抗裂型水稳碎石在季冻区公路的路用效果研究

摘 要 为验证抗裂型水泥稳定碎石在季冻区公路的抗裂效果，本文以辽宁省东部山区公路平桓线为依托，通过对试验路基层顶面弯沉强度检测和冬季不利环境条件下路面裂缝观测，表明抗裂型水泥稳定碎石不仅能节约水泥用量，提高基层强度，还能抑制基层裂缝发生，延缓路面裂缝发展，路用抗裂效果显著。

关键词 抗裂;水泥稳定碎石;季冻区;公路

引言

半刚性基层作为一种水硬性材料，其强度、刚度、稳定性等方面优势突出，但也存在水硬性材料容易开裂破坏的缺陷，在路面成型和运营过程中会出现半刚性基层开裂导致裂缝反射到沥青路面，形成路面裂缝病害，降低路面的使用寿命。而导致半刚性基层开裂的原因主要就是干燥收缩和温度收缩，这种现象在温差大的季冻区公路尤为明显，本文以辽宁省东部山区公路平桓线（旧门至北旺清）路面大修工程为依托，以验证抗裂型水泥稳定碎石在季冻区公路的抗裂效果[1]。

1抗裂型水泥稳定碎石

1.1 抗裂型水泥稳定碎石级配

所谓抗裂型水泥稳定碎石，就是一种骨架嵌挤密实型水泥稳定级配碎石结构，根据《公路水泥稳定碎石抗裂设计与施工技术规范》，初步拟定季冻区公路的抗裂型水泥稳定碎石级配，并结合工程所在地原材料特点，进而确定平桓线抗裂型水泥稳定碎石设计级配，如表1所示，与《公路路面基层施工技术细则》中的常规级配相比，抗裂型水稳碎石级配控制筛孔的数量有所减少，只需对关键筛孔进行控制。其中19mm通过量决定骨架嵌挤结构，过少难以形成骨架，过多则易离析;4.75mm通过量决定混合料密实程度，过少难以充分填充骨架空隙，过多则易撑开骨架而形成悬浮密实结构;0.075mm通过量决定基层压实效果，过少则水泥胶结料不足导致施工离析，过多则增加基层收缩裂缝[1-3]。

1.2 最大干密度和最佳含水率的确定

水泥剂量越大则强度越大，但抗裂性能较差，因此在保证强度前提下应适当降低水泥剂量，该工程选取《公路水泥稳定碎石抗裂设计与施工技术规范》中推荐水泥剂量3.0%，通过室内击实试验来确定抗裂型水泥稳定碎石的最大干密度为2.44g/cm3，最佳含水率为3.92 %[1]。

2抗裂型水泥稳定碎石试验路实施

2.1 试验路实施

平桓线（旧门至北旺清）路面大修工程位于辽宁省东北部山区，该地冬季漫长寒冷，夏季炎热多雨，属于典型的东部温润季冻区，易发生冬季冻胀等工程病害。该工程维修改造采用二级公路标准，中等交通等级，方案为：3cm温拌SBR改性沥青混凝土，AC-10+4cm温拌沥青混凝土（AC-13）+ 32cm厂拌水泥稳定碎石基层。将工程中K0+000～K2+000段作为抗裂型水泥稳定碎石试验段，其余段按常规实施。结合现场施工工艺条件，确定试验段混合料拌和时水泥剂量按3%控制，施工碾压时含水率按4%控制，最大干密度按2.44g/cm3控制。

2.2 施工过程质量控制

①拌和过程中，混合料宜采用振动拌和设备，保证水泥胶结料均匀包裹粗集料，以减少拌和用水量;②摊铺过程中，螺旋分料器应与摊铺机速度匹配，并设专人铲除局部粗集料窝，防止离析;③碾压过程中，初压采用单钢轮振动压路机或胶轮压路机前后弱振2～3遍，复压采用单钢轮振动压路机前后强振3～4遍，终压采用胶轮压路机2～3遍;④养生过程中，宜采用土工布覆盖洒水养生，使基层水化过程处于潮湿状态，以避免出现早期干缩开裂[1，2]。

3抗裂型水泥稳定碎石路用效果

3.1 试验路弯沉强度检测

通过落锤式弯沉仪对试验段及常规段的基层顶面进行弯沉强度检测，其中常规段基层弯沉检测结果为18.7（0.01mm），试验段基层弯沉检测结果为19.1（0.01mm）;对比可见抗裂型水泥稳定碎石能够在较低的水泥剂量下有效提高结构强度，与水泥剂量相对较高的常规水泥稳定碎石结构弯沉强度接近;抗裂型水泥稳碎石在满足强度的前提下，能够节约水泥用量近1/3。

3.2 试验路裂缝观测

在冬季不利环境下，对平桓线试验路进行裂缝观测，发现路面横向裂缝以两侧土路基冻胀开裂发展的半幅裂缝为主，进而发展成沿路面横向全幅贯通裂缝，其中试验段半幅裂缝平均间距为38.5 m/km，横向贯通裂缝平均间距为49.8 m/km;常规段半幅裂缝平均间距为15.4m/km，横向贯通裂缝平均间距为21.6 m/km，可见与常规段相比抗裂型水泥稳定碎石能够抑制路面裂缝出现、延缓裂缝发展，路用抗裂效果显著。

4结束语

通過平桓线试验路的成功实施，表明抗裂型水泥稳定碎石结构不仅能提高基层强度，抑制裂缝出现，延缓裂缝发展，延长路面的使用寿命，还能节约水泥用量，降低工程造价，值得在季冻区公路建设中推广应用。

参考文献

[1] 公路水泥稳定碎石抗裂设计与施工技术规范：DB41 T864-2013[S].

[2] 公路路面基层施工技术细则：JTG TF20-2015[S].

[3] 李磊.抗裂型半刚性基层在辽宁省公路大中修工程中的应用研究[D].哈尔滨工业大学，2016.

作者简介

延丽丽（1984-），女，黑龙江人;学历：工学硕士，中级工程师，现就职单位：抚顺市交通运输综合行政执法队，研究方向：道路工程。