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【摘要】本文主要从试验设备选型等方面详细阐述了抗裂水稳的设计理念和重要性，并分别从水泥剂量控制、矿料级配类型的选取、施工含水率控制等方面，分析论述了其对配合比设计结果的影响，为后期抗裂水泥稳定碎石基层的质量控制起到一定的借鉴作用。
【关键词】抗裂嵌挤型水泥稳定碎石；设计理念；基层配合比设计；振动压实法；水泥剂量
引言
在我省部分国省干线公路运营中，重载交通对水泥稳定碎石基层提出了更高的要求，水泥稳定碎石基层究竟需要多大的强度才能抵御重载交通荷载反复作用而不致于产生疲劳破坏。在公路工程项目建成投入使用后，水泥稳定碎石基层收缩裂缝问题，将严重影响着沥青路面的耐久性。
设计技术研究
一、我省当前部分道路现状及研究目的
在当今的我们国家的水泥稳定碎石设计施工技术仍停留在90年代初的水平，已经跟不上交通发展和公路建设的需要，其缺陷主要表现在以下几个方面：①重型击实方法建立在80年代末90年代初，只是适应了当时的施工机械水平和交通状况；②静压成型法成型的试件与现场芯样工程性质相关性较差；③强度标准的设定与基层疲劳断裂没有直接联系，施工时往往盲目提高水泥剂量而希望减少裂缝的产生；④矿料级配难以形成骨架密实结构，镜面现象严重，层间结合差；⑤设计施工过程时强调抗裂性，但实际操作却忽略了抗裂性要求的注意要点。探讨抗裂嵌挤型水泥稳定碎石路面基层施工技术，主要目标旨在解决水泥稳定碎石裂缝问题、提升工程质量。
二、设计理念
抗裂嵌挤型水泥稳定碎石室内设计必须采用垂直振动试验方法（VVTM），其特点是在满足强度标准的前提下，提高材料的抗裂性能。我们从以往施工经验可以得知，影响水稳基层抗裂性能的主要因素是水泥剂量、粉料含量、混合料施工含水率等，而最关键的影响因素是水泥剂量，水泥剂量愈大，抗裂性能越差、强度越高。所以我们考虑如何在满足基层强度标准的前提下，降低水泥剂量，这是一个关键突破口。
三、配合比设计要点
在以往传统的普通水稳混合料配合比设计中，人们往往习惯于以追求强度指标为终极目标而盲目增加水泥用量，忽略了矿质混合料的级配优化设计，特别是混合料中小于0.075mm颗粒的含量及施工含水率的控制，从而导致水稳基层开裂的情况错中复杂。经过近些年施工管理经验的积累，我们知道，要想减少基层开裂，必须做到三个限制 a.在满足设计强度的基础上限制水泥用量；b.在减少含泥量的同时，限制细集料、粉料用量；c.根据施工时气候条件限制含水量。另外，在室内试验的设备选型方面，必须采用垂直振动击实仪成型试件取得混合料的最大干密度、最佳含水率和强度值，才能充分模拟现场振动压路机的压实，其压实效果与现今国内外大多数振动压路机非常接近。
实践证明，垂直振动击实仪构造的唯一性，是确保试验结果可靠性的基础。
1、振动成型法与重型击实法的主要区别为：①压实方式不同。振动成型法是连续振动，重型击实法是间断冲击；②击锤/压头直径不同。③击实功不同。其设计理念是模拟现场压实工况的室内试件成型方式， 压实效果力求能与现场压路机的现场压实效果等效，在此基础上提出切实可行的施工控制标准。
2、振动击实法与重型击实法的差异分析①最佳含水量：重型击实的最佳含水量略高于振动击实的最佳含水量，重型击实和振动击实混合料的最佳含水量比值基本在1.000～1.038之间。②最大干密度：振动击实和重型击实混合料的最大干密度的比值基本在1.042～1.045之间，实践证明1.02～1.03更匹配。③抗压强度：从大量试验数据获知，水泥剂量相同时，振动成型试件的抗压强度相比于传统静压成型试件的强度有很大提高。在水泥用量为3.8%时，振动成型的7天无侧限抗压强度为6-8Mp以上，而重型击实法压制成型的7天无侧限抗压强度一般为4-5Mp左右，二者的比值约为1.4～1.8倍。④外观：振动成型试件侧面光滑密实易脱模，静压成型试件表面多孔、粗糙。振动成型试件剖面密实，粗集料排列均匀、紧密；静压成型试件剖面松散，且集料排布不均匀。
