阅读说明：本技术 一种水泥稳定碎石微裂添加剂及其应用 (Cement stabilized macadam microcrack additive and application thereof ) 是由 权磊 田波 赵源 陆相霖 李立辉 李思李 何哲 谢晋德 侯荣国 张盼盼 刘洁 于 2020-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种水泥稳定碎石微裂添加剂及其应用,该微裂添加剂包括主组分、辅助组分和水；所述的主组分选自脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯、水性双酚A环氧树脂乳液中的一种或者多种组合；所述的辅助组分选自矿物纤维、固化剂、乳化剂、稳定剂、分散剂中的一种或者多种组合。本发明的微裂添加剂掺加到水泥稳定碎石材料后,骨料-砂浆界面粘结会产生随机弱化,由此将砂浆相的收缩随机分散在骨料体系之间,避免传统半刚性基层中裂纹会扩展连通形成长宽裂缝；能够彻底解决一直以来传统水泥稳定碎石长宽裂缝和错台引发的系列问题；避免了后期的开挖式修复措施,从全寿命周期大大节省工程养护资金投入,全寿命成本经济效益显著。(The invention discloses a cement stabilized macadam microcrack additive and application thereof, wherein the microcrack additive comprises a main component, an auxiliary component and water; the main component is selected from one or more of fatty glyceride, polyoxyethylene ether-20 oleoyl ricinoleate and water-based bisphenol A epoxy resin emulsion; the auxiliary component is selected from one or more of mineral fiber, curing agent, emulsifier, stabilizer and dispersant. After the microcrack additive is doped into a cement stabilized macadam material, the bonding of an aggregate-mortar interface can be randomly weakened, so that the shrinkage of a mortar phase is randomly dispersed among aggregate systems, and the phenomenon that cracks in a traditional semi-rigid base layer can be expanded and communicated to form long and wide cracks is avoided; the series problems caused by long and wide cracks and slab staggering of the traditional cement stabilized macadam can be thoroughly solved; the later excavation type repairing measures are avoided, the engineering maintenance capital investment is greatly saved from the whole life cycle, and the whole life cost and economic benefits are remarkable.)

一种水泥稳定碎石微裂添加剂及其应用

技术领域

本发明属于道路材料与路面结构技术领域，具体涉及了一种水泥稳定碎石微裂添加剂及其应用。

背景技术

水泥稳定碎石(半刚性)基层是我国各等级公路路面最常用的承重基层类型，但水泥稳定碎石基层易产生收缩裂缝和板块化断裂，进而在沥青面层诱发反射裂缝等一系列次生病害，加速路面性能劣化。基层裂缝具有隐蔽性，检测和处治成本高，一旦破坏通常需要“开膛破肚”式挖除重建，是影响半刚性基层沥青路面长寿的痼疾。

长期以来，道路工作者从各种角度(骨架密实结构、重型压实、膨胀补偿、振动搅拌等)尝试提高水泥稳定碎石的自身抗力以满足荷载与环境作用的要求。但从混凝土材料角度，水泥稳定碎石的水泥用量较少(5％左右)、砂浆水灰比较大(1.0左右)、骨料强度和粒型较差，经碾压形成的水泥稳定碎石强度、模量、收缩系数等参数处于较为复杂的组合状态，颗粒间由于大量弱粘结以及初始缺陷的存在导致水泥稳定碎石在细观尺度上的不均匀性非常显著。通过材料和施工工艺对均质性的改善幅度远远低于其自身不均匀性，叠加下卧层不均匀支撑，水泥稳定碎石基层在荷载长期作用下的板块化断裂不可避免；与此同时，传统水泥稳定碎石骨料-砂浆界面缺陷导致的弱粘结又不够薄弱以使其能够在温缩干缩过程中实现随机开裂，水泥稳定碎石基层的板体性在一定程度上得以保留而容易形成长宽贯通裂缝。传统采用增加水泥用量提高水泥稳定碎石抗裂能力的方案会同时增大其收缩系数，自然开裂或人工预切缝均会产生长宽裂缝，诱发反射裂缝，研究陷入瓶颈。

