摘要：本文針對(duì)二灰碎石基層的集料最大粒徑、級(jí)配及混合料配合比計(jì)算、
壓實(shí)度質(zhì)量控制4個(gè)方面問題進(jìn)行了探討，對(duì)現(xiàn)行公路基層施工技術(shù)規(guī)范某些
規(guī)定提出自己的見解，可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。?
關(guān)鍵詞：二灰碎石 基層 技術(shù)問題 探討
　　二灰碎石基層即為石灰、粉煤灰穩(wěn)定粒料基層，一般也叫二灰結(jié)石或三
渣基層。它是在粒料中摻入適量的石灰和粉煤灰，按一定的技術(shù)要求，將其
拌和均勻攤鋪的混合料在最佳含水量時(shí)壓實(shí)，經(jīng)養(yǎng)生成型的一種路面基層。
其中石灰和粉煤灰為膠結(jié)材料，粒料起骨架作用。二灰碎石基層屬于半剛性
基層類型，具有明顯的水硬性、緩凝性、板體性、一定的抗裂性，但抗磨
差，強(qiáng)度形成受溫度和濕度影響很大。
　　二灰碎石基層所用材料來源廣泛，可就地取材，且施工方便，強(qiáng)度高。
形成板體后，具有類似貧混凝土的性質(zhì)，水穩(wěn)性、抗裂性也較好。由于這些
優(yōu)點(diǎn)，使二灰碎石基層得到廣泛應(yīng)用。近十年來，已成為我省高等級(jí)公路的
必選路面基層類型。?
　　盡管二灰碎石基層的應(yīng)用已有較長時(shí)間，也有許多研究，但直到《公路
路面基層施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ034-93)(以下簡(jiǎn)稱基層規(guī)范)發(fā)布，才較全面地
規(guī)定了具體的施工技術(shù)要求，這對(duì)指導(dǎo)二灰碎石基層施工起到很好的作用。
但執(zhí)行中也出現(xiàn)一些問題值得進(jìn)一步商榷，在此筆者就下列幾個(gè)方面進(jìn)行探
討。?
1　混合料的最大粒徑
　　基層規(guī)范規(guī)定用于二級(jí)及二級(jí)以下的公路，集料最大粒徑不應(yīng)超過
50mm，用于高速公路和一級(jí)公路最大粒徑不應(yīng)超過40mm。集料粒徑大，來源
范圍廣，加工產(chǎn)量高，節(jié)約資金，施工中碾壓較穩(wěn)定，但從保證路面平整
度、減少拌和攤鋪機(jī)械磨損來看，是不利因素。一般要求最大粒徑取(1/4～1
/5)層厚，考慮到二灰碎石基層每層15～20cm，故最大粒徑在40～50mm是合適
的，對(duì)二級(jí)以下的公路及分二層或多層做的下層，從節(jié)約的角度，可放寬到
60mm。
2　混合料的級(jí)配
　　90年代初期以前，我省廣泛使用的二灰碎石基層基本都是無級(jí)配的，集
料粒徑組成一般比較均勻，5mm以下細(xì)集料很少，集料最大粒徑較大，一般為
50mm，且集料占混合料總重75％以上。施工采用路拌法，用旋耕犁或人工拌
和，條件好一點(diǎn)的用平地機(jī)刮平，壓實(shí)時(shí)要求混合料含水量較大，碾壓時(shí)要
求提漿上來。用鉆芯取樣的方法檢查使用效果，強(qiáng)度形成后，板體性很好，
強(qiáng)度很高，由于骨料含量高，干縮及溫度裂縮不明顯，但缺點(diǎn)是早期強(qiáng)度
低。這種施工特點(diǎn)是簡(jiǎn)單方便、容易掌握，施工的二灰碎石基層使用效果也
可以。?
　　基層規(guī)范對(duì)集料要求有級(jí)配，要求混合料中集料的顆粒組成如表1。值得
說明的是表1是指二灰碎石混合料中集料的顆粒組成，而非二灰碎石混合料的
組成。規(guī)范規(guī)定集料的重量應(yīng)占80％～85％。結(jié)合料則占15％～20％，可以
計(jì)算得5mm以下集料重量占的比例為57.5％～60％。據(jù)有關(guān)研究，50mm以下集
料重量比占60％左右，干縮裂縫問題應(yīng)當(dāng)注意。從我省執(zhí)行規(guī)范的情況看，
寧連、寧通公路的二灰碎石基層出現(xiàn)較多干縮裂縮，也證明了規(guī)范的級(jí)配偏
}細(xì)，特別5mm以下集料的含量偏高。

