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1、二灰碎石基层快速养生施工方法研究1 5 11 概述二灰碎石基层快速养生施工方法研究周韶华徐纪明姚晓阳随着浦东城市道路和公路建设事业的高速发展，半刚性基层沥青路面的应用十分普及，尤其是上海地区二灰碎石基层的使用已有多年成功和失败的经验和教训，对目前采用常规施工方法铺筑的二灰碎石基层，主要存在以下几点不足之处：( 1 ) 养生期时间过长；( 2 ) 湿度难以控制，干缩裂缝出现较多；( 3 ) 基层与沥青面层结合较差，日后宜产生推移变形。由于目前二灰碎石基层存在以上各种不利因素，因此，在施工过程控制方面应作进一步的探索和研究。1 1二灰碎石强度增长机理二灰碎石基层材料强度是在一系列复杂的物理、化学反
2、应过程中逐渐形成的。在整个反应过程中，应确保有一定的温度和湿度条件。在一定湿度条件下，水分为C a ( O H ) 。和火山灰反应提供必要的结晶水，当湿度较小时不足以结晶水的提供；但湿度偏大后，也会影响反应后新生物的胶凝、结晶与硬化，如施二 现场的露哂和洒水会造成忽干忽湿的现象，这些都会影响二灰碎石半刚性基层材料强度的形成。根据已有研究资料表明：半刚性基层材料的强度形成与其温度密切相关，若温度高则其化学反应速度加快，强度形成迅速，且半刚性基层强度与温度的上升指数成正比。1 2 研究思路主要考虑在温度一定的条件下，即确保二灰碎石混合料的合适含水量，采用提高温度来加快二灰碎石基层材料强度形成的速度
3、。在施工现场，利用沥青混合料摊铺时形成的高温温度场作用于二灰碎石基层，以迅速提高其早期强度，及时开放交通，以确保路面的使用要求和耐久性。2 原材料控制2 1二灰碎石根据目前交通部公路路面基层施工技术规范 ( j w j0 3 4 - - 2 0 0 0 ) 2 i ，J 2 海市市政道路、排水管道成品与半成品施工及验收规范( D g J0 8 8 7 2 0 0 0 ，J 1 0 0 4 0 - - 2 0 0 0 ) 一- 灰碎石基层中原材料的部分控制指标及现场控制情况如表1 。碎石的压碎值表1交通部j i 海市宴测 高速公路和一级公路二级和二级以下公路3 0 s 3 5 3 。2 1 1
4、通过对拌和厂各档碎石筛分后进行组配，确定各种材料的组成比例如表2 ，对于二灰级配碎石中集料颗粒的组成范围要求列表3 ，现场材料的碎石级配基本符合上姆2 号级配范围。J 5 2中国公路学会2 0 0 5 年学术年会论文集二灰碎石材料组成比例表2碎材料名称 石灰柑燥灰f2 0 4 0 t 1 I r 【al O 一2 0 帅5 一1 0 蚰质量西分比。f3 02 01 31 )【I= 灰级配碎石中集料的颗粒组成范围去3堂通部( )上海( ) 方孔筛( 1 1 1 F o )现场宴测 1 孕2 号j 号2 号3 7 51 0 09 0 一“U1 0 01 9 7l7 2 9 0R I 9 84 5
5、5 55 5 8 05 5 32 0 3 04 0 6 03 7595 0艚一删5 2 7 03 0 5 03 0 5 00 51 5 3 51 7 51 8 3 81 8 3 86 2 3951 0 2 71 0 2 70 6 2 06 2 00 50 70 7o 42 I石灰检测情况：钙镁含量：7 0 6 ，密度：2 7 2 7 9 e r a 3 ；粉煤灰的烧失量：56 ；通过击实测得二灰最大干密度为：1 2 1 9 e 1 1 3 ，最佳含水量为：2 8 ；二灰碎石的最大干密度为：2 0 8 异，c o ，最佳含水量：8 O ；2 2 沥青混合料沥青混合料共分2 层摊铺，结构形式为8