在此背景下急需提出可控微裂的水泥稳定碎石材料设计思想，通过弱化骨料-砂浆界面粘结削弱水泥稳定碎石基层的板体性，实现裂缝宽度、长度微小化，错台、模量差异微弱化。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提出了一种水泥稳定碎石微裂添加剂及其应用。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种水泥稳定碎石微裂添加剂，包括主组分、辅助组分和水；所述的主组分选自脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯、水性双酚A环氧树脂乳液中的一种或者多种组合；所述的辅助组分选自矿物纤维、固化剂、乳化剂、稳定剂、分散剂中的一种或者多种组合。

本发明中水泥稳定碎石微裂添加剂的优选方案，所述的主组分为脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯；所述的辅助组分为乳化剂；以100份重量份数计，各组分的重量份分别为：脂肪酸甘油酯45～50份、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯8～10份、乳化剂20～25份、余量为水。

脂肪酸甘油酯和聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯与乳化剂、饮用水经高速剪切搅拌后形成水性乳液，喷涂于集料表面形成低模量涂层。

本发明中水泥稳定碎石微裂添加剂的优选方案，所述的主组分为水性双酚A环氧树脂乳液；所述的辅助组分为固化剂和稳定剂；以100份重量份数计，各组分的重量份分别为：水性双酚A环氧树脂乳液18～35份、固化剂10～16份、稳定剂5～8份、余量为水。

水性双酚A环氧树脂乳液、固化剂、稳定剂与水经高速剪切搅拌后形成水性乳液，喷涂于集料表面形成高模量涂层。

本发明中水泥稳定碎石微裂添加剂的优选方案，所述的主组分为脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯、水性双酚A环氧树脂乳液；所述的辅助组分为矿物纤维、固化剂、乳化剂、稳定剂、分散剂；以100份重量份数计，各组分的重量份分别为：脂肪酸甘油酯11～16份、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯2～3份、水性双酚A环氧树脂乳液8～12份、矿物纤维1～2份、固化剂4～6份、乳化剂6～10份、稳定剂4～8份、分散剂4～7份、余量为水。

脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯、水性双酚A环氧树脂乳液、矿物纤维、固化剂、乳化剂、稳定剂、分散剂与水经高速剪切搅拌后形成水性乳液，喷涂于集料表面。

在本发明中，选用的脂肪酸甘油酯熔点低，能够在常温下保持流态，聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯为非离子液体乳化剂，具有亲油值与亲水值平衡的特性，能够保证脂肪酸甘油酯均匀稳定分散于水溶液中。脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯、乳化剂与水形成的乳液其力学特性不随温度和水泥水化进程发生变化，在水泥稳定碎石中形成具有较低模量的薄层结构。水性双酚A环氧树脂乳液工业生产成熟，性能稳定，与固化剂、稳定剂形成的乳液在加入水泥稳定碎石后逐渐开始固化反应，最终在水泥稳定碎石中形成模量高于水泥砂浆模量的薄层结构。

本发明进一步说明，所述的固化剂采用二乙烯三胺；所述的乳化剂采用牛脂四胺；所述的稳定剂采用聚丙烯酰胺；所述的分散剂采用十二烷基硫酸钠。

本发明的微裂添加剂的添加需要在常规水泥稳定碎石拌合站增设专用计量系统；为此本发明还提供了一种上述的水泥稳定碎石微裂添加剂的计量系统，其包括微裂添加剂储存桶、防腐潜水泵、电磁阀门与数控流量计、阀门控制器、增压器和雾化喷头；所述的防腐潜水泵设置在微裂添加剂储存桶的底部；所述的雾化喷头设置在粒径大于10mm的碎石下料仓的传送带上方20～50cm处；所述的雾化喷头通过连接管路与微裂添加剂储存桶内的防腐潜水泵相连接；所述的电磁阀门与数控流量计安装在雾化喷头和防腐潜水泵之间的连接管路上；所述的增压器安装在靠近雾化喷头的连接管路上；所述的阀门控制器分别和电磁阀门与数控流量计、增压器相连接。

