配组哨成（1）A值表示砍曲线的票斜率，悄其值大管小决定责了疲劳顿曲线的腔陡缓，摄表示了艳材料的急力学敏离感性，A值越大住，曲线期越陡，侮说明应千力的变谁化对疲触劳寿命晶的影响套越大。通过比绑较三种揪级配的A值可见秧，不论赶是95%保证率物下还是50%保证率矿下A值的大获小排序音为：W<U悲<Y由此可抖见W级配的井力学敏扭感性最薪低，其吩在相同数的路面甩结构受蛮力下抗腔超载超刃限的能躁力也会电越强些短；从本章落中几个协级配的饭力学性甚能以及名干缩性奴能的对腰比也可凡以看出W级配变都优蓄于U、Y级配碧；3.级配哲组成（2）B值表塌明了左曲线文的截靠距，岩其值亦的大胁小反妹应了早曲线汇位置简的高确低，B值越第大，矿疲劳始曲线格位置斗越高帅，混截合料疗的抗冻疲劳妹性能劫越好拿。三个建级配家的B值大小归的排序快如下：Y〉W纠〉U按照ASS生THO试验更路的咬规律盖认为劈燕，半糟刚性晶材料使的轴英载换脾算指佳数为8次方强，力退学性墓能敏置感性搅低的焰可能掀最终咬的疲狼劳性莲能会的更强兰些。3.级配薄组成（3）从疲母劳曲线香图上可暗以看出羡，疲劳败性能W级配县明显棉优于U级配和Y级配奇，而堂从曲裳线的雷走势撑上看缎，Y级配饿的疲寸劳性凭能是辫最差忧的；通过趋苗势有理然由相信疑，Z级配的砖疲劳性雹能将会撤更加的锋劣于其居他的级姑配，因丹此，在程级配上卸过分的屿追求所占谓的嵌购挤结构毛，可能浮会在干倒缩等方缓面取得态一定的刺收益，饲但是如采果因为至减小了独干缩和融温缩性震能而牺企牲疲劳邪性能那只对于路辽面来讲崖将是更拘加的致份命。疲劳性麦能的降估低将会弃是路面恳整个承傅载能力到的总体放降低，缓对于路冰面的损评坏将是剂无法弥抖补的，自在级配蓬的配合裙比设计胸上一定狐要综合厌考虑各互种因素馆对于路党用材料脸的路用徒性能的别影响，输通过试蔑验比选马，优选翻最优的里级配类乔型才是剑最为重介要的；3.级配揭组成矿料熊级配躲中粗立细集戴料的鸟分界央筛孔业统一樱为4.递75孙mm，即>4艇.7讲5m索m的颗粒察称粗集犯料，小条于4.仗75准mm的颗陡粒称桶细集焰料。设计粗代集料的储级配时放，是一锅个幂函绒数，设培计细集溪料的级漂配时，元又是另名一个幂域函数。所用的恢基本方漂程式为辰：此式中剧的Dma落x标称杀最大谦粒径牲就是进实际犯最大找粒径扮。3.级配冬组成式中有漂两个未聋知数A和B，为了墙求解A和B的值，贩需要建雀立两个畅联立方梢程。为此口设定情，di=车31.振5mm时，Pdi=10础0%；di=蓬4.7迟5mm时，Pdi=3沟6%。采用4.盯75沸mm的通过敞量36您%是因为丈现场容裤易碾压来密实。标由此可闭得计算军粗集料(4加.7嘱5m车m~满31滴.5枣mm绝)各个筛钳孔通过浩量的方缸程。计算细方集料级镜配的方柱程时，型一个控您制点是4.林75俘mm的通塞过量射，即36叙%，另告一个异控制川点是0.0证75m贵m的通绒过量剥，其饼值为3%~跪5%。已有木的研究育成果证刻明，为疾提高水畏泥碎石盏的抗弯欠拉强度天和回弹尊模量，矿料条级配咽中应净有3%~罗5%＜0.滔07匹5m蚁m的粉料厨。4原材料纠质量控糖制4.原材相料质猫量控找制过程控阁制的目老的之一驴就是有序效控制存工程质风量的变菌异性S总＝S取＋S试＋S材料耕、施胜工S取占23％、S试占43％、S材料隶、施吉工占34％4.原材料沉质量控粱制过程士控制洲的目协的之惠一就肉是有坐效控践制工由程质林量的估变异虎性S总＝S取＋S试＋S材料诵、施享工S取占23％、S试占43％、S材料迅、施仿工占34％4原材料局质量控品制(一)集料液资源磁特性集料消资源敏特性简分析资源特四性指标表观密黎度集料脚压碎晋值含水仁率、擦吸水葛率与沥青落的粘附垄性磨光摸值磨耗饶损失宗值毛料界开采桨过程津控制开采锄量终采高雄程与分希层分层黎高度＜12米保证开丸采层稳拿定性4原材料简质量控化制(二)集料幸加工塑工艺潮流程流程原石开采一破二破三破筛分碎石2碎石1碎石3碎石4制砂机筛分棒模制砂螺旋分级机脱水筛成品砂一破采妹用颚式渗破碎机二破评采用陆反击诊式破判碎机三破采新用冲击弯式破碎扫机4原材料重质量控狮制(三)集料生从产变异就性4原材料战质量控链制(四)筛网的丘设置碎石厂热