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1、重载交通沥青路面基层贫混凝土施工工法GGG （京）B1019-2008高政 王旭东 孙建波 周兴业 戴克斌（北京市公路桥梁建设集团有限公司 交通部公路科学研究院北京市政路桥建材集团有限公司）1、前言1.1 近年来，随着我国经济的迅猛发展，公路运输日益发挥着重要的作用， 但是一些重载交通和运输车辆严重的超载现象对公路的损坏日趋严重。怎样使用 最经济的施工方法使道路的路面基层强度提高，从而提高路面结构使用寿命和功 能的耐久性，沥青混凝土路面的路面基层采用贫混凝土铺筑的方法很好的解决了 这个问题。贫混凝土（Lean Concrete）是由粗、细集料与一定水泥和水拌和而成的 一种混凝土。这种混凝土的水
2、泥用量较普通混凝土低，有时也称经济混凝土 （Econocrete）。贫混凝土基层7天无侧限抗压强度95%保证率下的代表值不小于 9.0MPa,采用贫混凝土路面基层设计后（图1.1 2采用贫混凝土设计路面结构）, 可以代替原设计（图 1.11 原设计路面结构）两层水泥稳定碎石及一层沥青混 凝土底面层,可以节省工程原材料和缩短工期,经济效益和社会效益显而易见。 贫混凝土混合料是使用经过试验严格设计级配的各类集料、水泥的混合料,他的 改进后的拌合、摊铺、碾压、切缝等施工工艺组成了完整的贫混凝土的施工方法, 目前已经在 110国道改建、 1 1 0国道大修等工程中得到了很好的验证。1.2 贫混凝土路面
3、基层的施工是北京市路政局主持立项,交通部公路科学研究院具体研究实施,北京市公路桥梁建设集团有限公司具体施工的科研项目。改性沥青防水粘结层改性乳化沥青粘层乳化沥青下封层8cm 25型沥青混凝土18cm水泥稳定碎石18cm水泥稳定碎石18cm二灰稳定碎石改性沥青混凝土8cm 25型沥青混凝土1扁“ i4cm 13型改性沥青SMA-6cm20 型 SBS改性沥青混凝土4cm 13型改性沥青SMA6cm20 型 SBS图 1.1 1 原设计路面结构1_| 18cm二灰稳定碎石改性乳化沥青粘结层改性沥青防水粘结层26cm贫混凝土18cm二灰稳定碎石18cm二灰稳定碎石图1.12采用贫混凝土设计路面结构2
4、、工法特点2.1 严格设计、多次试验，优选出最佳贫混凝土混合料的配合比。2.2、贫混凝土的施工方法无需采用特殊施工机械、设备，只需对现有的拌 合设备进行改造和调整机械组合。2.3、采用先重后轻的碾压方法，使碾压功直达底层并且有效的防止了水分 散失过快，但是对贫混凝土混合料的最佳含水量有很高的要求。2.4、通过贫混凝土切缝处理，合理的控制了由于水化热反应及大体机贫混 凝土体板膨胀开裂变形，有效的减少了刚性路面基层开裂造成的油面反射裂缝。2.5、贫混凝土的施工方法大大缩短了工程的施工工期，提高了施工机械的 利用率，通过无侧限抗压强度和取芯等试验检测，质量完全符合国家相关标准和 设计要求。2.6、贫
5、混凝土的施工方法减少了路面结构层的数量，节约了资源、减少了 有害气体及噪声等环境污染、降低了安全事故发生的概率。2.7、贫混凝土施工方法的经济效益和社会效益非常显著。3、适用范围重载交通环境下的沥青混凝土路面基层施工。4、工艺原理4.1 贫混凝土混合料按照各类集料和水泥严格的配和比拌合，利用骨料镶嵌 的物理作用和高剂量的水泥化学作用提高混合料的强度。4.2 通过改进后的拌合、摊铺、碾压、切缝等施工方法使贫混凝土基层 7 天 无侧限抗压强度95%保证率下的代表值不小于9.0MPa，在提高了路面基层强度 的同时有效地减少了刚性路面基层开裂造成的油面反射裂缝。5、施工工艺流程及操作要点贫混凝土的施工
6、见 图 5 贫混凝土施工工艺流程图图 5 贫混凝土施工工艺流程图5.1 贫混凝土混合料配合比设计在配合比设计过程中采用12 组不同原材料的配合比设计，经过筛选确定以下4 种原材料的配合比设计进行验证。验证过程及结果如下：5.1.1 筛分对拌和厂可用于贫砼的料进行了筛分试验，结果如表 5.1.1：203010201020510机制砂河砂新料旧料26.589.62100.00100.001925.3691.0599.75166.6174.1494.4613.20.7048.4673.15100.009.512.0322.6999.01100.0099.764.750.100.3120.1795.9
7、588.242.361.7270.1365.011.1851.1644.100.637.6626.210.323.6212.000.1518.547.090.0753.28表 5.1.15.1.2 试验掺配对筛分结果进行掺配，形成表 5.1.2-1、5.1.2-2、图 5.1.2 级配组成表 5.1.2 1 各档料掺配比新料旧料新料A组B组C、D组203015%26%26%102031%25%25%51010%9%9%机制砂16%16%16%河砂28%24%24%表 5.1.2-2：掺配级配级配组成A组级配B组级配C、D组级配设计上限设计中限设计下限26.5098.4497.3097.3010