进一步优选，所述的雾化喷头设置在粒径10～25mm的碎石下料仓的传送带上方20cm处。

进一步说明，所述的阀门控制器基于PLC或者MCU或者ARM控制芯片建立的集成控制器。

本发明的水泥稳定碎石微裂添加剂在可微裂水泥稳定碎石基层施工中的应用。

在施工应用中，添加微裂添加剂的水泥稳定碎石配合比应按照现行《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20)、《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51)进行集料级配曲线选择、水泥用量确定、最佳用水量确定、微裂添加剂掺量确定等。

优选的，所述的水泥稳定碎石微裂添加剂的掺量为每吨水泥稳定碎石中粒径大于10mm的碎石总比表面积A×粒径大于10mm的碎石总重量M×0.005。

优选的，集料级配曲线采用骨架密实型，集料最大粒径为37.5mm时，26.5mm档通过率为60％，13.2mm档通过率为55％，0.3mm档通过率为5％；集料最大粒径为26.5mm时，16mm档通过率为60％，9.5mm档通过率为55％，0.3mm档通过率为5％。

优选的，水泥稳定碎石底基层的水泥用量为5％，水泥稳定碎石基层的水泥用量为6％～7％。

其中，可微裂水泥稳定碎石基层施工方法按照现行《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20)相关技术要求进行，无特殊要求。

本发明的优点：

掺加按照本发明配制微裂添加剂后的水泥稳定碎石材料，骨料-砂浆界面粘结会产生随机弱化，由此将砂浆相的收缩随机分散在骨料体系之间，避免传统半刚性基层中裂纹会扩展连通形成长宽裂缝；界面弱化对水泥稳定碎石承载力的降低则通过骨料与增强砂浆形成内摩阻力更强的骨架嵌挤结构予以补偿，界面弱化的水泥稳定碎石在宏观上仍表现为无宽裂缝的整体性特征，能够彻底解决一直以来传统水泥稳定碎石长宽裂缝和错台引发的系列问题；避免了后期的开挖式修复措施，从全寿命周期大大节省工程养护资金投入，全寿命成本经济效益显著。

附图说明

图1是本发明一实施例中计量系统的结构示意图。

图2是未掺加微裂添加剂的路段裂缝图。

图3是掺加微裂添加剂后细料较多位置出现微裂效果图。

图4是掺加微裂添加剂后正常路段效果图。

图5是掺加微裂添加剂后的路段微裂缝宽度示意图。

附图标记：1-微裂添加剂储存桶，2-防腐潜水泵，3-电磁阀门与数控流量计，4-阀门控制器，5-连接管路，6-增压器，7-雾化喷头，8-传送带，9-碎石下料仓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

实施例1：

一种水泥稳定碎石微裂添加剂，包括主组分、辅助组分和水；所述的主组分为脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯；所述的辅助组分为乳化剂；以100份重量份数计，各组分的重量份分别为：脂肪酸甘油酯45份、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯8份、乳化剂20份、余量为水。所述的乳化剂采用牛脂四胺。

实施例2：

一种水泥稳定碎石微裂添加剂，包括主组分、辅助组分和水；所述的主组分为脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯；所述的辅助组分为乳化剂；以100份重量份数计，各组分的重量份分别为：脂肪酸甘油酯50份、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯10份、乳化剂25份、余量为水。所述的乳化剂采用牛脂四胺。

实施例3：

一种水泥稳定碎石微裂添加剂，包括主组分、辅助组分和水；所述的主组分为脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯；所述的辅助组分为乳化剂；以100份重量份数计，各组分的重量份分别为：脂肪酸甘油酯45份、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯10份、乳化剂20份、余量为水。所述的乳化剂采用牛脂四胺。

实施例4：

一种水泥稳定碎石微裂添加剂，包括主组分、辅助组分和水；所述的主组分为脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯；所述的辅助组分为乳化剂；以100份重量份数计，各组分的重量份分别为：脂肪酸甘油酯47份、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯9份、乳化剂24份、余量为水。所述的乳化剂采用牛脂四胺。

