微粘结级配碎石基层的性能分析

赵云龙

（通赤高速公路通辽南管理段，内蒙古 通辽 028000）

1 引言

半刚性基层沥青路面被广泛应用到各级公路的建设当中，为我国的公路建设做出了重大的贡献。伴随着半刚性基层沥青路面的大量修筑，由半刚性基层的温缩、干缩开裂引起沥青路面严重的反射裂缝、基层排水性能差、损坏后修补困难等缺点日益突出，严重影响了路面使用性能[1,2]。于是采用级配碎石基层沥青路面或在半刚性基层和沥青面层之间设置碎石过渡层开始得到世界的重视。与半刚性基层沥青路面结构相比，级配碎石基层沥青路面可以有效减少反射裂缝，但是级配碎石材料是柔性材料，自身强度较低，易产生较大的变形。文章通过对半刚性材料和柔性材料的优缺点分析，提出了介于水泥稳定碎石（半刚性材料）与级配碎石（柔性材料）之间的低水泥剂量微粘结级配碎石半柔性材料作为路面基层，即微粘结级配碎石，结果标明，该材料可以很好地解决我国沥青路面早期损坏问题，保证沥青路面的使用品质和延长使用寿命[3-5]。

2 原材料

水泥、集料均来源于抚顺新宾马架子。

2.1 集料相关指标（见表1）

集料的各项指标均满足规范要求。

表1 集料相关指标

2.2 配合比设计

根据石料现场的加工能力，现将碎石分为以下4种规格：0～5mm，5mm～10mm，10mm～20mm，10mm～30mm。依据规范要求，提出级配碎石材料设计级配，其具体结果见表2。

表2 骨架密实型设计级配

3 微粘结级配碎石室内试验

3.1 7d无侧限抗压强度

按照无机结合料稳定材料圆柱形试件制作方法（T0843-2009）制作水泥掺量分别为2.5%、3%、3.5%的微粘结级配碎石圆柱形试件，采用无机结合料稳定材料养生试验方法（T0845-2009）对圆柱形试件进行养生，采用无机结合料稳定材料无侧限抗压强度试验（T0805-1994）测定圆柱形试件的7d无侧限抗压强度[6]。试验结果见表3～表6。

表3 马架子水泥掺量2.5%的级配碎石7d无侧限抗压强度及变异系数

表4 马架子水泥掺量3%的级配碎石7d无侧限抗压强度及变异系数

表5 马架子水泥掺量3.5%的级配碎石7d无侧限抗压强度及变异系数

表6 水泥稳定材料半刚性基层的强度标准

由上可知，且根据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017），微粘结级配碎石的7d无侧限抗压强度因水泥掺量较低，达不到水泥稳定材料半刚性基层的强度标准，但可以达到石灰粉煤灰稳定类材料的强度等级[7]。

3.2 承载比（CBR）试验

按照重型击实试验（T0804-94）水泥掺量分别为2.5%、3%、3.5%的微粘结级配碎石圆柱形试件，分三层、每层98次重型击实。按照公路土工试验规程（JTG E40-2007）中土的承载比试验（T0314-1993）测定CBR。试件要泡水4昼夜[8]。试验结果见表7。

表7 不同水泥掺量级配碎石的CBR

由上可知，随着水泥掺量的增加，级配碎石的CBR增大。但是，过多的水泥掺量会使路面基层呈现半刚性基层的特性，干缩温缩大，反射裂缝明显。

表8 木桦线试验路裂缝检测结果

4 铺筑微粘结级配碎石试验路

辽宁省抚顺市新宾县木桦线铺筑水泥掺量分别为2.5%、3%、3.5%的微粘结级配碎石路面以及5%的水泥稳定级配碎石沥青路面各500m，观测此四段试验路的防反射裂缝效果。经过一年的交通荷载作用，对木桦线试验路段的裂缝进行检测[9]，结果见表8。

试验路段路面结构为：3cm密级配细粒式改性沥青混凝土（AC-10C），5cm密级配中粒式沥青混凝土（AC-16F），15cm厂拌水泥稳定结级配碎石基层，19cm厂拌二灰稳定碎石底基层，20cm天然砂砾垫层[10,11]。

经观测三段实验发现，水泥掺量分别为2.5%、3%、3.5%的微粘结级配碎石路面的反射裂缝远远少于5%的水泥稳定级配碎石沥青路面。

5 结语

①微粘结级配碎石的7d无侧限抗压强度虽然达不到水泥稳定材料半刚性基层的强度（MPa）标准，但可以用作柔性路面的基层材料。

②随着水泥掺量的增加，微粘结级配碎石的CBR增大。

③通过试验路观测发现，水泥掺量分别为2.5%、3%、3.5%的微粘结级配碎石路面的反射裂缝远远少于5%的水泥稳定级配碎石沥青路面。