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6.1 半刚性材料基层

6.1.5骨架密实型混合料要求集料的最大粒径不宜太大，以减小混合料离析。试验确定骨架密实型粗集料的级配时，应先将粗集料划分成二至三挡，通过表面振动压实的方法逐级填充，并计算振实密度和空隙率，直到找出振实密度最大的粗集料组成。在此基础上，用体积法计算确定细集料和结合料的压实体积和重量，从而确定细集料的组成和结合料的比例。

为寻求强度高、抗裂性、抗冲刷性好的基层性能，一些专家、学者也在稳定集料基层的混合料组成和集料级配方面提出了一些改进意见。总的来看，都趋向于形成骨架密实结构的状态。在此基础上总结提出骨架密实结构的集料级配范围。但是，骨架密实状态是否形成，必须根据具体级配和混合料配合比进行检验。

原规范中提出的各类无机结合料稳定粒料类基层材料，其级配是按最大密实原理设计的连续级配。经试验分析均属于悬浮密实结构类型。研究成果与工程实践表明：随着混合料中4.75mm、2.36mm、0.075mm的通过量减少，尤其是0.075mm的通过量减少，基层的抗裂和抗冲刷性能明显提高。因此，悬浮密实结构的集料级配中对2.36mm以下的细料含量，尤其是0.075mm以下的细料含量的限制要求提高。

 

6.1.6虽然随着水泥剂量的提高，基层的强度会相应提高，但脆性也相应增大，因此有必要限制水泥剂量。这样也符合通过改善集料的级配和混合料的结构形态来达到设计强度要求。

 

6.1.7 无论是水泥稳定基层还是石灰粉煤灰稳定基层，混合料中4.75mm以上粗集料形成骨架状态时，粗集料的分布状态应当是一样的。但是从粒度上讲，细集料粒度对于水泥稳定基层包括小于4.75mm的细集料和约6％的水泥，对于石灰粉煤灰稳定基层包括小于4.75mm的细集料和约20％的粉煤灰。混合料的密度基准不同，所以形成骨架密实状态时的细集料重量比或混合料中粗集料的重量比不同。形成骨架密实状态时，水泥稳定类基层混合料中粗集料的比例约在65％左右，石灰粉煤灰类基层混合料中粗集料的比例约在75％左右。这一界线比例随着混合料中水泥或石灰粉煤灰的比例变化而变化，随着粗集料的具体级配的变化而变化。

 

6.1.9  石灰粉煤灰混合料配合比的改进各地研究较多。主要是寻求基层抗裂和抗冲刷性能的改善。一些级配的提出是希望减小石灰粉煤灰混合料中细集料的含量，但最后的结果从粗集料分布状态分析，所提出改进型级配都向骨架密实结构方向靠近。因此，本规范在总结各地实践经验的基础上提出推荐集料级配范围。

 

6.1.13 从稳定土原理上讲，粉煤灰与石灰并用能起到较好的稳定效果。往往有些地区有粉煤灰资源而缺乏石灰，或有石灰，但质量不合格或不稳定，只有用水泥和粉煤灰稳定。国内河南、河北等省的实际工程中已有采用水泥粉煤灰稳定基层的实例，并取得了较好的应用效果。本次规范列入水泥粉煤灰稳定基层类型，允许采用该种稳定类基层，以积累使用经验。

水泥粉煤灰稳定基层在应用中由于缺乏相应的技术规定。各工程一般按水泥稳定基层的强度标准进行配合比设计。实际上水泥粉煤灰稳定类材料的强度发展特征介于水泥稳定和石灰粉煤灰稳定的情况之间，即早期强度高于石灰粉煤灰稳定而低于水泥稳定；后期强度发展幅度高于水泥稳定而低于石灰粉煤灰稳定。本规范所列水泥粉煤灰稳定类基层材料配合比设计时的强度标准是根据有关室内试验和工程应用情况提出的。

 

6.1.14 水泥粉煤灰稳定类基层材料的强度随着水泥的剂量增大而增大。由相关试验结果，从基本强度要求和抗冲刷角度考虑，水泥剂量不宜低于3％。同水泥稳定类基层材料一样，随着水泥剂量的增大，材料的收缩性增大，脆性增大。虽然水泥粉煤灰稳定时的收缩性要好与单纯水泥稳定时的情形，但从强度和收缩性角度综合考虑，水泥剂量不宜大于7％。