8、0959019.0086.0380.5378.368680.57516.0077.9774.3369.257973.56813.2069.1367.4761.307266.5619.5057.5654.5251.866256.5514.7542.1138.5438.374540252.3629.6026.9826.983125191.1820.5318.7718.772216.5110.613.3612.3212.321510.560.37.747.267.26106.530.155.775.485.4874.520.0753.883.753.7552.50图 5.1.2 ：级配曲线5.1.3
9、 击实见表 5.1.3表 5.1.3 ：击实结果击实结果新料旧料新料新料A组B组C组D组水泥剂量12%14%14%12%最佳含水量5.14%7.02%5.71%5.55%最大干密度2.33712.30572.34322.35175.1.4 强度见表 5.1.4表 5.1.4：强度试验结果新料旧料新料新料A组B组C组D组水泥剂量12%14%14%12%16.7811.71坏9.9429.956.7510.988.2039.399.5912.8513.7148.9011.5413.9411.31512.009.8811.5712.3167.8612.4611.9611.6778.9213.7912
10、.7412.2986.4212.4512.7411.2599.5210.5711.0512.80109.726.9511.1311.70119.3310.9811.6512.02127.799.4611.4912.16138.5410.8310.5911.13平均值8.8610.5311.8911.58变异系数16.38%19.43%8.31%11.72%代表值6.477.1710.279.345.1.5 结论与建议通过以上的试验结果可见：1石料的品质对强度的影响较大，在级配组成大致相同的情况下，c、D组10 20 档石料采用质量较好的石灰岩， B 组的采用有较多软石颗粒的石料，仅改 变了一档
11、石料，在水泥掺量相同的情况下，强度相差较大。2软石颗粒过多，将直接影响强度的变异性水平，B组的变异水平远远高于其 他各组。3. 水泥剂量的增大，将减少变异水平，C组的变异性系数小于D组。但通过增 加水泥剂量来提高强度和减少变异水平将会产生其他的相应问题如增大成本、增 大干缩开裂可能性等。4级配对贫砼的影响较大，在水泥剂量相同的情况下，A组强度明显小于D组。5.通过以上的分析，实际生产中按照D组的级配进行生产。在实际的生产过程 中，严格控制原材料、掺加水泥剂量、掺加水量的变异性。具体的参数为表5.1.5：表5.1.5：生产用参数新料D组203026%102025%5109%机制砂16%河砂24%
12、水泥剂量12%最佳含水量5.55%5.1.6 试验验证1. 具备贫砼材料配合比试验必要的基本现场试验设备和手段，主要有：水泥标号和终凝时间的测定手段和设备；混合料的击实、成型设备；混合料含水量的测定手段和设备； 符合养生要求的混合料试件养生室。2. 在生产过程中，当原材料发生变化时，需重新进行配合比试验设计。确定相关的生产参数，即：各档集料的比例、水泥剂量、含水量、最大干密度等。3. 正式施工前铺筑不小于 200 米长的试验路段，验证混合料的配比、施工流程。因此试验路段施工时，施工设备必须全部到场，因此总结的工艺流程在正式施工 时必须严格尊照执行。试验路铺设完毕后，经过养生、验收等程序后，编写
13、试验 路总结报告方可进行大规模施工。5.2 拌合与运输5.2.1 拌合贫砼采用500型粒料拌和设备集中厂拌，生产能力不小于400t/h,拌合设 备配备6个进料仓。进料仓的隔板必须加高，加高的高度大于80cm，同时料仓 的开口应比装载机的铲斗宽，以保证上料时不同粒料不会相互混杂，影响施工配 合比的精确性。拌合场地及堆料场地采用 C20 混凝土硬化处理，不同粒料分别 堆放并设置2 米的砖混隔离墙。为保证贫混凝土混合料的配比精确性，对现有 500 型粒料拌和设备进行技术改造。拌和机按最大粒径在进料口配置振动筛网，出料口安装附着振动设备， 仓底送料带采用电子皮带秤动态计量，用多种控制手段共同控制贫混凝土混合料 中各种粒料的比例，以达到混合料与配合比设计的一致性。水泥仓密闭、防潮， 并配有破拱装置，保证水泥生产过程中水泥的均匀添加。重点强调的是在拌和过 程中必须使贫混凝土混合料的含水量时刻保持精确，严格控制混合料拌和时的含 水量，且有必要、有效的计量措施，聘请专业拌和站设备厂家改装水计量装置， 把时间计量改为重量计量以达到对成品料含水量的精确控制。对