实施例5：

一种水泥稳定碎石微裂添加剂，包括主组分、辅助组分和水；所述的主组分为水性双酚A环氧树脂乳液；所述的辅助组分为固化剂和稳定剂；以100份重量份数计，各组分的重量份分别为：水性双酚A环氧树脂乳液18份、固化剂10份、稳定剂5份、余量为水。所述的固化剂采用二乙烯三胺；所述的稳定剂采用聚丙烯酰胺。

实施例6：

一种水泥稳定碎石微裂添加剂，包括主组分、辅助组分和水；所述的主组分为水性双酚A环氧树脂乳液；所述的辅助组分为固化剂和稳定剂；以100份重量份数计，各组分的重量份分别为：水性双酚A环氧树脂乳液35份、固化剂16份、稳定剂8份、余量为水。所述的固化剂采用二乙烯三胺；所述的稳定剂采用聚丙烯酰胺。

实施例7：

一种水泥稳定碎石微裂添加剂，包括主组分、辅助组分和水；所述的主组分为水性双酚A环氧树脂乳液；所述的辅助组分为固化剂和稳定剂；以100份重量份数计，各组分的重量份分别为：水性双酚A环氧树脂乳液30份、固化剂13份、稳定剂7份、余量为水。所述的固化剂采用二乙烯三胺；所述的稳定剂采用聚丙烯酰胺。

实施例8：

一种水泥稳定碎石微裂添加剂，包括主组分、辅助组分和水；所述的主组分为水性双酚A环氧树脂乳液；所述的辅助组分为固化剂和稳定剂；以100份重量份数计，各组分的重量份分别为：水性双酚A环氧树脂乳液18份、固化剂16份、稳定剂6份、余量为水。所述的固化剂采用二乙烯三胺；所述的稳定剂采用聚丙烯酰胺。

实施例9：

一种水泥稳定碎石微裂添加剂，包括主组分、辅助组分和水；所述的主组分为脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯、水性双酚A环氧树脂乳液；所述的辅助组分为矿物纤维、固化剂、乳化剂、稳定剂、分散剂；以100份重量份数计，各组分的重量份分别为：脂肪酸甘油酯11份、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯2份、水性双酚A环氧树脂乳液8份、矿物纤维1份、固化剂4份、乳化剂6份、稳定剂4份、分散剂4份、余量为水。所述的固化剂采用二乙烯三胺；所述的乳化剂采用牛脂四胺；所述的稳定剂采用聚丙烯酰胺；所述的分散剂采用十二烷基硫酸钠。

实施例10：

一种水泥稳定碎石微裂添加剂，包括主组分、辅助组分和水；所述的主组分为脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯、水性双酚A环氧树脂乳液；所述的辅助组分为矿物纤维、固化剂、乳化剂、稳定剂、分散剂；以100份重量份数计，各组分的重量份分别为：脂肪酸甘油酯16份、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯3份、水性双酚A环氧树脂乳液12份、矿物纤维2份、固化剂6份、乳化剂10份、稳定剂8份、分散剂7份、余量为水。所述的固化剂采用二乙烯三胺；所述的乳化剂采用牛脂四胺；所述的稳定剂采用聚丙烯酰胺；所述的分散剂采用十二烷基硫酸钠。

实施例11：

一种水泥稳定碎石微裂添加剂，包括主组分、辅助组分和水；所述的主组分为脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯、水性双酚A环氧树脂乳液；所述的辅助组分为矿物纤维、固化剂、乳化剂、稳定剂、分散剂；以100份重量份数计，各组分的重量份分别为：脂肪酸甘油酯13份、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯2份、水性双酚A环氧树脂乳液10份、矿物纤维1份、固化剂5份、乳化剂8份、稳定剂6份、分散剂5份、余量为水。所述的固化剂采用二乙烯三胺；所述的乳化剂采用牛脂四胺；所述的稳定剂采用聚丙烯酰胺；所述的分散剂采用十二烷基硫酸钠。

