[發明專利]一種填充式水泥穩定碎石設計方法

在審

• 申請號: 202310289662.4
• 申請日: 2023-03-23
• 公開（公告）號: CN116479723A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 張榮華;趙永利;高東興;韓凌;張志鵬;周海防;李鵬;李靖;李培海;史福泉;蘇剛;馬寅超;劉習章
• 申請（專利權）人: 山東高速濟青中線公路有限公司;東南大學;山東高速路用新材料技術有限公司
• 主分類號: E01C21/00
• 分類號: E01C21/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李想

本發明公開一種填充式水泥穩定碎石設計方法，屬于道路工程材料的設計與應用技術領域。針對水泥穩定碎石基層收縮開裂和抗裂型水泥穩定碎石強度低、施工困難的問題，基于集料逐級填充理論，通過搗實填充實驗確定水泥穩定碎石的體積參數和測試7d無側限抗壓強度，依次確定填充式水泥穩定碎石的集料填充比例、水泥劑量和水泥填料的質量比例。發明可以根據實際材料進行調整，設計方法靈活方便且設計效果穩定。根據室內試驗和實際工程檢驗，水穩混合料的干縮性能大幅提升，填充式水泥穩定碎石基層路面反射裂縫明顯減少，抗裂效果顯著。

技術領域

本發明涉及一種填充式水泥穩定碎石設計方法，屬于道路工程材料的設計與應用技術領域。

背景技術

反射裂縫是半剛性基層路面的典型病害之一，反射裂縫的出現導致瀝青路面的使用性能下降和使用壽命減短，一方面裂縫破壞了路面結構的連續性和整體性，路面平整度下降，影響車輛行駛的舒適性；另一方面，水分從裂縫處進入路面結構，積聚在基層與面層中，在行車荷載作用下，產生較大的動水壓力，不斷沖刷基層造成基層水損害，甚至會發展成結構性損害。為減少反射裂縫的產生，有必要根本上降低水泥穩定碎石的收縮開裂，

反射裂縫的處治措施從整個路面結構系統出發，具體可分為四種。一種是對開裂處進行灌縫和高聚物注漿等。另一種是處治瀝青面層，例如加厚面層、改善面層材料性能，以及對面層進行就地熱再生等。還有一種是在基層和面層之間鋪設夾層，比如級配碎石夾層(倒裝結構)、聚酯玻纖布夾層，以及橡膠瀝青應力吸收層等。第四種是直接改善基層材料性能。前三種處治措施雖然能夠在一定程度上延緩甚至減少反射裂縫的出現，但并沒有處治反射裂縫的根源。反射裂縫發生的根本原因是基層材料的收縮開裂，所以必須從基層材料本身入手才能獲得較好的處治效果。

填充式水泥穩定碎石通過配合比設計提升水泥穩定碎石自身的抗裂性能，在工程實際應用中證實具有良好的抑制反射裂縫的作用，填充式水泥穩定碎石材料內部有黏結薄弱界面，這些位置在收縮時產生開裂，填充式水泥穩定碎石性質向粒料類材料過渡，具有良好的吸收變形作用。而大粒徑碎石的選用與水泥穩定碎石的填充則提高了其強度與剛度，避免了級配碎石基層承載力低的問題。但是填充式水泥穩定碎石存在著施工方面的問題難以大范圍推廣。填充式水泥穩定碎石的施工工藝較為復雜，分為三次鋪筑，主骨料與兩種填隙料依次進行攤鋪，施工效率很低。同時該技術需要人工輔助攤鋪，施工速度緩慢。此外，填充式水泥穩定碎石的抗壓強度通常低于普通水泥穩定碎石。

發明內容

發明目的：為了克服現有大粒徑水泥穩定碎石施工困難、強度低等不足，本發明提供一種填充式水泥穩定碎石設計方法，從水泥穩定碎石基層防治反射裂縫角度出發，進行水泥穩定碎石混合料設計，保證強度性能，減少這種材料的干縮和基層的收縮開裂，減少道路裂縫病害，延長道路使用壽命，同時降低瀝青層厚度，節約建設投入。該方法設計比較靈活，施工效率高，能適用于各地工程。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

本發明所述的填充式水泥穩定碎石設計方法，具體步驟如下：

步驟1、確定混合料使用的集料種類，該集料分為骨架粗集料、填充粗集料、細集料；骨架粗集料兼顧形成骨架結構；

步驟2：通過搗實填充試驗確定骨架粗集料與填充粗集料之間的比例；

確定骨架粗集料與填充粗集料之間的比例，使填充粗集料充分填充于骨架結構的間隙中以支撐骨架結構且提高骨架結構嵌擠強度；

步驟3：在不干涉步驟2中骨架結構前提下預設填充細料的填充量，通過改變水泥與細集料比例以確定填充細料中水泥劑量；

步驟4、根據步驟2中骨架粗集料與填充粗集料之間的確定的比例及步驟3中確定的水泥劑量；

通過擊實試驗，確定骨架粗集料與填充粗集料之和與填充細料之間的比例；