6.2  柔性基层

6.2.2 ~6.2.4  半开级配大粒径沥青碎石混合料 LSM，近年来在国内外引起了极大的兴趣，美国一些州在总结三十年来重交通荷载作用的道路应用情况后，认为大粒径沥青碎石混合料对抵抗重交通荷载作用有着相当的潜能。我国许多省市近年来进行了研究和应用，取得了良好的使用效果。大粒径沥青碎石混合料与传统沥青混合料的最大不同之处，在于采用大粒径的骨架结构，最粗一级的粗集料含量通常在50%以上，以确保具有良好的抵抗车辙能力。因此在级配组成上区别于传统的沥青混凝土和沥青碎石，而趋向于贯入式结构的矿料组成。

根据近几年来的研究，空隙率较大的开级配排水基层（空隙率在 18%-24%）所涉及到的问题较多，其抗疲劳性能令人担心。如瑞典国家道路与运输研究所（ Swedish National Road and Transport Research Institute ）通过实验室研究、加速加载试验、现场 FWD 检测等研究，比较了四种不同结构的沥青基层材料使用性能时，认为空隙率较大的开级配排水基层其耐久性能较差。为了兼顾排水和耐久性，我们对半开级配沥青碎石混合料的排水性能进行了研究，通常条件下，当半开级配沥青碎石混合料的空隙率大于 12%时，其渗透系数（按照ASTMPS 129－01的实验方法测定）＞0.01 cm/s，也就是可以满足开级配沥青磨耗层 OGFC的渗水要求。因此，在满足排水要求的条件下，应当适当减小混合料的空隙率，以提高混合料的耐久性。

其中半开级配基层沥青混合料（ LSM30、LSM52）在美国的中西部一些州如印第安纳州应用取得了良好的使用效果。目前如印第安纳州标准规范（Indiana DOT STANDARD SPECIFICATION 1999）将半开级配基层沥青混合料作为主要的基层材料，推荐了两种级配组成。

表6.2.5 印第安纳州基层沥青混合料级配范围表

筛孔尺寸（ mm ）	52	37.5	26.5	19	13.2	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075	AC 含量
AM-25		100	70-98	50-85	28-62	15-50	6-29	6-18	2-15	1-10	0-7	0-6	0-4	3.2
AM-35	100	45-75	30-60	20-50	15-40	10-35	5-25	6-18	2-15	1-10	0-7	0-6	0-4	3.0

半开级配大粒径沥青碎石混合料级配组成通常采用特殊的体积法级配设计， NCHRP386采用体积填充的方法通过线性规划求解混合料的级配组成。

 

6.2.5 沥青碎石在原规范中主要是指半开级配沥青碎石AM，空隙率一般为12%~18%。近年来国外普遍采用的沥青碎石类材料分为两类：（1）密级配沥青稳定碎石基层混合料（ATB），其公称最大粒径大于26.5mm，设计空隙率为3~6%，国外也称其为大粒径沥青混合料(LSM)；（2）半开级配或开级配的排水沥青碎石混合料基层，其公称最大粒径通常大于19mm。半开级配排水沥青碎石基层的设计空隙率15%~18%，开级配排水沥青碎石基层的设计空隙率19%~24%，在结构层内起到排水的作用。据国外研究资料表明，开级配排水沥青碎石基层的抗疲劳性能较差，实际上设计空隙率15%~18%已具有一定排水作用，通过国内初步实践，综合考虑推荐半开级配排水沥青碎石混合料基层。厚度计算时，不宜作为计算层，宜拟定该层厚度，计算其他结构层。排水基层适用于特殊路段，在我国也只是处在试验阶段。

有关试验路的取芯结果表明，室内压实标准采用标准马歇尔击实法，压实度易于达到规范所要求的98%并都超过100%，大致波动范围为105%~114%，而压实标准采用振动压实时，压实度为97%~101%，另外击实法易打碎石料，改变原有级配。由于沥青碎石作为基层用，最大公称粒径一般大于26.5mm，应采用大型马歇尔试件，成型试件尺寸为φ152.4×95.3mm，推荐用振动成型，旋转压实仪成型，只有在没有设备时，临时暂用击实法成型。

根据大粒径沥青混合料研究成果及大量的实体工程经验，建议采用大粒径沥青混合料（LSM）基层可取得较经济合理的使用效果。

大粒径沥青混合料集料的级配和配合比设计是根据专题研究结果，以及国外资料提出的，供设计参考。

LSM混合料配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计及生产配合比验证阶段，作为设计主要进行目标配合比设计。通过配合比设计确定混合料的材料品种及配比、矿料级配、最佳沥青用量，并进行混合料的性能验证，以保证混合料的骨架结构的良好性能。

