碎石土材料在低等级公路路面工程中的应用

2012-06-06于文华白立新

黑龙江交通科技 2012年11期

关键词：结构层石灰无机

于文华，白立新

(赤峰市中交公路勘察设计有限责任公司)

碎石土材料在低等级公路路面工程中的应用

于文华，白立新

(赤峰市中交公路勘察设计有限责任公司)

碎石土材料作为路面结构层的探讨与应用，根据碎石土的颗粒组成、强度等技术指标进行试验室内无机结合料配合比试验，分析试验数据确定试验室无机结合料配合比，提出碎石土材料用作低等级公路路面底基层时，施工管理过程中的注意事项。

碎石土;路面结构层配合比;注意事项

碎石土材料组成主要为堆积风化碎石和细粒土，风化碎石具有一定级配，碎石风化程度为中等风化，碎石压碎值满足路基填料要求。

1 碎石土材料应用背景

碎石土在公路工程中普遍用于路基填料，该材料本身的工程性质较好，承载比强度较高。在路基施工中容易压实，路基成型后整体强度较好。但碎石土用做路面底基层无机结合料混合料的粒料还没有具体设计及施工的经验和试验数据，在此通过对省道304线灯笼河子至乌兰布统断头公路工程路面结构层设计中路面底基层结构采用石灰水泥综合稳定碎石土的设计配合比试验数据的分析，总结碎石土材料用做路面结构层时应满足的基本技术指标和施工中的注意事项等。

2 实例项目筑路材料情况

省道304线灯笼河子至乌兰布统断头公路工程项目所在地位于内蒙古赤峰市克什克腾旗东南部，路线整体为东西走向，路线所经地区为山岭重丘区，沿线均为山地，山体海拔较高，山体均为石质，岩石主要以凝灰岩为主，颜色以灰色为主。本项目在路面结构层设计时，本着尽可能利用沿线筑路材料、尽量减少工程造价的原则，充分考虑项目所在地的筑路材料分布、质量、储量情况。根据筑路材料调查分析，由于路线附近碎石场和可作为自采碎石的场地较少，并且沿线植被较茂盛且地表覆盖层均为砂性土，所以大型河流及含砾石的冲沟较缺乏。在取弃土场的调查中，发现个别山体裸露风化碎落的岩石，风化后的岩石粒径大部分在2～100 mm之间，碎石中含砂性土，形成碎石土。碎石土中砂性土由两部分组成，第一部分为岩石表层覆盖层，随岩石经风化脱落，第二部分为经风的作用搬运沉积形成。经过对碎石土场进行地质钻探，碎石土储量较为丰富。因此路面结构层设计时，将路面底基层拟定为石灰水泥综合稳定碎石土结构，设计7 d无侧限抗压强度为0.7 MPa。

3 无机结合料配合比设计

根据碎石土场分布情况，分别对K616+300处、K664+800处和K683+500处3处碎石土场取样进行底基层无机结合料配合比试验。首先进行碎石土、石灰、水泥的原材料试验，水泥使用复合硅酸盐水泥P.C32.5级，石灰使用钙质二级生石灰。碎石土原材料试验项目分别为颗粒分析、压碎值、液塑限含水量等3项，具体试验数据见表1。

表1 试验数据

根据碎石土的原材料试验结果表明。

(1)碎石土中碎砾石含量在50% ～65%之间，颗粒级配一般。

(2)碎石土中碎石压碎值在18% ～25%之间，满足二级公路石灰稳定土底基层碎石压碎值不大于40%的要求。

(3)碎石土中细粒土的塑性指数IP＜7.0。

在无机结合料各种原材料试验结束后，进行无机结合料配合比设计。原拟定石灰水泥综合稳定碎石土材料配合比为 m石灰∶m水泥∶m碎石土=5∶2∶93，由于3处碎石土中细粒土的塑性指数IP均小于7.0，所以在试验室进行配合比设计时，每处碎石土场均增加一组掺加10%塑性指数IP=15的粘土的配合比，增加粘土后的材料配合比为m石灰∶m水泥∶m粘土∶m碎石土=5∶2∶10∶83。分别对两种材料配比进行标准击实和无侧限抗压强度试验。

无机结合料击实试验采用重型标准击实，无机结合料无侧限试件成型采用静压法，试件压实度为96%，养生条件为标准养生室养护(20℃ ±2℃)，试件无侧限抗压强度试验采用电脑程控式路面材料强度试验仪采集数据，具体试验数据见表2。

通过无机结合料配合比试验分析表明。

(1)石灰稳定无塑性指数或无塑性指数IP＜7.0的碎石土时，应根据碎石土级配情况掺加8% ～15%的粘性土。

(2)塑性指数IP＞15的粘性土更适合用石灰水泥综合稳定。

路面底基层混合料配合比通过试验室配合比确定为m石灰∶m水泥∶m粘土∶m碎石土=5∶2∶10∶83，由于之前没有石灰水泥综合稳定碎石土的施工经验，因此在施工前应做好原材料的检测、无机结合料的试验室配合比、施工配合比及试验段。