[分享]关于新规范用于水稳基层的效果分析

新细则的正式发布，一定程度上改变了广大道路工作者对路面基层特别是高速公路路面基层的认识。本文依托宁安高速公路项目，结合试验段数据对比分析新老规范对水稳基层施工的指导理念。研究表明，新细则对水稳层施工提出的技术要点能够较好的满足实际施工需要，有助于提高路面水稳层施工质量。

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当前公路路面基层施工，水泥稳定碎石基层施工技术因其具有技术条件成熟、稳定效果好等诸多优点而被广泛应用在公路工程建设过程中，成为现阶段路面基层施工的代表性技术之一。《公路路面基层施工技术细则》(JTG/TF20—2015)(以下简称“新细则”)的正式修订，相对于《路面基层施工技术规范》(JTJ034－2000)(以下简称“规范”)很大程度上从原材料的技术性能、拌和工艺及混合料配合比设计的角度对水稳基层提出了更高的要求，以达到提高基层施工质量的均匀性、修建耐久性路面基层的核心思想。

对于高速公路水稳基层施工，新细则做了较大幅度的调整。主要体现在几个方面。对于原材料而言，新细则提高了基层用粗集料的压碎值指标要求，增加了软石含量、针片状颗粒含量、粉尘含量等指标，同时增加了细集料技术要求。同时，为增加混合料的施工均匀性，对备料规格予以提高。就高速公路施工而言，特重交通条件下半刚性基层的材料推荐采用单一粒径规格的矿料备料，或至少等同于中、下面层沥青混合料的矿料规格。

与此同时，基层强度的提高一直以来是公路行业争论比较多的问题。细则中明确指出，水稳层裂缝，尤其是反射裂缝的发展与基层强度提高并无必然联系，基层具备较高的强度是适应交通荷载日益增长的必然要求。关于水稳混合料级配范围，新细则做了大幅度的变动，纠正了以往路面工程技术人员一味追求骨架密实级配的错误认识。水稳混合料没有所谓的骨架密实结构，混合料充分的均匀才是保证芯样完整密实的重要条件。

半刚性基层施工设备的落后和施工工艺的粗放是当前制约半刚性基层材料使用、耐久性提高的最大瓶颈。采用二次拌和工艺或振动拌和工艺生产水稳碎石混合料效果明显，应当作为路面基层施工的发展方向之一。

本文以江西省宁安高速公路项目为依托，分别结合新细则与老规范对水稳基层的施工要求进行试验段的铺筑，对比分析新细则提出的施工技术要点对高速公路水稳层施工的适应性与合理性。实施过程中，按照施工前场和施工后场分别同时进行试验检测，结合相关试验数据分析应用效果。

施工后场应用状况分析

(1)配合比设计。结合设计文件，以新旧规范提供的级配范围为控制依据，以5MPa为设计强度标准值，分别进行水稳碎石混合料的配合比设计，设计结果如表3、表4。

可以看到，分别以规范和细则的级配达到相同的设计强度，新细则推荐的级配所需的水泥剂量、最佳含水率相对更高。

(2)二次拌和工艺应用效果研究。新细则提出水稳混合料的拌和宜采用二次拌和或振动拌和工艺进行，以提高水稳混合料的均匀性。为研究该技术的有效性，试验路铺筑前对WCZ600型水稳拌和站增加一拌缸以达到延长拌和时间，增加拌和均匀性的目的。经现场检测，改装前水稳混合料的拌合时间为6s，改装后拌合时间提升至11s。拌和时间的延长是否会对混合料的级配、水泥剂量及含水率等产生较大影响，是决定二次拌和工艺必要性的重要参考指标。从第一条生产皮带(即一次拌和)和第二条皮带(即二次拌和)分别取样进行相关指标的检测，数据如表5、表6。

从表中数据可以看到，经二次拌和工艺以后，拌和时间延长，水泥稳定碎石混合料拌合的更均匀，水泥剂量、含水率及实际级配更稳定，更接近生产配合比。

(3)水稳混合料室内强度研究。为研究二次搅拌工艺对混合料强度的影响规律，分别对按照规范和新细则级配范围设计的生产级配从第一条皮带和第二条皮带末取样，按照相关试验规程进行φ150×150mm的无侧限抗压试件的成型，每组成型6个，养生7天后进行强度检测，结果如下表。

可以看到，无论是采用原规范级配还是新细则级配，采用二次拌和工艺后水稳混合料均匀性更强，无侧限抗压强度值均有不同程度的增加。同一种水稳混合料采用二次拌和工艺后无侧限抗压强度代表值增长的幅度约为5%～10%。

施工前场应用状况

为研究两种混合料在相同的碾压工艺下，压实度的变化规律。试验采用采用两台徐工ＲP951A型摊铺机梯队作业。

为减少现场离析，在摊铺机中间吊架处加装了反转叶片，在两侧吊架处加装了过渡小叶片，熨平板前档板下方用橡胶板加低，以防止混合料成自由落体状态。碾压设备采用3台20T单钢轮振动压路机+1台30T(9轮)轮胎压路机+1台13吨振动双钢轮组合碾压，初压采用单钢轮振动压路机静压1遍、单钢轮振动压路机小振动碾压4遍;复压为单钢轮振动压路机大振动碾压4遍;最后胶轮压路机及振动双钢轮压路机碾压直至无轮迹为止。

不同碾压组合下，混合料现场压实度实测值如表8。

从图1可以看到，随着碾压遍数的增加，两种混合料的压实度均不断提高，且碾压至7遍时压实度均达到98%以上。碾压不足7遍时，新细则的混合料压实度略高于规范级配范围，主要是因为细则级配相对较细，便于压实，同时离析较少。

薄膜覆盖洒水养生7d后，对两种级配的水稳碎石基层进行钻芯，并对芯样强度、表观质量等进行对比分析。

观察试验段水稳层表面与芯样可以看到，两段试验段表面无裂缝，平整度较好，芯样总体上均能够完整密实。旧规范级配试验段芯样骨料多，表面少量离析。相比较而言，新细则的级配芯样呈悬浮密实型，且均匀性较好。

(1)水稳基层施工时采用二次拌和工艺能有效提高混合料的均匀性，有利于水稳基层强度的形成与减少前场离析。

(2)新细则提出的水泥稳定碎石混合料级配具有较好的施工和易性，有利于现场水稳基层施工质量的控制。