淺議水泥穩(wěn)定碎石路用性能的改善

劉曉永（中鐵二十五局集團第四工程有限公司，廣西 柳州 545027）

淺議水泥穩(wěn)定碎石路用性能的改善

劉曉永
（中鐵二十五局集團第四工程有限公司，廣西 柳州 545027）

摘要：本文通過在水泥穩(wěn)定碎石基層配合比設計階段，集料采用骨架密實型級配結(jié)構(gòu)，并且摻加一定比例的粉煤灰，采用振動成型法測混合料最大干密度和最佳含水量等來改善水泥穩(wěn)定碎石的路用性能，最終改善其在重載交通環(huán)境條件下的使用效果。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石；骨架密實型 摻加；粉煤灰；振動成型法

隨著公路建設的飛速發(fā)展，人們對公路的質(zhì)量也有了更多的期待和更高的要求。尤其是隨著汽車載重技術(shù)的不斷成熟，超載越來越嚴重，對公路承載能力的考驗也越來越大。為適應經(jīng)濟的快速發(fā)展，公路建設目前大量采用水泥穩(wěn)定碎石作為基層來大大提高路面的承載能力，但是隨著該基層的廣泛應用，人們也逐漸發(fā)現(xiàn)一些缺點如：容易變形，溫濕度變化時容易出現(xiàn)裂縫等，這些缺點會導致路面的開裂，降低路面的使用性能。本文就如何改善水泥穩(wěn)定碎石路用性能的，進行論述。

1　配合比試驗

1.1設計原則

1.1.1確保早期強度，滿足施工要求；

1.1.2針對裂縫產(chǎn)生的原因，調(diào)整級配，減少細料用量；

1.1.3采用振動成型法確定最大干密度和最佳含水量；

1.1.4摻加粉煤灰，增加后期強度，改善和易性。

根據(jù)這四項原則，配合比設計如下：

1.2原材料選擇

1.2.1水泥：可使用普通硅酸鹽水泥（P.O）、礦渣硅酸鹽水泥（P.S）和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥（P.P）作為膠結(jié)材料，要求其初凝時間不小于3小時，終凝時間不小于6小時，不得采用快硬、早強型水泥，標號可采用32.5或42.5級水泥，實驗證明低標號水泥就可滿足道路施工強度要求。

1.2.2碎石：采用連續(xù)級配碎石，可由幾個單級配按比例組成混合級配，如0-5mm、5-10mm、10-20mm、10-31.5mm四個單粒級配。

1.2.3粉煤灰：可采用附近電廠符合要求的粉煤灰。

1.3配合比設計

1.3.1集料級配設計

《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定水泥穩(wěn)定碎石做基層使用時，其級配范圍應在3號級配范圍內(nèi)，但此級配范圍配出的級配為懸浮密實型結(jié)構(gòu)，對需承受重載的道路顯然已不適用，需采用骨架密實型結(jié)構(gòu)。因此采用《公路瀝青路面設計規(guī)范》中載明的特重交通情況下推薦級配范圍，作為基層集料級配組成范圍。另外，為了使粗集料在混合料中更好地發(fā)揮骨架作用，需在混合料中提高粗集料的比例，減少細集料的比例，使集料的級配曲線盡量呈平順的S型。控制好配合比的兩個關(guān)鍵篩孔，即4.75mm和0.075mm，在合成配合比中，4.75mm篩孔的通過百分率，應控制在級配范圍的中值偏上，0.075mm篩孔的通過百分率控制在0%~3%之間。