表1

　　針對(duì)寧連公路上二灰碎石施工中出現(xiàn)的問題，進(jìn)行了專題研究。研究的
目的是減少混合料中5mm以下集料的含量，以減少或延緩裂縫。為此進(jìn)行大量
的室內(nèi)試驗(yàn)，并做了試驗(yàn)路段。試驗(yàn)路段有幾種級(jí)配類型，也有無級(jí)配的類
型。無級(jí)配的二灰碎石的集料采用31.5～13.2mm(方孔篩)的規(guī)格料，即俗稱
4、6、8規(guī)格的料。研究結(jié)果推薦使用的集料標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配組成如表2。用此級(jí)
配，并考慮二灰碎石中集料中保證80％的含量不變，則二灰碎石混合料的級(jí)
配如表3。用改進(jìn)的級(jí)配施工，混合料有足夠的細(xì)料，能保證拌和時(shí)不產(chǎn)生較
嚴(yán)重的離析，攤鋪時(shí)能達(dá)到要求的平整度，同時(shí)明顯減少或延緩了干縮及溫
縮裂縫。而無級(jí)配集料的二灰碎石施工，必須混合料含水量大，碾壓時(shí)要提
漿，才能保證粒料的膠結(jié)，形成強(qiáng)度過程中，有少量裂縫。由于集料粗，細(xì)
料少，平整度差一些，但從使用情況看，強(qiáng)度較高，且板體性很好。
　　筆者認(rèn)為二灰碎石的集料應(yīng)當(dāng)減少5mm以下的含量，可采用表2推薦的級(jí)
配，對(duì)于平整度要求不高的，可采用無級(jí)配集料的二灰碎石。

?表2?

表3

3　混合料的配合比計(jì)算
　　基層規(guī)范的級(jí)配計(jì)算完全依賴于試驗(yàn)的結(jié)果，缺乏強(qiáng)度理論的指導(dǎo)。為
此，筆者根據(jù)強(qiáng)度理論，提出了二灰碎石混合料的組成假設(shè)，并推導(dǎo)出計(jì)算
配合比的公式。?
　　根據(jù)強(qiáng)度理論，二灰碎石基層強(qiáng)度形成有兩方面。一方面依靠粒料的骨
架嵌擠作用，另一方面依靠結(jié)合料的膠結(jié)作用。考慮到減少干縮裂縫和溫縮
裂縮，強(qiáng)度主要依靠粒料的骨架作用，形成整體強(qiáng)度則依靠結(jié)合料的膠結(jié)作
用。為充分發(fā)揮結(jié)合料和粒料兩者各自的作用，共同壓密面成為密實(shí)型的結(jié)
構(gòu)，混合料的組成原則上假設(shè)：在一個(gè)單位實(shí)方體的混合料中，粒料的最大
用量為一個(gè)單位松方量，結(jié)合料以最佳壓實(shí)狀態(tài)填充粒料的剩余空隙。?
　　根據(jù)上述假設(shè)，其計(jì)算方法如下：?
　　(1)確定結(jié)合料與粒料的配合比?
　　①粒料的松散干容重為γ1，平均比重為ρ，則一個(gè)單位實(shí)方體中粒料占
有的體積V1＝γ1/ρ；?
　　②結(jié)合料占有體積V2＝1-V1；?
　　③結(jié)合料的最大干密度為γ2，最佳含水量為W2，則結(jié)合料在單位實(shí)方體
中占的重量為γ2V?2＝γ2(1-V1)；?
　　④混合料最大干密度為γ0，根據(jù)實(shí)方體中混合料的重量為結(jié)合料與粒料
兩部分重量之和，
則有1·γ0＝1·γ1+γ2V2
　　即γ0＝γ1+γ2V2 　　　　　　　　　　　　　　(1)
　　⑤計(jì)算結(jié)合料與粒料的重量比?
　　結(jié)合料/粒料＝γ2V2/γ0∶γ1/γ0 　　　　　　(2)?
　　⑥示例?
　　粒料由于級(jí)配不同，松裝干容重γ?1可取1.4～1.7t/m3，若其平均比生
ρ以2.7計(jì)，計(jì)算
結(jié)果如表4。

