争鸣2020之十七 | 沥青路面水稳基层强度控制指标
引言
我国是世界上在半刚性基层上修筑沥青路面最多的国家，没有之一；在现阶段，半刚性基层仍是当前我国高等级道路沥青路面主要的基层形式；而水泥稳定碎石基层是我国半刚性基层的主要形式。
《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2017)与《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20-2015)都规定了水泥稳定材料7d龄期无侧限抗压强度标准符合下表要求。
实践中，一般由设计文件明确具体项目基层与底基层水稳材料的7d天无侧限抗压取值，主要是确定下限，该指标直接关系到基层材料中水泥剂量的确定。然而，受各种因素影响，各项目的取值均有差异；同时，水稳基层的强度主要靠7d龄期的芯样完整性控制，与设计指标也不一致。该问题引发了一定程度的认识模糊，本文就此讨论。
调查
调查广东省2020年通车部分高速公路项目水泥稳定基层材料设计情况如下：
必须指出的是，各项目所用的材料参数表是大致相同，如下表所示：
由此，可以得出结论：即使交通、荷载情况大致相同，基层与底基层强度的设计控制指标也千差万别。不要说一般的工程人员，就连设计院的专业设计人员也拿捏不准。
实践
但在实践中并没有人太多关注水稳基层强度的设计控制指标，主要基于以下两种情况：
第一，在某些项目，设计文件、业主建设管理指南、施工合同可能规定水稳基层水泥剂量的下限，例如：水稳基层不小于5.5%，水稳底基层不小于4.5%。即使按配合比设计确定的水泥剂量可能小于此规定，但实施均按下限执行。
第二，《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20-2015)明确规定，用于基层的水泥稳定中、粗粒材料，必须在7天龄期取芯。要求芯样的完整性不小于实际摊铺厚度的90%；取不出完整芯样时，必须找出实际对应的范围，返工处理。基层取芯已成为业主、监理、第三方与质检站对基层质量控制的主要手段。但只有板体性好、具有一定强度的基层才能取出完整芯样；严格按照设计强度控制指标确定的水泥剂量有时不能保证7天龄期可以取出完整芯样，特别是在低水泥剂量水平时。
辨析
对于水稳基层，7天龄期取出完整芯样与基层材料7天无侧限抗压强度达到设计要求完全是两个概念。根据王龙、姜凤霞、夏浩然发表于2021年3月《哈尔滨工业大学学报》的文章《水稳碎石基层取芯临界强度与整体性质量评价时机》：水泥剂量（质量分数）对能否取出完整芯样的龄期有巨大的影响，5.5%水泥剂量的试样，3种级配在7d龄期均能取出完整的芯样，而水泥剂量为4.5%时，悬浮-密实级配在14d才能取出完整芯样，当水泥剂量为3.5%时，3种级配类型的水泥稳定碎石均不能在7d取出完整致密芯样。
文章提出了取芯临界成熟度的概念：各级配在如在水泥剂量5.5%情况下，7天龄期可取出完整芯样；在水泥剂量分别为4.5%与3.5%的情况下，取出完整芯样的时间将相应延缓。
一个行业的共识：能取出完整的芯样，肯定证明基层形成相当程度的整体强度。取一个完整的芯样进行无限压抗压强度试验，其检测结果必然超过某一定的数值。根据崔戎秋硕士学位论文《半刚性基层结构及材料性能发展规律研究》：对江苏省高速公路断面服役年龄5-21年的路段基层断面进行现场钻芯取样；对所取芯样进行无侧限抗压强度试验；得出结论：水泥稳定碎石芯样无侧限抗压强度较高，普遍大于8MPa。在役时间如此之长，当年的施工水平参差不齐，但芯样的无侧限抗压强度却相对较高，只能说明这应该是个幸存者偏差问题。无侧限抗压强度达不到8Mpa的芯样可能根本取不出。
方案
水稳基层材料达到了设计强度控制指标，但却有可能无法在7天龄期取出完整芯样；如果此时要求返工处理，那取芯这一行为将成为水稳基层唯一的强度控制措施，明显有失合理。同时，取芯是一个破坏性的检测方法，对路面结构的整体性有一定影响。
提出以下方案：基层施工时，取水稳拌合站出产的成品料制备无侧限抗压试件，置于露天环境，模拟现场养生条件；至龄期后进行无侧限抗压试验确定其强度；检查相关试验结果是否达到设计要求。
普遍认为现场的压实功是比试验室大的，如果水稳拌站的成品料试件可以满足设计要求，大概率现场也可满足要求。
讨论
业内人士也许早已了解到现场存在类似问题。但近年来流行的长寿命路面概念要求强基层；同时很多人认为基层带缝工作危害不大，可以提高水泥掺量，延长基层的使用寿命，避免开膛破肚的维修。
即使是长寿命路面要求强基层，也可以采用碾压式贫混凝土结构与复合式路面结构。半刚性基层应该有明确的适用范围与前提条件，而不是仅靠取芯控制来包打天下。
小结
对于水稳基层，7天龄期取出完整芯样与基层材料7天无侧限抗压强度达到设计要求完全是两个概念。基层施工时，取水稳拌合站出产的成品料制备无侧限抗压试件，置于露天环境，模拟现场养生条件；至龄期后进行无侧限抗压试验确定其强度；检查相关试验结果是否达到设计要求，而不必取芯验证。
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