3、振动成型的要点是，第一混合料的级配要符合振动成型的要求，第二在保证强度的条件下尽量减少水泥用量。①级配要求：重型击实法采用的级配范围是根据设计规范提出，与振动成型法的级配范围大体相同，只是在4.75mm和0.075mm通过率的要求有明显差异。②混合料组成设计：取工地实际使用的集料，分别进行水洗筛分，按颗粒组成进行计算，确定各种集料的组成比例。分别用振动成型法和重型击实法成型试件，获得两种不同成型方式下的混合料最大干密度和最佳含水率，将多组数据进行对比验证，取得振动密度与击实密度相关系数，并根据振动成型试件的强度选择水泥剂量。为减少水稳基层裂缝，在设计过程中必须严格限制水泥、细集料、粉料、施工含水率的用量控制，但这些控制要点必须要在满足设计强度、控制级配和施工和易性的要求下进行优化。
水泥稳定碎石7天浸水无侧限抗压强度代表值应满足基层为5.8MPa～6.8MPa，这样既保证足够的强度，也避免因强度过高产生较多反射裂缝。基层与底基层强度差异小，有利于减小接触界面上的剪应力。
③施工配合比确定：室内配合比应通过稳定土拌和机实际拌和检验和不小于200米试验段的验证，根据摊铺、碾压以及7d的现场芯样情况，确定施工配合比。室内配合比设计时，可严格控制集料清洁度、混合料级配、拌和含水量、拌和均匀性及压实度等，而拌和站集料清洁度、矿料级配控制、搅拌方式及现场摊铺碾压等控制难度较大，导致施工变异性增大。因此，应通过稳定土拌和站实际拌和检验不小于200米试验段的验证后，结合实际施工水平，确定施工工艺及组织。根据以往经验，结合具体拌和设备水泥剂量控制精度、施工中原材料变化和施工变异性等因素，工地施工实际采用水泥剂量可增加0～0.5%。另外，施工过程中应严格控制矿料级配和含水量。每天开盘前，应检测原材料级配及天然含水率，验证混合料配合比准确性及稳定性。
结语
路面基层是沥青路面结构的重要组成部分，而抗裂嵌挤型水泥稳定碎石路面基层是近年来很多国省干线公路采用的主要路面基层结构类型。从本文研究分析可知，骨架密实型结构的抗裂水稳的组合优化设计和裂缝防治技术在许多道路工程的施工及营运过程中得到了极好地应用，从而大大提升了我省公路沥青路面的整体建设水平。文中涉及的一些经验数值是本人长期从事抗裂水稳基层施工积累下来的，只代表个人观点。
参考文献
[1]《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51-2009）中华人民共和国交通运输部
[2]《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）中华人民共和国交通部
[3]《江苏省普通国省干线公路抗裂嵌挤型水泥稳定碎石路面基层施工技术指南（试行）》江苏省交通运输厅公路局
【关键词】抗裂嵌挤型水泥稳定碎石；设计理念；基层配合比设计；振动压实法；水泥剂量
引言
在我省部分国省干线公路运营中，重载交通对水泥稳定碎石基层提出了更高的要求，水泥稳定碎石基层究竟需要多大的强度才能抵御重载交通荷载反复作用而不致于产生疲劳破坏。在公路工程项目建成投入使用后，水泥稳定碎石基层收缩裂缝问题，将严重影响着沥青路面的耐久性。
设计技术研究
一、我省当前部分道路现状及研究目的
在当今的我们国家的水泥稳定碎石设计施工技术仍停留在90年代初的水平，已经跟不上交通发展和公路建设的需要，其缺陷主要表现在以下几个方面：①重型击实方法建立在80年代末90年代初，只是适应了当时的施工机械水平和交通状况；②静压成型法成型的试件与现场芯样工程性质相关性较差；③强度标准的设定与基层疲劳断裂没有直接联系，施工时往往盲目提高水泥剂量而希望减少裂缝的产生；④矿料级配难以形成骨架密实结构，镜面现象严重，层间结合差；⑤设计施工过程时强调抗裂性，但实际操作却忽略了抗裂性要求的注意要点。探讨抗裂嵌挤型水泥稳定碎石路面基层施工技术，主要目标旨在解决水泥稳定碎石裂缝问题、提升工程质量。
二、设计理念
抗裂嵌挤型水泥稳定碎石室内设计必须采用垂直振动试验方法（VVTM），其特点是在满足强度标准的前提下，提高材料的抗裂性能。我们从以往施工经验可以得知，影响水稳基层抗裂性能的主要因素是水泥剂量、粉料含量、混合料施工含水率等，而最关键的影响因素是水泥剂量，水泥剂量愈大，抗裂性能越差、强度越高。所以我们考虑如何在满足基层强度标准的前提下，降低水泥剂量，这是一个关键突破口。
三、配合比设计要点
在以往传统的普通水稳混合料配合比设计中，人们往往习惯于以追求强度指标为终极目标而盲目增加水泥用量，忽略了矿质混合料的级配优化设计，特别是混合料中小于0.075mm颗粒的含量及施工含水率的控制，从而导致水稳基层开裂的情况错中复杂。经过近些年施工管理经验的积累，我们知道，要想减少基层开裂，必须做到三个限制 a.在满足设计强度的基础上限制水泥用量；b.在减少含泥量的同时，限制细集料、粉料用量；c.根据施工时气候条件限制含水量。另外，在室内试验的设备选型方面，必须采用垂直振动击实仪成型试件取得混合料的最大干密度、最佳含水率和强度值，才能充分模拟现场振动压路机的压实，其压实效果与现今国内外大多数振动压路机非常接近。
