2.2 碾压混凝土层面垫层材料研究
碾压混凝土超过初凝时间后，为了使层面结合良好，必须铺设层面垫层材料。龙滩碾压混凝土主要研究了掺粉煤灰的水泥砂浆、小骨料常态混凝土、丙乳粉煤灰水泥砂浆和防水剂粉煤灰水泥砂浆等4种层面垫层材料。
2.2.1 水泥砂浆垫层材料
通过试验研究提出了适用于龙滩碾压混凝土的水泥砂浆垫层材料配合比，这种砂浆具有强度高（90d抗压强度达37.6MPa，抗拉强度达3.43MPa）、变形性能好（90d弹模为2.91×104MPa，极限拉伸值达113×10-6）、抗渗性好（28d抗渗等级大于W12）的特点。
水泥砂浆垫层材料配合比及其性能见表2.23和表2.24。
表2.23 水泥砂浆垫层和一级配常态混凝土垫层材料配合比表
表2.24 水泥砂浆垫层和一级配常态混凝土垫层材料性能表
2.2.2 小骨料常态混凝土垫层材料
配合比设计所选定的小骨料常态混凝土采用一级配混凝土，其强度高于上、下层的碾压混凝土，拌和物坍落度控制在0～20mm之间，通过试验研究提出的小骨料常态混凝土配合比具有强度高、变形性能好等一系列优点。
小骨料常态混凝土垫层材料配合比及其性能见表2.23和表2.24。
2.2.3 其他层面垫层材料配合比研究
其他层面处理材料及配合比试验主要研究了丙乳粉煤灰水泥砂浆和防水剂粉煤灰水泥砂浆等两种层面垫层结合材料，进行初凝前覆盖、初凝后终凝前覆盖、终凝后覆盖等3种层面结合条件下的抗压强度、层间结合强度、抗渗性和抗冻性等试验。
2.2.3.1 配合比
丙乳改性垫层砂浆即在粉煤灰水泥砂浆中掺入适量的丙乳改性剂进行改性。掺10%丙乳的不同粉煤灰掺量的砂浆试验结果表明，粉煤灰掺量为30%时性能较好，28d强度为32.3MPa，高于本体碾压混凝土，极限拉伸值达190×10-6，轴心抗拉强度为3.75MPa，轴心抗拉弹模为24.0GPa，因此，粉煤灰掺量宜取30%。
防水剂改性垫层砂浆即在粉煤灰水泥砂浆的基础上掺入2.0%的防水剂。
丙乳改性垫层砂浆、防水剂改性垫层砂浆以及进行对比试验的普通砂浆的配合比见表2.25。
表2.25 垫层砂浆配合比及拌和物性能
2.2.3.2 含层面碾压混凝土的性能
（1）含层面碾压混凝土力学性能。选择普通粉煤灰水泥砂浆、丙乳粉煤灰水泥砂浆和防水剂粉煤灰水泥砂浆作为碾压混凝土层间界面结合的垫层砂浆，分初凝前铺垫、初凝后终凝前铺垫、终凝后铺垫等3类层面条件（试验室条件下，本体碾压混凝土的初凝时间为9h左右，终凝时间约13.5h），进行含层面碾压混凝土的性能对比试验，垫层厚度为10～15mm。砂浆抗压强度试验结果见表2.26，含层面碾压混凝土的性能试验结果见表2.27和表2.28。
表2.26 垫层砂浆的抗压强度
表2.27 含层面碾压混凝土的抗压强度/MPa
表2.28 含层面碾压混凝土的层间劈拉强度/MPa
试验结果表明，初凝前铺垫、初凝后终凝前铺垫、终凝后铺垫3类层面条件下制作的含层面碾压混凝土，不管是丙乳砂浆、防水剂砂浆，还是普通砂浆，各龄期相应的抗压强度相差不大，与本体碾压混凝土接近，劈拉强度均低于本体碾压混凝土。
层间劈拉强度，初凝前铺垫优于初凝后终凝前铺垫，优于终凝后铺垫，以90d龄期为例，初凝后终凝前铺垫比初凝前铺垫下降5%～7%，终凝后铺垫比初凝前铺垫下降27%～32%。
丙乳砂浆与普通砂浆相比能有效地提高碾压混凝土的层间结合强度，提高6%～36%，丙乳砂浆初凝后终凝前铺垫时，其劈拉强度仅比普通砂浆初凝前铺垫下降7%，采用丙乳砂浆作垫层材料，具有较好的界面结合性能。
掺防水剂的垫层砂浆对碾压混凝土的层间劈拉强度提高2%～5%，与普通砂浆基本相同。
（2）含层面碾压混凝土的耐久性能。含层面碾压混凝土的耐久性试验包括抗渗试验和抗冻试验。抗渗和抗冻试件的养护龄期为90d，抗渗试验时的渗水方向平行于层间结合面，结果见表2.29。
表2.29 含层面碾压混凝土的抗渗性能
抗渗试验结果表明，采用普通砂浆进行层间处理的碾压混凝土，其抗渗能力均低于本体碾压混凝土，而采用防水剂砂浆和丙乳砂浆进行层间处理时，其抗渗能力优于本体碾压混凝土。防水剂砂浆垫层时，含层面碾压混凝土的抗渗能力比普通砂浆垫层处理的碾压混凝土，要提高27%～36%，丙乳砂浆垫层比普通砂浆垫层要提高42%～52%。3种砂浆在3类铺垫条件下的含层面碾压混凝土的抗渗性均大于W30。
抗冻试验结果表明，含层面碾压混凝土具有较好的抗冻性，即使采用终凝后铺垫砂浆，进行200次冻融循环后的质量损失率和相对动弹性模数均能满足要求，可见，其抗冻性完全能满足F150的要求。
试验表明，采用丙乳改性垫层砂浆、渗透结晶防水剂垫层砂浆作为碾压混凝土层面处理材料与普通砂浆垫层相比，可显著提高层面抗渗能力。但掺入丙乳对砂浆抗压强度和弹模有降低的影响，对层面抗剪不利，其实用性还有待进一步研究。