硅铝基稳定碎石基层技术应用研究

毛益佳　叶　炜　李　娣

（1.江苏东交工程设计顾问有限公司，江苏南京　210000；2.江苏省环境监测中心，江苏南京　210000）

硅铝基稳定碎石基层技术应用研究

毛益佳1叶炜1李娣2

（1.江苏东交工程设计顾问有限公司，江苏南京210000；2.江苏省环境监测中心，江苏南京210000）

本文研究了一种硅铝基固化剂替代水泥固化级配碎石作为道路基层材料。首先，基于工程实际对混合料的配合比进行了研究设计，采用重型击实和振动压实法确定混合料的最佳含水量和最大干密度。然后根据设计结果在工程中进行了试铺取得了很好的效果。最后，通过后期跟踪观察和现场检测验证了该技术的实用性。

固化剂稳定碎石道路基层

当前我省公路建设中，半刚性沥青路面几乎都采用水泥稳定碎石作为半刚性基层材料。但是水泥稳定碎石缺点也很明显：①水泥的资源消耗严重，影响生态环境；②水稳基层的收缩开裂会引起沥青路面的反射性裂缝。所以本文选择一种适合未来资源枯竭条件下生产而且具有再生特性的硅铝基固化剂材料进行了研究。

1　硅铝基材料特性

硅铝基固化剂是一种非晶质至半晶质具有类似有机聚合物链状结构的材料，主要成分为工业废渣，配以适量的活化剂混合粉磨制成，生产中对工业废渣利用率达到80%以上，同时解决了因废物堆积而造成的土地资源浪费和环境污染问题。

硅铝基固化剂的应用范围广泛，固结对象涵盖各类边界集料，并且已经形成系列产品，具体型号及应用范围见下表1。

表1　固化剂型号及固化对象

表2　混合料中集料级配范围要求

表3　混合料击试验结果汇总表

表4　7天振动成型强度试验结果

表5　混合料7d无侧限抗压试验

图1　试铺现场

图2　钻芯取样外观图

2　基层混合料级配设计研究

2.1配合比设计

硅铝基固化剂的剂量一般在4%～6%范围内，要求组成混合料的级配应符合表2的规定，其中0.075mm的通过率放宽至5～15%。

根据上述要求取工地实际使用的碎石，分别进行水洗筛分，确定各种碎石的组成比例。

2.2最佳含水量和最大干密度

采用重型击实和振动压实法确定各组混合料的最佳含水量和最大干密度，试验方法参照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTG E51-2009进行。（表3）

2.3强度

根据上述试验结果，确定试验段采用的施工配合比为1#：2#：3现场试铺

3#：4#：固化剂=6：25：34：35：4.8，最佳含水量为6%。（表4）

根据配合比试验结果在某省道建设工程中进行了300米的上基层试验段施工，施工机械组合为1台双钢轮、1台胶轮、3台单钢轮振动压路机。（图1）

通过本次试铺对试验段施工总结如下：

（1）从压实成型后的路面外观来看，表面固化剂裹覆均匀，铺面整体均匀性较好，无明显离析现象；（2）试铺时碾压方案与水泥稳定基层方案基本一致，但试铺中发现胶轮终压的轮迹印较为明显，收光效果不好，分析原因为混合料中细集料较多，变更碾压方案为双钢轮终压收光起到了很好的效果；（3）固化剂在工地现场验证的初凝时间较短为1小时50分，施工时间较为紧迫，希望通过后期研究加以改善。

4　跟踪观察及检测结果

4.1室内试验

为了对试验路情况有一个具体的掌握，通过现场取回的混合料进行7d无侧限抗压试验，试验结果满足要求，见表5。

4.2现场检测

试验段铺筑完7d后，进行现场钻芯取样检测，钻取的芯样完整，强度良好，芯样表面完整，无可见裂缝，并且与水泥稳定碎石的下基层粘结很好，见图2。

5　结语

全国在未来还有相当规模的公路建设，对胶凝材料需求量巨大，如果这种新型复合材料能够取代水泥成功应用于道路基层，不仅能提高公路施工的质量，降低建设成本，同时还能节约大量有限资源，有效保护环境，在原材料紧张时能有更多的选择。

［1］沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防［M］.北京：人民交通出版社，200l，3382-386.

［2］沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面［M］.人民交通出版社，1998.

［3］沈卫国.粒料土稳定结合料的研究［D］.武汉T业大学硕士论文，2000.