浅析碎石稳定类基层压实度的_超百_现象

1 + 0.09
（2）
由（2）式，现场混合料的碎石用量为 92%，而不是 80%，按图 1 中干容重-碎石含量关
系，此时的混合料的最大干容重应在 2.13g/cm3以上，而不是室内试验确定的 1.96g/cm3。因
此，此时继续使用室内试验得到的最大干容重计算压实度，往往会出现“超百”现象。同样
按图 1 中抗压强度-碎石含量关系，碎石含量增加后，混合料强度降低，趋近 0.8MPa。
30 以上 192 4.4
20-30 1120 26.9
10-20 1027 24.6
5-10 1852 44.1
表2 5 以上合计
4191 100
二灰碎石基层室内混合料配合比设计试验得到的 4 组数据见表 3，数据整理见图 1。 表3
序号 1 2 3 4
配合比（石灰：粉煤灰：碎石） 4：8：88 6：10：84 8：12：80
1.水泥、二灰稳定碎石基层的强度要求和质量控制
在沥青路面各结构层中，基层和底基层的作用主要是与面层一起，共同承担车辆荷载， 并进一步扩散、传递到下部结构层上，是路面的主要承重层。所以基层、底基层必须具备足 够的强度。《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-97）对稳定类基层、底基层做出如下规定：
1、对高速公路、一级公路和二级公路的半刚性材料的基层、底基层，应验算拉应力是 否满足容许拉应力的要求。结构层底面计算点的拉应力应小于或等于该层材料的容许拉应 力。
综上分析，造成二灰碎石基层压实度“超百”的内在原因是局部混合料中碎石含量增多
造成的。进而“超百”还将降低基层强度，对路面基层的长期使用性能和使用寿命产生不利
影响。
3.结束语
水泥稳定碎石和二灰稳定碎石基层、底基层的现场压实度是衡量施工质量的一个重要指 标，出现压实度“超百”现象的原因主要是局部碎石含量超过设计碎石含量造成的。“超百” 不仅影响基层压实质量的有效控制，还会降低成型基层强度。因此，在水泥稳定碎石和二灰 稳定碎石基层、底基层施工中应加强施工配合比控制，使混合料搅拌生产符合设计设计要求， 碎石和稳定料含量控制在允许范围内。
80
85
90
75
80
85
90
碎石含量（%）
碎石含量（%）
图 1 二灰碎石强度、干容重与碎石含量关系
从图 1 和表 3 可以看出，随着碎石含量增加，混合料干容重随之增加，但强度降低。再
以该高速公路的现场检测数据为例，计算二灰碎石混合料中的碎石比例，见式（2）。
4191
63.3% 7190 × 1
×100% = 92%
不是现场路面基层碾压密实度超过了室内击实试件的密实度，可以通过下面工程实例加以分
析。
某高速公路采用沥青路面，结构层组合为：18cm沥青混凝土面层+18cm水泥稳定碎石上
基层+18cm二灰碎石下基层+20cm石灰（或二灰）稳定土底基层。二灰碎石下基层设计配合比
是 8：12：80，最大干容重 1.96g/cm3，最佳含水量 10.5%。采用的碎石级配如表 1。
见下表高速一级公路二级二级以下公路强度mpa二灰碎石980811970608底基层9706950598253水泥碎石底基层97152595152水泥碎石和二灰碎石都是由结合料水泥石灰粉煤灰和碎石掺拌形成的混合料根据材料组成结构决定工程性质的观点在一定条件下混合料中碎石含量变化将影响整个混合料的性质
浅析碎石稳定类基层压实度的“超百”现象
高速、一级公路
二级、二级以下公路
压实度（%） 强度（MPa） 压实度（%） 强度（MPa）
二灰碎石 基 层
≥98
0.8—1.1
≥97
0.6—0.8
水泥碎石
底基层 基层 底基层
≥97 ≥98 ≥97
≥0.6 3—5 1.5—2.5
≥95 ≥98 ≥95
≥0.5 2.5—3 1.5—2
水泥碎石和二灰碎石都是由结合料（水泥、石灰、粉煤灰）和碎石掺拌形成的混合料， 根据材料组成结构决定工程性质的观点，在一定条件下，混合料中碎石含量变化将影响整个 混合料的性质。随着含石量的增加，混合料逐渐由密实—悬浮结构转化为骨架—密实结构。 显然，不同混合料结构类型，其强度形成机理是有区别的，在密实—悬浮结构状态下，碎石 含量低，混合料工程性质取决于结合料的工程性质；当碎石含量增加到足以形成骨架结构， 而结合料又不能填满空隙时，混合料的性质必将呈现另一种状态。混合料的压实性能也受集 料组成的影响，研究表明，只有混合料中 4.75mm 以下部分达到一定比例后，才能形成较高 的密实状态，形成强度的化学反应进行地也越充分。因此，水泥、二灰碎石结构层压实度小 于设计要求将直接降低路面结构层强度，进而影响路面的使用性能和使用寿命。
