骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石性能影響因素研究

李明潔

（上海市政工程檢測(cè)中心有限公司，上海市 200014）

0 引言

骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石雖具有強(qiáng)度高、剛度大、整體性強(qiáng)、水泥穩(wěn)定碎石性和抗凍性好以及抗行車疲勞性能較好的特點(diǎn)，也是我國(guó)目前主流的基層結(jié)構(gòu)形式，為了進(jìn)一步了解含水量、水泥劑量、集料類型等因素對(duì)水泥穩(wěn)定碎石性能的影響，依據(jù)相關(guān)試驗(yàn)規(guī)范展開了一系列相關(guān)試驗(yàn)研究[1-4]。

1 水泥劑量對(duì)水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度的影響研究

采用表1所列的三種級(jí)配的骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行混合料性能的對(duì)比試驗(yàn)研究，三種級(jí)配4.75 mm的通過率分別是25%、30%、35%。

表1 骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石級(jí)配組成表

由表2和圖1可見三種不同級(jí)配水泥穩(wěn)定碎石的比對(duì)結(jié)果表明：隨著水泥劑量增加，水泥穩(wěn)定碎石的最大干密度越大。

表2 水泥穩(wěn)定碎石混合料擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果匯總表

圖1 不同4.75 mm通過率下?lián)魧?shí)最大干密度隨水泥劑量變化曲線圖

表3為相同級(jí)配不同水泥劑量下的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，所研究的三種級(jí)配試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著水泥劑量增加，水泥穩(wěn)定碎石的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度越大。

表4為相同級(jí)配不同水泥劑量下的劈裂強(qiáng)度，所研究的三種級(jí)配試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著水泥劑量增加，水泥穩(wěn)定碎石的劈裂強(qiáng)度越大。

表3 混合料7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果（振動(dòng)法成型）

表4 混合料7 d劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果（振動(dòng)法成型）

2 不同集料種類對(duì)水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度的影響研究

對(duì)于不同集料種類對(duì)水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度的影響，在以往的研究中該內(nèi)容相對(duì)較少，其實(shí)水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度的大小與集料的巖石種類有著明顯的關(guān)系。本次研究水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度選用石灰?guī)r和玄武巖進(jìn)行比對(duì)，表5為石灰?guī)r、玄武巖的級(jí)配。

表5 用于水泥穩(wěn)定碎石的石灰?guī)r和玄武巖級(jí)配

不同集料種類的最佳含水量及最大干密度見表 6、表 7和圖 2、圖 3。

表6 石灰?guī)r水泥穩(wěn)定碎石混合料擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果

表7 玄武巖水泥穩(wěn)定碎石混合料擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果

圖2 兩種集料種類-最佳含水量比較

圖3 兩種集料種類-振動(dòng)成型法最大干密度變化曲線

圖2和圖3表明，在各水泥摻量下的最佳含水量和最大干密度，兩種集料種類的比較結(jié)果表明：玄武巖最佳含水量均大于石灰?guī)r，且兩種集料種類的最佳含水量變化規(guī)律一致，而最大干密度的比較結(jié)果為：石灰?guī)r大于玄武巖，變化規(guī)律也趨同。

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果對(duì)不同集料種類的7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（振動(dòng)壓實(shí)法）進(jìn)行試驗(yàn)比較，試驗(yàn)結(jié)果見表8、表9、圖4。

表8 石灰?guī)r水泥穩(wěn)定碎石混合料7 d振動(dòng)法成型強(qiáng)度

表9 玄武巖水泥穩(wěn)定碎石混合料7 d振動(dòng)法成型強(qiáng)度

圖4 不同集料類型-強(qiáng)度變化曲線

從表8、表9和圖4可知，兩種不同集料種類的水泥穩(wěn)定碎石無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，均隨著水泥劑量的增加而增加。

玄武巖水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度變異系數(shù)與水泥劑量呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系。因此玄武巖水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度開始時(shí)逐漸增加，水泥劑量達(dá)到4.0%時(shí)，玄武巖的強(qiáng)度代表值增加減緩。石灰?guī)r水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度變異系數(shù)與水泥劑量的變化呈現(xiàn)逆相關(guān)關(guān)系，因此其強(qiáng)度代表值是一條單增曲線。

3 水泥穩(wěn)定碎石抗干燥收縮性能影響因素研究

選取4.75 mm通過率為30%的級(jí)配進(jìn)行干縮試驗(yàn)，試驗(yàn)組合見表10。

表10 干縮試驗(yàn)組合

由圖5可知，3.5%水泥含量下，最佳含水量下的干縮系數(shù)最小，最佳含水量-1%下的干縮系數(shù)最大；4%水泥含量下，最佳含水量-1%下的干縮系數(shù)最小；4.5%水泥含量下，最佳含水量-1%下的干縮系數(shù)最小。

圖5 含水量對(duì)干縮系數(shù)影響曲線圖

圖6 水泥劑量對(duì)干縮系數(shù)影響曲線圖

由圖6可知，最佳含水量下隨著水泥含量的增加，干縮系數(shù)變大。

4 結(jié)語

研究了含水量、水泥劑量、集料類型等因素對(duì)骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石性能的影響，得到如下結(jié)論：

（1）對(duì)于同樣的級(jí)配，水泥劑量越大，最大干密度、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度和干溫縮變形越大。

（2）壓實(shí)含水量和水泥劑量會(huì)影響水泥穩(wěn)定碎石基層中的結(jié)合水的含量，進(jìn)而對(duì)混合料的干縮特性造成影響。最佳含水量下隨著水泥含量的增加，干縮系數(shù)變大。