实施例12：

一种水泥稳定碎石微裂添加剂，包括主组分、辅助组分和水；所述的主组分为脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯、水性双酚A环氧树脂乳液；所述的辅助组分为矿物纤维、固化剂、乳化剂、稳定剂、分散剂；以100份重量份数计，各组分的重量份分别为：脂肪酸甘油酯11份、聚氧乙烯醚-20油酰篦麻醇酸酯3份、水性双酚A环氧树脂乳液12份、矿物纤维2份、固化剂4份、乳化剂10份、稳定剂4份、分散剂5份、余量为水。所述的固化剂采用二乙烯三胺；所述的乳化剂采用牛脂四胺；所述的稳定剂采用聚丙烯酰胺；所述的分散剂采用十二烷基硫酸钠。

实施例13：

一种水泥稳定碎石微裂添加剂的计量系统，包括微裂添加剂储存桶1、防腐潜水泵2、电磁阀门与数控流量计3、阀门控制器4、增压器6和雾化喷头7；所述的防腐潜水泵2设置在微裂添加剂储存桶1的底部；所述的雾化喷头7设置在粒径大于10～25mm的碎石下料仓的传送带8上方20cm处；所述的雾化喷头7通过连接管路5与微裂添加剂储存桶1内的防腐潜水泵2相连接；所述的电磁阀门与数控流量计3安装在雾化喷头7和防腐潜水泵2之间的连接管路上；所述的增压器6安装在靠近雾化喷头7的连接管路上；所述的阀门控制器4分别和电磁阀门与数控流量计3、增压器6相连接。所述的阀门控制器基于PLC控制芯片建立的集成控制器。

实施例14：

如图1所示，一种水泥稳定碎石微裂添加剂的计量系统，包括微裂添加剂储存桶1、防腐潜水泵2、电磁阀门与数控流量计3、阀门控制器4、增压器6和雾化喷头7；所述的防腐潜水泵2设置在微裂添加剂储存桶1的底部；所述的雾化喷头7设置在粒径大于20～30mm的碎石下料仓的传送带8上方30cm处；所述的雾化喷头7通过连接管路5与微裂添加剂储存桶1内的防腐潜水泵2相连接；所述的电磁阀门与数控流量计3安装在雾化喷头7和防腐潜水泵2之间的连接管路上；所述的增压器6安装在靠近雾化喷头7的连接管路上；所述的阀门控制器4分别和电磁阀门与数控流量计3、增压器6相连接。所述的阀门控制器基于MCU控制芯片建立的集成控制器。

实施例15：

一种水泥稳定碎石微裂添加剂的计量系统，包括微裂添加剂储存桶1、防腐潜水泵2、电磁阀门与数控流量计3、阀门控制器4、增压器6和雾化喷头7；所述的防腐潜水泵2设置在微裂添加剂储存桶1的底部；所述的雾化喷头7设置在粒径大于30～50mm的碎石下料仓的传送带8上方50cm处；所述的雾化喷头7通过连接管路5与微裂添加剂储存桶1内的防腐潜水泵2相连接；所述的电磁阀门与数控流量计3安装在雾化喷头7和防腐潜水泵2之间的连接管路上；所述的增压器6安装在靠近雾化喷头7的连接管路上；所述的阀门控制器4分别和电磁阀门与数控流量计3、增压器6相连接。所述的阀门控制器基于ARM控制芯片建立的集成控制器。

上述实施例的的水泥稳定碎石微裂添加剂在可微裂水泥稳定碎石基层施工中的应用。

应用例1：

对比不同掺量微裂添加剂对水泥稳定碎石7d无侧限抗压强度的影响，各档集料的掺配比例为0～3mm:3～5mm:5～10mm:10～20mm:20～30mm＝26:8:10:30:26，水泥采用普通硅酸盐水泥(P.O 42.5)，水泥用量为4％，最佳含水量为4.6％。

共进行三组7天无侧限抗压强度试验，每组9个平行试件。第1组按照最佳配比不掺加微裂添加剂，第2组微裂添加剂掺量为水泥剂量的5％，第3组微裂添加剂掺量为水泥剂量的10％。

根据击实试验结果确定的最大干密度和最佳含水量，按规定要求99％的压实度，计算出制备无侧限试件所需的试件质量，并成型无侧限强度试件。混合料从加入水泥拌和到成型完试件控制在1小时以内，超过1小时的混合料予以废弃。微裂添加剂称量后与水混合均匀后加入10～20mm碎石拌合10s，然后与其他材料混合搅拌10s。