6、e m A C 一3 0 I + 3 c m A C 一1 3 I ，现场沥青混合料的级配及沥青用量抽检结果均满足规范要求，对温度检查结果如表4 。浙青混台料施工过程中的温度状况表4I时间A C 3 0 1 混音辩( )时问A C 3 0 I 混合料( )l运输到现场温度1 6 7 碾压温度1 2 5 f摊铺温度1 4 5 碾压络_ 温度蛄3 试验方案及现场布设在约4 0 m 4 m 的范围内铺筑试验段，其施工操作过程如下：( 1 ) 填筑第一层1 5 e m 二灰碎石，并碾压成型。( 2 ) 在二灰碎石表面开4 条小槽，埋人第一层温度传感器。( 3 ) 填筑第二层1 5 e r a 二灰碎石
7、，并碾压成型。( 4 ) 在二灰碎石表面开4 条小槽，埋人第二层温度传感器。( 5 ) 铺筑A C 3 0 一I 沥青混合料，并碾压成型。( 6 ) 铺筑A C l 3 一I 沥青 昆合料，并碾压成型。( 7 ) 在路表加盖油布以防热量散失。在整个施工过程中，施工操作都是连续的，温度传感器从埋设开始就每隔1 h 测1 次温度。从图1 可知二灰碎石基层快速养生施工方法研究1 5 3所测温度为两层二灰碎石的顶面温度，也可称为是上层二灰碎石的顶面和底面温度，用两层温度的平均值来 作为r 层二灰碎石的平均温度。温度传感器的示意图如图2 所示。圈I 纵断面剖面| 奎|保护金届套管 = = E 三三三三兰
8、兰三三三、温度探儿引出导线图2 温度传感器示意型4 温度检测根据现场温度检测数据绘制成图3 所示时间一温度变化曲线( 沥青面层从1 3 ：3 0 开始摊铺) ，图中曲线包括上、下层温度线；上下平均温度线以及地表温度线的变化过程。1 0 09 08 07 0西6 0 一 嚣5 04 03 02 01 00、m 下层温度线Ii- 上层温度线t 一、一 地襄强度线I ，一 t兰I _ r -睦, - d l tt - Jj k p -。- _ 哥i 。一ht剜叁割一一碡鞲! ! ，_ 一。_ 1 r。h ir -r r2 ：0 01 4 ：0 0 1 6 ：0 0 1 B ：0 02 0 ：0 02
9、 2 ：0 00 ：0 02 ：0 04 ：0 0 6 ：0 08 ：0 0 1 0 ：0 01 2 ：0 0 1 4 ：0 0 1 6 ：0 0 l8 ：0 0 2 0 ：0 02 2 ：0 00 ：0 0 2 ：0 0时间图3 时同一屙度变化瞳线圈从图中可以看出以下，L 点：( 1 ) 沥青混合料摊铺后上下层温度传感器的温度逐步升高。( 2 ) 随着地表温度的逐渐降低，二灰碎石内的温度始终保持较高水平( 平均温度维持在5 5 6 2 。C ) ，在整个3 3 h 观测过程中，其温度始终明显高于地表温度。( 3 ) 从摊铺后1 2 h 开始上下层温度基本相同( 约5 5 ) ，从1 2 h
10、到3 3 h 范围内温度变化基本在5 5 1 5 4中国公路学会2 0 0 5 年学术年会论文集5 8 。( 4 ) 待第2 天地表温度回升后，二灰碎石内上层的温度稍有提高，且呈现出迟后状态。5 室内试验采用现场相同的二灰碎石原材料在室内进行试件成型，并用现场观测的温度进行室内高温保湿养生，测定其不同时问的无侧限抗压强度，同时对标准成型、标准养生试件测定其7 d 和2 8 d 的无侧限抗压强度进行比较，具体数据列表5 。不同养生条件下试件强度表5编号温度( )时间平均强度( M P R )备往5 86 h07 95 82 l h1 7 5 商温养生 2 4 b19 85 83 l h2 1 0