1.3.2水泥粉煤灰摻配比例設計。水泥與粉煤灰的摻配比例，需經(jīng)過試驗確定。按水泥與粉煤灰的比例分別為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5按重型擊實法確定最大干密度和最佳含水量，然后按最佳含水量分別制備壓實度為98%的試件，經(jīng)養(yǎng)護7d和28d后，分別測定抗壓強度，試驗表明：水泥與粉煤灰混合料的強度是隨著粉煤灰的摻配比例增加而降低的，當增加到1：4時強度降低較大，因此水泥與粉煤灰的摻配比例應在1∶1~1∶3范圍內(nèi)取值?？紤]到水泥穩(wěn)定碎石中摻加粉煤灰的主要目的為：利用水泥水化產(chǎn)生的多余Ca（OH）2進行膠凝反應，從而增加混合料的后期強度。因此需檢驗粉煤灰在水泥穩(wěn)定碎石中不同摻配比例情況下對強度的實際影響。為了與最終確定的水泥劑量相接近，因此按照以往經(jīng)驗，采用同級別公路基層常采用的灰劑量，測定不同粉煤灰摻量的混合料強度變化情況，從而確定粉煤灰最佳摻配范圍，試驗得出結(jié)論：當粉煤灰摻量在5%~12%范圍內(nèi)，摻加粉煤灰的混合料與不摻加粉煤灰的水泥穩(wěn)定碎石相比7天無側(cè)限抗壓強度相差不大，而28天無側(cè)限抗壓強度卻有較大提高。水泥穩(wěn)定碎石基層早期強度高，有利于下道工序的及時進行，可有效縮短工期，另外開放交通后，前期有較高的強度來抵抗車輛荷載的破壞作用。后期強度的增長，不但能提高運營期的承載能力，還能抵抗基層干縮產(chǎn)生的應力，從而控制裂縫的產(chǎn)生，延長道路的使用壽命。因此，經(jīng)綜合考慮，決定在水泥穩(wěn)定碎石中摻加8%的粉煤灰，用以提高后期強度，同時改善集料的和易性。

1.3.3振動成型法確定最大干密度和最佳含水量。采用振動成型法確定水泥劑量分別為3%、4%、5%混合料及水泥：粉煤灰：集料分別為：3∶8∶89、4∶8∶88、5∶8∶87三種摻配比例的最大干密度和最佳含水量，然后測得7天無側(cè)限抗壓強度，根據(jù)工程要求基層無側(cè)限抗壓強度值選擇最終的配合比。

2　施工注意事項

2.1嚴格檢測原材料質(zhì)量，尤其是水泥的質(zhì)量，必須對初終凝時間進行檢測，以保證足夠的施工時間。

2.2一定要做延遲時間試驗，確定混合料能夠保證施工質(zhì)量的時間段，超期的混合料應廢棄。

2.3在檢測混合料級配檢測時，要特別注意小于0.075mm篩孔的通過百分率，將其控制在3%以下。

2.4施工單位試驗室要按規(guī)定頻率做好灰劑量的檢測，如有較大偏差，應及時進行調(diào)整。

2.5特別注重含水率對施工的影響。

2.6采用兩臺攤鋪機梯隊作業(yè)時，攤鋪機型號應相同，功能一致。

2.7攤鋪過程中盡量減少停頓次數(shù)，盡可能少收料斗，如果料斗內(nèi)混合料較少時，不能收料斗，否則會導致混合料離析，形成“石頭窩”。

2.8在攤鋪時，螺旋布料器的葉片，應有2/3以上埋在混合料中。將螺旋輸送器最外側(cè)的葉片反安可以有效減少攤鋪機兩側(cè)混合料離析。

2.9在進行混合料碾壓時，要分階段控制好壓路機行駛速度，壓路機在施工段落行走，應走直線，當需轉(zhuǎn)變方向時，應緩慢轉(zhuǎn)向，防止發(fā)生推擠。

結(jié)語

實踐證明，通過將集料級配由懸浮密實型結(jié)構(gòu)改為骨架密實型結(jié)構(gòu)，可以有效提高基層的承載能力，減少收縮裂縫；在混合料中摻加粉煤灰，不但提高了混合料的后期強度，還改善了混合料的和易性，使得在攤鋪過程中集料離析情況減少；在配合比設計中，采用振動壓實機，測定混合料的最大干密度和最佳含水量，增大了最大干密度，降低了最佳含水量，經(jīng)過對施工質(zhì)量的嚴格控制，從而提高了水泥穩(wěn)定碎石的密實度、強度、抗裂性，提高了水泥穩(wěn)定碎石的路用性能。

參考文獻

[1]JTG D50-2006，公路瀝青路面設計規(guī)范[S].

中圖分類號：TQ172

文獻標識碼：A