经静力压实成形的无侧限试件一经脱模称重后，立即采用塑料薄膜包裹放入养护室内养生，养护室温度保持在20℃±2℃，湿度≥95％。养生6天后取出试件，去掉薄膜将试件浸入水中，在试压前将试件拿出用软布擦掉表面自由水后将表面稍干称重后试压，得出7天无侧限抗压强度。

具体试验结果如表1所示。空白组7d无侧限抗压强度代表值为4.8MPa，变异系数0.3％；5％掺量7d无侧限抗压强度代表值为4.4MPa，变异系数0.5％；10％掺量7d无侧限抗压强度代表值为5.1MPa，变异系数0.6％。均满足底基层强度要求(不低于3.0MPa)。

表1底基层7d无侧限抗压强度试验数据

应用例2：

对比不同掺量微裂添加剂对水泥稳定碎石底基层野外开裂情况的影响。

共摊铺四个底基层观测路段，分别为正常段、微裂I段、微裂II段、微裂III段。具体信息如下：

正常段：集料掺配比例为0～3mm:3～5mm:5～10mm:10～20mm:20～30mm＝26:8:10:30:26。水泥剂量4％，含水量4.6％。2017年6月28日铺筑，桩号K2+900～K3+000左幅。

微裂I段：配比同上，微裂添加剂掺量为水泥剂量的5％。2017年6月28日铺筑，桩号K2+450～K2+750左幅。

微裂II段：配比同上，微裂添加剂掺量为水泥剂量的10％。2017年6月28日铺筑，桩号K2+750～K2+900左幅。2017年7月16日铺筑，桩号K5+230～K5+520右幅。

微裂III段：配比同上，微裂添加剂掺量为水泥剂量的20％。2017年7月18日铺筑，桩号K7+100～K7+400右幅。

对照段与微裂段施工运输、摊铺、碾压均未出现问题，压实度满足要求。观测路段摊铺14天后对其开裂情况进行测量，结果如表2所示，可以发现：

对照段全长100m，宏观裂缝数量6条，裂缝宽度在0.3～0.8mm，平均裂缝宽度0.45mm；裂缝间距在1～35m，平均裂缝间距20m。

5％微裂添加剂掺量试验段一全长300m，宏观裂缝数量12条，裂缝宽度在0.1～0.5mm，平均裂缝宽度0.28mm；裂缝间距在1～25m，平均裂缝间距27m。

5％微裂添加剂掺量试验段二全长290m，宏观裂缝数量0条。

10％微裂添加剂掺量试验段一全长150m，宏观裂缝数量1条，裂缝宽度在0.4mm。

10％微裂添加剂掺量试验段二全长300m，宏观裂缝数量0条。

可以发现，低掺量(5％)微裂添加剂能够降低宏观裂缝宽度，增大裂缝间距，而高掺量(10％～20％)微裂添加剂能够有效消除宏观裂缝。

表2底基层微裂试验段裂缝情况统计

在微裂添加剂掺量5％K2+500桩号处、微裂添加剂掺量10％K2+755桩号处、空白段K2+945桩号处钻取芯样。芯样状况如图所示，微裂添加剂掺量5％芯样完整；微裂添加剂掺量10％芯样完整；空白段芯样较完整。

应用例3：

半刚性基层微裂技术对水泥稳定砂砾或碎石的材料性能不作特殊要求，按照现行《公路路面基层施工技术细则》(JTGT F20)相关规定执行。本次试验采用满足细则的基层和底基层原材料开展室内试验。水泥为普通硅酸盐水泥(P.O42.5)，集料(0～3mm、3～5mm、5～10mm、10～20mm、20～30mm)均为基层允许使用的原材料。

最终确定基层各档料的最佳掺配比例为0～5mm:5～10mm:10～20mm:20～30mm＝32:20:29:19。开展击实试验，得到水泥剂量5％时最大干密度为2.373g/cm³，最佳含水量为4.7％。

底基层各档料的最佳掺配比例为0～5mm:5～10mm:10～20mm:20～30mm＝32:17:29:22。开展击实试验，得到水泥剂量3.5％时最大干密度为2.358g/cm³，最佳含水量为4.7％。