实践证明，垂直振动击实仪构造的唯一性，是确保试验结果可靠性的基础。
1、振动成型法与重型击实法的主要区别为：①压实方式不同。振动成型法是连续振动，重型击实法是间断冲击；②击锤/压头直径不同。③击实功不同。其设计理念是模拟现场压实工况的室内试件成型方式， 压实效果力求能与现场压路机的现场压实效果等效，在此基础上提出切实可行的施工控制标准。
2、振动击实法与重型击实法的差异分析①最佳含水量：重型击实的最佳含水量略高于振动击实的最佳含水量，重型击实和振动击实混合料的最佳含水量比值基本在1.000～1.038之间。②最大干密度：振动击实和重型击实混合料的最大干密度的比值基本在1.042～1.045之间，实践证明1.02～1.03更匹配。③抗压强度：从大量试验数据获知，水泥剂量相同时，振动成型试件的抗压强度相比于传统静压成型试件的强度有很大提高。在水泥用量为3.8%时，振动成型的7天无侧限抗压强度为6-8Mp以上，而重型击实法压制成型的7天无侧限抗压强度一般为4-5Mp左右，二者的比值约为1.4～1.8倍。④外观：振动成型试件侧面光滑密实易脱模，静压成型试件表面多孔、粗糙。振动成型试件剖面密实，粗集料排列均匀、紧密；静压成型试件剖面松散，且集料排布不均匀。
3、振动成型的要点是，第一混合料的级配要符合振动成型的要求，第二在保证强度的条件下尽量减少水泥用量。①级配要求：重型击实法采用的级配范围是根据设计规范提出，与振动成型法的级配范围大体相同，只是在4.75mm和0.075mm通过率的要求有明显差异。②混合料组成设计：取工地实际使用的集料，分别进行水洗筛分，按颗粒组成进行计算，确定各种集料的组成比例。分别用振动成型法和重型击实法成型试件，获得两种不同成型方式下的混合料最大干密度和最佳含水率，将多组数据进行对比验证，取得振动密度与击实密度相关系数，并根据振动成型试件的强度选择水泥剂量。为减少水稳基层裂缝，在设计过程中必须严格限制水泥、细集料、粉料、施工含水率的用量控制，但这些控制要点必须要在满足设计强度、控制级配和施工和易性的要求下进行优化。
水泥稳定碎石7天浸水无侧限抗压强度代表值应满足基层为5.8MPa～6.8MPa，这样既保证足够的强度，也避免因强度过高产生较多反射裂缝。基层与底基层强度差异小，有利于减小接触界面上的剪应力。
③施工配合比确定：室内配合比应通过稳定土拌和机实际拌和检验和不小于200米试验段的验证，根据摊铺、碾压以及7d的现场芯样情况，确定施工配合比。室内配合比设计时，可严格控制集料清洁度、混合料级配、拌和含水量、拌和均匀性及压实度等，而拌和站集料清洁度、矿料级配控制、搅拌方式及现场摊铺碾压等控制难度较大，导致施工变异性增大。因此，应通过稳定土拌和站实际拌和检验不小于200米试验段的验证后，结合实际施工水平，确定施工工艺及组织。根据以往经验，结合具体拌和设备水泥剂量控制精度、施工中原材料变化和施工变异性等因素，工地施工实际采用水泥剂量可增加0～0.5%。另外，施工过程中应严格控制矿料级配和含水量。每天开盘前，应检测原材料级配及天然含水率，验证混合料配合比准确性及稳定性。
结语
路面基层是沥青路面结构的重要组成部分，而抗裂嵌挤型水泥稳定碎石路面基层是近年来很多国省干线公路采用的主要路面基层结构类型。从本文研究分析可知，骨架密实型结构的抗裂水稳的组合优化设计和裂缝防治技术在许多道路工程的施工及营运过程中得到了极好地应用，从而大大提升了我省公路沥青路面的整体建设水平。文中涉及的一些经验数值是本人长期从事抗裂水稳基层施工积累下来的，只代表个人观点。
参考文献
[1]《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51-2009）中华人民共和国交通运输部
[2]《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）中华人民共和国交通部
[3]《江苏省普通国省干线公路抗裂嵌挤型水泥稳定碎石路面基层施工技术指南（试行）》江苏省交通运输厅公路局