表4

　　(2)確定結(jié)合料中石灰和粉煤灰配合比?
　　結(jié)合料中石灰和粉煤灰的最佳配合比為1∶4，但在混合料中，石灰劑量
除了最佳配比用石灰量外，還應(yīng)考慮粒料表面裹復(fù)吸附的石灰劑量，其值可
按粒料重的3％計(jì)。因此，石灰劑量既要考慮最佳配比中用量，又要考慮粒料
表面裹復(fù)吸附用量，下面舉例說明：?
　　例如，計(jì)算結(jié)果結(jié)合料與粒料重量比為26∶74，而石灰與粉煤灰最佳配
比為1∶4，則石灰劑量為26/5+74×3％＝7.42?
　　粉煤灰劑量為(4/5)×26＝20.8?
　　混合料總重為7.42+20.8+74＝102.22?
　　石灰∶粉煤灰∶粒料＝(7.42/102.22)∶(20.8/102.22)∶(74/102.22)＝
7.3∶20.3∶ 72.4
?　故實(shí)用結(jié)合料與粒料重量比為1/2.8。?
　　從示例看出，石灰劑量在5.5～4.9之間。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，石灰劑量不宜
低于5％，因?yàn)槭姨伲Y(jié)合料的膠結(jié)作用得不到保證。一般計(jì)算結(jié)果中石
灰劑量小于5％，要予以調(diào)整。?
4　壓實(shí)度質(zhì)量控制
　　二灰碎石基層中粒料最大可達(dá)40或50mm，用作底基層中達(dá)50或60mm，這
樣大粒徑的混合料做重型擊實(shí)試驗(yàn)，限于試筒的容積，無法得到較準(zhǔn)確的最
大干密度和最佳含水量。根據(jù)《公路路面基層材料試驗(yàn)規(guī)程(JTJ057-85)》規(guī)
定，粒料最大粒徑宜控制在25mm以內(nèi)，最大不得超過40mm(圓孔篩)。實(shí)際試
驗(yàn)發(fā)現(xiàn)平行試驗(yàn)的結(jié)果離散很大，而且擊實(shí)時(shí)易擊碎粒料，因此有必要改進(jìn)
方法。
　　在配合比計(jì)算過程中，不難發(fā)現(xiàn)影響最大干密度的主要因素是結(jié)合料的
壓實(shí)度，有了結(jié)合料的最大干密度，就可求得二灰碎石的最大干密度。
　　計(jì)算方法推導(dǎo)如下：?
　　①結(jié)合料與粒料的重量比為x∶y，且x+y＝1，x、y均為小數(shù)；?
　　②結(jié)合料的最大干密度為γ?0，則混合料的體積為1/γ0；?
　　③粒料的體積為y/ρ，結(jié)合料的體積為x/γ2；?
　　④根據(jù)混合料的體積為結(jié)合料與粒料兩部分體積之和，有下式
　　1/γ0＝x/γ2+y/ρ
　　γ0＝1/(x/γ2+y/ρ) 　　　　　　　　　　　　(3)?
　　⑤結(jié)合料的最佳含水量為Wm；?
　　粒料的濕潤含水量為Wa，一般碎石以4％計(jì)，礫石以3％計(jì)；
　　混合料的最佳含水量為W0；?
　　混合料含水重量為結(jié)合料與粒料兩部分含水量之和
　　W0＝xW0+yWa (4)?
　　根據(jù)(3)和(4)式，只要用擊實(shí)試驗(yàn)求得結(jié)合料的最大干密度和最佳含水
量，再材料配合比，就可以計(jì)算出二灰碎石的最大干密度和最佳含水量。
　　工地檢查二灰碎石的密實(shí)度可以用灌砂法測(cè)得濕密度和含水量，求得干
密度，將其與最大干密度相比較，一般要求壓實(shí)度在95%以上。
5　結(jié)束語
　　綜上所述，可以得出下列結(jié)論：
　　(1)二灰碎石的集料最大粒徑在40～50mm是合適的，對(duì)二級(jí)以下的公路及
分二層做的下層，可放寬到60mm。
　　(2)二灰碎石的集料應(yīng)當(dāng)減少5mm以下的含量，可采用表2推薦的級(jí)配，對(duì)
于平整度要求不高的，可采用集料無級(jí)配的二灰碎石。?
　　(3)二灰碎石混合料配合比為γ2V2/γ0∶γ1/γ0，結(jié)合料中石灰劑量考
慮二灰最佳配比和粒料表面的裹復(fù)吸附量，不宜低于5％。
　　(4)二灰碎石基層的最大干密度和最佳含水量分別為：?
　　γ0＝1/(x/γ2+y/ρ)
?　W0＝xW0+yWa?
　　(5)二灰碎石混合料配合比計(jì)算方法及最大干密度和最佳含水量計(jì)算公式
同樣適用于其它如石灰土穩(wěn)定粒料、水泥土穩(wěn)定粒料等基層。