考虑到胶凝材料采用粉煤灰对水泥和石粉进行一定程度替代，共进行五组7天无侧限抗压强度试验，每组9个平行试件。

第1组按照最佳配比，水泥掺量5％(外掺)，微裂添加剂掺量为水泥剂量的10％；

第2组按照最佳配比，水泥掺量4.7％(外掺)，粉煤灰掺量0.3％(外掺)，微裂添加剂掺量0；

第3组按照最佳配比，水泥掺量4.7％(外掺)，粉煤灰掺量0.3％(外掺)，微裂添加剂掺量为水泥剂量的10％；

第4组按照最佳配比，水泥掺量4％(外掺)，粉煤灰掺量6％(内掺)，微裂添加剂掺量0；

第5组按照最佳配比，水泥掺量4％(外掺)，粉煤灰掺量6％(内掺)，微裂添加剂掺量为水泥剂量的10％。

根据击实试验结果确定的最大干密度和最佳含水量，按规定要求99％的压实度，计算出制备无侧限试件所需的试件质量，并成型无侧限强度试件。混合料从加入水泥拌和到成型完试件控制在1小时以内，超过1小时的混合料予以废弃。微裂添加剂称量后与水混合均匀后加入10～20mm碎石拌合10s，然后与其他材料混合搅拌10s。

经静力压实成形的无侧限试件一经脱模称重后，立即采用塑料薄膜包裹放入养护室内养生，养护室温度保持在20℃±2℃，湿度≥95％。养生6天后取出试件，去掉薄膜将试件浸入水中，在试压前将试件拿出用软布擦掉表面自由水后将表面稍干称重后试压，得出7天无侧限抗压强度。

具体试验结果如表3所示。第1组7d无侧限抗压强度代表值为6.4MPa；第2组7d无侧限抗压强度代表值为6.6MPa；第3组7d无侧限抗压强度代表值为5.7MPa；第4组7d无侧限抗压强度代表值为5.6MPa；第5组7d无侧限抗压强度代表值为6.6MPa。均满足基层强度要求(不低于5.0MPa)。

表3基层7d无侧限抗压强度试验数据

应用例4：

对比不同掺量微裂添加剂对水泥稳定碎石基层野外开裂情况的影响。

共摊铺四组试验段，分别为正常段、微裂I段、微裂II段、微裂III段。具体信息如下：

正常段：底基层，水泥剂量3.5％，含水量4.7％；上、下基层，水泥剂量4.5％，含水量4.7％。2017年9月1日～3日铺筑，桩号K49+420～K51+980右幅。

微裂I段：仅上基层掺加微裂添加剂，配比同上，微裂添加剂掺量10％。2017年9月12日～13日铺筑，桩号K50+980～K51+720左幅。

微裂II段：上、下基层掺加微裂添加剂，配比同上，微裂添加剂掺量10％。下基层2017年9月4日铺筑，桩号K49+400～K50+390左幅。上基层2017年9月10日～11日铺筑，桩号K49+420～K50+400左幅。

微裂III段：底基层，上、下基层均掺加微裂添加剂，配比同上，微裂添加剂掺量10％。底基层2017年9月13日～14日铺筑，桩号K47+930～K48+770左幅。上、下基层配比同上，微裂添加剂掺量10％。下基层试验段桩号K47+930～K48+920左幅。上基层试验段桩号K47+930～K48+928左幅。

正常段与微裂段施工运输、摊铺、碾压均未出现问题，压实度满足要求。空白段全长1560m，观测了下基层裂缝情况，宏观裂缝数量22条，裂缝宽度在0.5～2.0mm；裂缝间距在5～200m不等。

微裂I段上基层未出现宏观裂缝。

微裂II段上基层有1条施工接缝，上、下基层均未出现其他宏观裂缝。

微裂III段底基层未出现宏观裂缝。

可以发现，10％掺量微裂添加剂能够有效消除半刚性基层宏观裂缝。

显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明本发明所作的举例，而并非对本发明实施的限定。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举；而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。