11、52 07 d08 2 标准养生 62 02 8 d22 0从上表中数据可知：在5 8 条件下，试件的强度与养生时间之间的关系为：R = 0 8 0 9 8 L n ( ) 一0 6 6 2 7 ( R 2 = 09 9 2 6 )根据表中数据可知：在5 8 的养生条件下其强度增长约为2 0 的养生条件的2 5 2 7 倍左右。刚性基层材料强度快速测定中温度与时间的换算公式： 鲁= ( 揣) 8 ，I g n _ 0 0 5 9 3 + 0 0 0 6 3 4 T把T = 5 8 代人式2 ，计算出在5 8 。C 和2 0 之间的时间换算系数为2 5 8 ，也就是说在5 8 条件下养生增长比在
12、2 0 E 条件下养生快2 58 倍，因此，表中数据计算和公式推算结果两者非常吻合。6 现场强度评定( 式1 )根据半( 式2 )其强度6 1 弯沉测定路面施工后的第4 天对新旧路面和第1 9 天对新路面的的路表弯沉进行测定，发现4 天后的新旧路表弯沉值基本相当，而1 9 天后的新路路表弯沉值明显减小，说明路面的整体强度已显著提高。路表弯况值表表6l位置新路旧路新路l龄期4 d4 d1 9 dI弯沉( 1 1 1 0 0 一)4 764 299 46 2 抗压强度测定在龄期达1 9 d 时对新路二灰碎石基层进行钻芯取样( 由于基层+ 面层较厚，只取上基层部分) ，从外表看，芯样非常完整、坚实，
13、测定其无侧限抗压强度达4 1 M P a ，说明其强度值在第1 9 d 时已处于相当高的水平。现按式( 1 ) 进行推算第1 9 d 的无侧限抗压强度为4 3 M P a ，现场芯样强度略小于快速养生推算强度，可能是由于现场温度变化和误差引起。二灰碎石基层快速养生施工方法研究1 5 57 结语( 1 ) 快速养生施工方法能使二灰碎石基层材料的含水量基本不受环境因素的影响。( 2 ) 在二灰碎石基层材料含水量得到有效控制的情况下，其干缩裂缝产生的机率也会明显减小。( 3 ) 连续施工方法能使基层材料和沥青混合料面层的粘结更加有效。( 4 ) 在摊铺后3 3 h 中所观测的数据来看，温度始终保持在
14、5 0 E 以上，说明其温度场的保温时间较长，对二灰碎石基层材料强度的快速形成提供了非常有利的外部条件。( 5 ) 根据室内试验结果分析，在约5 8 左右的温度场条件下养生，二灰碎石半刚性基层材料强度的增长速度比2 0 标准养生时约快2 6 倍。( 6 ) 从现场弯沉检测及钻芯取样试验的结果来看：现场路面的整体强度增长速度同样也非常明显。( 7 ) 快速养生施工方法不仅能大量节约人力、物力和财力，同时对周围环境、交通等问题得到有效改善，具有广阔应用前景。参考文献任惠清林绣贤半刚性基层材料强度快速测定方法的研究同济大学学报第1 8 卷第3 期，1 9 9 0缩短半刚性路面基层养生期研究总结报告“
15、八五”交通部行业联合科技公关项目交通部颁公路路基路面现场测试规程( J T J0 5 9 9 5 ) 北京：人民交通出版社，1 9 9 5交通部颁公路工程无机结合料稳定树料试验规程( J T J0 5 7 9 4 ) 北京：人民交通出版社，1 9 9 4交通部颁公路路面基层施工技术规范( J T J0 3 4 - - 2 0 0 0 ) 北京：人民交通出版社，2 0 0 0交通部颁公路工程沥青及沥青混合料试验规程( J T J0 5 2 - - 2 0 0 0 ) 北京：人民交通出版社，2 0 0 0上海市市政道路、排水管道成品与半成品施工及验收规范( D GJ 0 8 8 7 2 0 0 0 ) 儿0 0 4 0 一2 0 0 0
