争鸣2020之十九 | 沥青路面水稳基层强度试件成型方法

引言

广东省某2020年通车高速公路路面设计图纸有如下说明：水泥稳定级配碎石基层水泥用量不小于5%(建议采用5.5%)，要求7天无侧限抗压强度不小于5MPa(试件成型应采用振动成型法)；底基层水泥用量不小于4%(建议采用4.5%)，要求7天无侧限抗压强度不小于3.5MPa(试件成型应采用振动成型法)。从上、下文的语境来理解，应该是要求无侧限抗压强度试件采用振动成型法制作。

《公路路面基层施工技术细则》(JTGT F20-2015)中4.1.8条款明确指出：确定无机结合料稳定材料最大干密度指标时宜采用重型击实方法，也可采用振动压实方法。同时说明振动压实试验方法是指按现行《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51)中的T 0842规定的，遵循压实功等效原则的试验方法。然而，《细则》在4.3.1条款明确指出：强度试验时，应按现场压实度标准采用静压法成型试件。

7天无侧限抗压强度试件的制作，究竟是使用振动成型还是静压成型，是本文讨论的话题。

振动

使用振动成型法制作水稳基层7天无侧限抗压强度试件至少有超过15年以上的历史了。《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)释义手册中介绍：通过研究发现，静压法成型试件适合于无机结合料稳定细粒土以及悬浮密实结构无机结合料稳定粒料土。振动法适合于粗集料含量较多的无机结合料稳定粒料土。对于粗集料含量比较多的混合料用静压法成型试件会造成粗集料的破碎，改变了原来的设计级配。而在实际中正常压实过程中，振动压路机并不会造成粗集料过多的破碎，采用振动法成型试件能够更好地与实际情况吻合。

国内的某些省份一直坚持使用振动法成型强度试件，以浙江省为例，于2011颁布实施了地方标准《公路水泥稳定碎石基层振动成型法施工技术规范》(DB 33/T 836—2011)。浙江省2021年通车某高速公路项目路面设计说明中有如下规定，正是使用了振动成型强度试件，才可以使用相同设计强度的水泥掺量明显下降。

《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2017)条文说明中指出：在满足设计要求的前提下，需要注意避免无机结合料稳定类材料无侧限抗压强度标准取得过高，以免产生过多收缩裂缝导致路面反射裂缝增加。使用振动成型条件，可有效降低水泥掺量，比较符合以上要求。 

静压

静压成型的击实功小于振动成型，如果可以在同一个击实功水平进行试件的强度比较，可能得出的水泥掺量相差不大。

据说，振动成型只适用于水稳基层，对于石灰或者二灰类半刚性基层材料可能并不适用。

振动成型强度试件的试验方法不统一。例如：《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)释义手册中振动参数为：静面压力104kPa，激振力5612N，振协频率30Hz，振幅1.4mm；浙江省地方标准《公路水泥稳定碎石基层振动成型法施工技术规范》(DB 33/T 836—2011)中的振动参数为：静压力1900 N，振动频率为30 Hz，振幅1.4 mm；而《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)规定：对无机结束料稳定粒料一般选用面压力约为0.1MPa，激振力6800N，振动频率为28~30Hz的振实条件。

在工程实践中，由于振动成型时只规定频率、激振力与振动时间，导致成型试件的高度不一致，离散性较大，增大了试验工作量；而静压法可确保成型试件高度一致，离散性可控。

在长寿命沥青路面强基层理念的框架下，静压法成型强度试件进行配合比设计，可确保基层处于较高的强度水平。

小结

从工程实践角度来讲，振动成型比较符合现实的施工条件。静压成型不能模拟现实工况，导致试验结果偏于保守；但可能正是由于这样的保守模糊的结果，恰恰正符合某些长寿命路面的理念。全国范围内，试验方法应该是固定的，但根据各地的气候、交通、荷载条件不同而选择不同的设计数值。 

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