表1
不同筛孔上矿料通过率（圆孔 mm）
孔 径 35 30
20
10
5
2
0.5 0.075
范 围 100 85-95 60-85 45-70 30-45 12-24 6-14 0 10.5 3.1
为分析底基层压实度“超百”问题，在二灰碎石碾压成型段选择有轻微“软弹”处取样，
10：14：76
最大干容重 2.13 2.07 1.96 1.87
含水量 6.7 8.6 10.5 11.3
7 天抗压强度 0.83 0.98 1.11 1.15
干容重-碎石含量关系
抗压强度-碎石含量关系
2.2
1.2
干容重（g/cm3） 抗压强度（MPa）
2.1
2 1.9 1.8
75
1.1
1
0.9
0.8
参考文献：
1、《高等级公路半刚性基层沥青路面》，沙庆林，人民交通出版社 2、《半刚性路面材料结构与性能》，沙爱民，人民交通出版社，2001 3、《高等沥青路面设计理论与方法》，黄卫，钱振东，科学出版社，2001 4、《土石混合料的室内振动压实特性》，公路，2000，5
关键词：碎石稳定类基层 压实度
目前我国公路半刚性路面结构中广泛采用水泥稳定碎石或二灰碎石基层或底基层。半刚 性沥青路面的基层、底基层是主要承重结构层，半刚性基层的质量好坏对沥青路面的使用性 能和使用寿命影响显著。因为基层施工原因，局部强度达不到设计要求，没有形成整体，往 往使沥青路面在使用过程中局部出现裂缝、唧浆，严重时将形成坑槽。水泥稳定碎石或二灰 稳定碎石基层（或底基层）施工时，强度质量控制主要靠压实度来控制。通过现场灌砂法实 测混合料干容重，与室内标准击实试验确定的最大干容重比值的百分数确定压实度，显然现 场压实度应当小于 100%。但是在工程实践中发现，局部水泥稳定碎石或二灰碎石基层常会 出现压实度“超百”现象，影响基层压实质量的有效控制。
下面以工程实例分析压实度“超百”的内在原因，并对“超百”对基层、底基层强度可 能产生的不利影响做一探讨。
2.压实度“超百”原因实例分析
受现场施工设备、工艺和场地等条件的限制，水泥稳定碎石、二灰稳定碎石基层野外压
实度应小于 100%。但是，在施工中有时会测得压实度超过 100%，即“超百”现象。究竟是
用灌砂法测定压实度。全部湿料的重量 7190 克，含水量 9.3%。按照设计配合比，5mm 以上
的干颗粒含量应为式（1）。
7190 × 1 × 0.8 × 0.633 = 3334.3 （克） 1 + 0.092
（1）
将现场湿料在室内烘干并用橡胶锤击打，筛分后 5mm 筛以上部分颗粒组成如表 2。
筛孔（mm） 重量（g） 占总重百分比（%）
王砚桐 【河北省道路桥梁养护检测中心 石家庄 050000】
摘要：半刚性路面结构的主要承重层是碎石稳定类基层，此类基层强度高、刚度大，合 理设置可以有效降低沥青面层的厚度。在施工中，碎石稳定类基层因骨料含量较大，若含水 量控制不好、粗骨料分布不均都可能出现局部压实度“超百”现象，不仅了影响压实效果准 确评价，还对结构层强度产生不利影响。
2、路面厚度计算的主要依据是竣工实测弯沉值不超过设计弯沉值。在设计车道累计轴 次、各结构层回弹模量与劈裂强度、土基回弹模量等参数确定后，便可计算路面结构层厚度。
可见，在我国沥青路面结构设计中，半刚性材料的参数有两个，即劈裂强度和回弹模量。 要保证路面在车辆荷载反复作用下满足设计的使用性能和使用寿命，路面各结构层必须首先 满足设计要求。自然，半刚性基层、底基层材料的强度和回弹模量应不小于设计值。在施工 过程中，为降低质量控制复杂性和检测成本，在大量试验和研究基础上，半刚性基层、底基 层材料质量可以通过 7 天无侧限抗压强度指标进行控制。对于施工现场，水泥、二灰碎石基 层、底基层碾压成型时的强度性能则通过压实度进行衡量。规范给出一定的压实度下限，压 实混合料满足此下限，则该段基层的长期强度和模量满足设计要求，否则，达不到要求。在 我国，基层施工技术规范中对水泥稳定碎石和二灰稳定碎石基层、底基层的强度和压实度要 求进行了规定。（见下表）