 

 

6.2.7 级配碎石是一种古典的路面结构层，常用几种粒径不同的碎石和石屑掺配拌制而成，分为骨架密实型与连续型。在汽车交通的初期，用以修筑面层与基层，当汽车交通发展到现代，在国外广泛用于路面结构的基层与底基层，在国内已较少应用。正因为是传统结构，所以既有技术成熟的一面，也必定会有受传统约束的一面。今天在以半刚性为主的我国，重新提出级配碎石适用于各级公路的基层和底基层，并不是简单的复古，更不是对半刚性的否定，而是柔性与半刚性两类基层结构的优化组合以满足新形势下的交通需求。

分析几个主要国家的级配建议值，几十年来很少变化，主要有以下特点：

1)级配建议值范围波动幅度太宽（日本沥青路面纲要，美国AASHO）。

2)虽然有按粗，中，细分为三类以供选用，但基本上都属于较为圆滑的连续级配。

3)作为上基层，我国级配碎石的级配建议值经过几次调整后甚至较现行规范的沥青下面层（AC-25Ⅰ）还偏细。

虽然各国规范给出的级配建议值范围甚宽，可以在建议范围内做成不同类型的组成结构（如密实—悬浮、骨架—密实、骨架—空隙等）和不同的级配原则（如连续级配、间断级配等），这就为就地取材的设计原则拓宽了空间。有关试验研究表明符合紧排骨架—密实原则的级配碎石，当达到振动压实标准98%压实度时，其回弹模量都变化在500~550MPa，目前建议回弹模量建议值可以提高到500~550Mpa。因此，对于交通较大的公路可选用骨架密实型级配。

级配碎石仍然沿用以击实法为基础的重型压实标准，研究成熟时也可采用旋转搓揉法、振动压实法、轮胎压实法等，在混合料的组成设计时尽可能考虑材料与碾压工艺的相互作用，以便混合料形成最佳的组成结构。击实法形成的背景是刚轮压路机，有它的条件性与适用范围。目前压实工艺已发展为以调频调幅式的振动压路机为主，轮胎压路机的吨位也不断增长，因此，试件成型方法应与压实工艺相协调一致。

对于级配碎石的施工质量检测与控制，传统的灌砂（水）法或轮迹法，但控制压实度精度较低，现场承载板法又太麻烦，国内外都没有一个公认的可靠方法 。 近来有一种被认为有发展前景的动力响应法，包括锤击动力响应法与应力波法，在国外正在进行研究，国内也在启动。因此，目前我国仍采用压实度法，或轮迹法较为方便。对于高速公路、一级公路采用级配碎石用作基层时，应注意抓好材料规格、施工工艺管理、工程质量过程的控制，不能盲目地推广。在质量检验时，应加强级配管理、压实度检验，并应进行现场承载板或简易落锤弯沉仪检验。根据综合模量检测，为今后的修订提供资料。

 

 

 

6.3 刚性基层

6.3.1贫混凝土基层与其它基层相比具有较高的强度、刚度，较好的整体性和稳定性，良好的抗冲刷性和抗裂性，多孔透水贫混凝土还兼有内部排水功能，较为适用作为重载交通下的路面基层。

从结构组成特征看，贫混凝土基层可分为密实贫混凝土（有湿贫和干贫之分）和多孔贫混凝土。 密实湿贫混凝土即塑性贫混凝土；密实干贫混凝土采用振动碾压工艺成型，即碾压式贫混凝土；多孔贫混凝土指无砂或少砂透水贫混凝土。

 

6.3.2-6.3.3贫混凝土基层材料的配合比设计和结构的设计龄期均取28天。研究表明，不掺粉煤灰的贫混凝土的强度随龄期增长幅度较低，90天的抗压强度是28天的105％，180天的为119％；掺粉煤灰的贫混凝土的抗压和抗弯拉强度随龄期的增长幅度高于不掺灰的贫混凝土；掺粉煤灰对强度增长是有利的。采用28d龄期的设计标准，也是兼顾掺粉煤灰贫混凝土基层的强度发展特性。

贫混凝土基层材料的配合比设计指标一般为28d抗弯拉强度。贫混凝土基层的7d抗压强度用于施工质检。由于掺粉煤灰贫混凝土基层强度增长较慢，施工质检以14d抗压强度控制较为稳定。