筛网设鲜置与合白成集料催级配变隙异系数蚁表4原材换料质跪量控芬制(四)筛网泳的设贸置混合类型1＃2＃3＃4＃5＃AC2520-30(23-30)10-20(11-23)5-10(6-11)3-5(3-6)<3AC2010-20(11-23)5-10(6-11)3-5(3-6)<3AC1610-20(11-18)5-10(6-11)3-5(3-6)<3AC1310-15(11-15)5-10(6-11)3-5(3-6)<34原材料伐质量控愚制(四)筛网番的设赤置(沙院举士，遥单一毅粒径犹的分榴档方细式)混合类型1＃2＃3＃4＃5＃AC2526.5~1913.2~199.5~13.24.75~9.5<4.75AC2019~1613.2~169.5~13.24.75~9.5<4.75AC1613.2~169.5~13.24.75~9.5<4.75AC139.5~13.24.75~9.5<4.75稳定产洗量经常性吃的检修将关键园筛孔设押为分档宜的控制斯筛孔避免分行档不清疲及在粒奋径上的渔交叉取料的如位置4原材堤料质乐量控扫制(五)注意狭的事合项5基层质为量控制5.基层质驰量过程俊控制（一）母集料（1）级宝配变异感性单粒遣级与雾合成咸级配烫变异你系数走变化宽趋势(2)集料含妈泥量5基层否质量久过程厉控制集料卡含泥军量变亮异系吵数表项目1＃料含泥量2＃料含泥量3＃料小于0.075mm颗粒含量均值(%)0.3940.57011.724方差0.11400.09641.3839变异系数0.28930.16910.1180集料含虏泥量随秩着集料星粒径的瓣减小而录增加。水泥璃强度锤变异攀性影疲响因鹿素①谋水泥铺的细肤度和咽颗粒焦组成②填标准旧稠度呆用水具量③扶延迟灵时间④裁水泥还标号控制措劣施①慕选用圣矿渣丢硅酸眼盐水民泥，孤且标由号不甲宜过吼高②选药择细度朝变化较技小，水存泥的初疲、终凝缺时间长苦的水泥导，建议原选择初呢凝时间涛在2小时齿以上孕的水聋泥品弹种。5.基层骡质量铁过程傅控制（二）再水泥混合料考级配变彼异性的躺影响因玻素①集料的添级配②集料的均干湿程等度③集料雄的堆盾放④“窜斗”和超测粒径辉料⑤混合途料的害离析5.基层央质量搁过程悲控制（三）咸混合料进拌和质闭量过程膀控制（1）铜级配挪变异牛性集料遥级配恋变异绿性与笛混合拨料级嚷配变遥异性滑关系5.基层耍质量旋过程普控制（3）水果泥剂丹量含水量馆的检测善数据存然在明显峰的变异壮性。含窝水量的偶变异与煎取样方浙式、施漠工时的均天气温挨度、风兔力大小抖以及时秘间的影消响是密绸不可分轨的。（三锦）混报合料沉拌和漆质量渐过程专控制（2）变混合滑料含浪水量水泥悬剂量蛋的分鲁布总朋体呈肿正态所分布担，但治存在连着明冲显的饰变异难。变著异的剃产生节与试零验操腹作、绑取样访均匀须性以介及试桥验方抖法等畏都有扶直接晒的关筛系。（四捧）沥青害路面良基层淋混合支料运宝输和像摊铺伯质量倍过程曾控制（1）横思向离亭析（2）竖向峰离析（3）纵向探带状离僵析（4）窝状鞋离析5基层质稍量过程型控制（五）避沥青路疯面基层蔬压实成威型质量侧过程控阅制1.压实剥度控旨制压实寨度均侍值99捕.6睬7%，偏差时系数0.5减078，压妨实度来数据龟集中筹在99.秆2%-嚷100徒%之间保（占64.搅2%），锈数据灭分布那基本骂服从疮正态生分布膜。5.基层质袖量过程惕控制减小压便实度变画异性的替控制措偷施复压阶崖段以胶面轮压路梢机为主在基予层碾爆压阶注段采殊用光娱轮静叨压与菊振压选择无么离析的邪路段进弹行压实风度测试牧。2.厚度控帽制（1）对底命基层或倚土基标扬高进行捡检查，偿调整超令出容许较范围的缺标高；（2）对班于最届大粒缴径较脊小的详，松君铺厚痕度可品以相粱应降炒低，涉最大甜粒径溉较妙大窑的，符可以膝适当名增加围松铺角厚度拔；（3）振女动压饼路机够适合伍水泥舍碎石剂混合扯料的税碾压王成型凝，使桥用时厚应注狡意选饮择适番宜的演振动隙频率但、振怨幅；5.基层根质量张过程阁控制（五旁）沥望青路鼠面基膏层压插实成荒型质呢量过劈燕程控锻制3.延迟时禁间控制（1）影厉响延茂迟时斑间的哈因素1）水总泥终假凝时乒间2）施绸工温金度3）含代水量4）集首料性宣质5.基层扩质量忧过程雾控制