減少水泥穩(wěn)定碎石基層反射裂縫的方法

（煙臺市招遠公路管理局，山東 煙臺 265400）

一、背景

近年來，路面水泥穩(wěn)定碎石基層出現(xiàn)反射裂縫的幾率不斷上升。如何在水泥用量不斷增加的情況下，減少基層反射裂縫出現(xiàn)的幾率，成為擺在施工人員面前的新課題。山東省煙臺市招遠市的花崗巖石屑中小于0.075mm的顆粒含量越來越低，已經(jīng)無法滿足《公路路面基層施工技術(shù)細則》中對混合料合成級配的要求（C-B-3除外）。

基于此，本文提出了在水泥穩(wěn)定碎石中摻加少量粉煤灰（以下稱“改良型水泥穩(wěn)定碎石”）的方案，以期減少基層反射裂縫，改善常規(guī)水泥穩(wěn)定碎石的級配。

二、原材料

（一）水泥

水泥標號采用32.5級或42.5級，初凝時間不低于4小時，終凝時間不低于6小時。本文采用的是招遠玲瓏水泥廠生產(chǎn)的32.5級復(fù)合硅酸鹽水泥。

（二）粉煤灰

采用水洗法測定的0.3mm篩孔的通過量不得小于90%，0.075mm篩孔的通過量不得小于70%。同時，粉煤灰中SiO2、Al2O3和Fe2O3的總含量應(yīng)大于70%，燒失量不超過20%。本文采用的是龍口電廠生產(chǎn)的粉煤灰。

（三）碎石和石屑

采用與水泥穩(wěn)定碎石基層相同的規(guī)格和檔數(shù)，且各項指標滿足要求。規(guī)格為20mm～30mm、10mm～20mm、5mm～10mm。本文采用兩種石屑：細石屑（0.075mm通過率＞7%）和粗石屑（0.075mm通過率≤2%）。

（四）水

使用自來水即可。

三、混合料的組成設(shè)計

（一）水泥和粉煤灰用量的確定

水泥和粉煤灰的用量，應(yīng)結(jié)合以往經(jīng)驗，在不增加施工成本的原則下確定。水泥和粉煤灰都采用外摻法。本文水泥穩(wěn)定碎石的配合比為——水泥：粉煤灰：碎石=4：4：100；改良型水泥穩(wěn)定碎石的配合比為——水泥：碎石=4.8：100。

（二）級配范圍的選擇

常規(guī)水泥穩(wěn)定碎石，按照C-C-2級配范圍中值偏下進行混合料級配設(shè)計；改良型水泥穩(wěn)定碎石，按照水泥粉煤灰穩(wěn)定級配碎石CF-A-1S中值進行設(shè)計，從而確?；旌狭暇哂休^好的骨架結(jié)構(gòu)，級配范圍如表1所示。

表1.混合料級配范圍

四、試件制作、養(yǎng)護與強度檢測

試件采用靜壓法成型，尺寸為150mm×150mm的圓柱體。為模擬施工現(xiàn)場，養(yǎng)護時長為28d、90d的試件，前7d為標準養(yǎng)護，7d后則放置在室溫自然養(yǎng)護。各個配合比7d、28d、90d齡期的無側(cè)限抗壓強度（代表值）如表2所示。

表2.齡期與無側(cè)限抗壓強度關(guān)系表

由表2可以看出：

（1）水泥：碎石=4.8：100的水泥穩(wěn)定碎石，使用粗石屑時7d、28d、90d的強度都明顯低于使用細石屑時同齡期的強度。說明小于0.075mm的顆粒含量過少時，能夠明顯降低水泥穩(wěn)定碎石的抗壓強度。

（2）水泥：粉煤灰：碎石=4：4：100的改良型水泥穩(wěn)定碎石，使用粗石屑時其初期強度（7d，28d），明顯低于使用細石屑時的對應(yīng)的初期強度（7d，28d），但90d的強度相差不大。說明在混合料小于0.075mm的顆粒含量很少時（不足1%），粉煤灰的加入能夠顯著提高混合料的后期強度。

（3）當采用細石屑時，比例為水泥：粉煤灰：碎石=4：4：100的改良型水泥穩(wěn)定碎石，與比例為水泥：碎石=4.8：100水泥穩(wěn)定碎石相比，初期7d的強度前者比后者低，90d的強度幾乎相等，改良型水泥穩(wěn)定碎石強度略高。

水泥穩(wěn)定碎石強度通常在90d后趨于穩(wěn)定，而改良型水泥穩(wěn)定碎石因加入了粉煤灰，其強度預(yù)計將繼續(xù)提高。

五、成本比較

以水泥425元/噸，粉煤灰110元/噸，碎石按市場價格，壓實度為98%，計算兩種基層混合料的成本，如表3所示。兩種混合料的成本基本相等，但改良型水泥穩(wěn)定碎石的成本略低。

表3.成本分析表

六、試驗路段鋪筑

為驗證改良型水泥穩(wěn)定碎石的實際抗裂效果，課題組在某項目的大修工程中鋪筑了長約460m的試驗路段。施工方案是在舊基層上加鋪厚度為18cm的改良型水泥穩(wěn)定碎石，水泥：粉煤灰：碎石=4：4：100，石屑采用細石屑。

經(jīng)過兩年多的定期巡查，目前試驗段的瀝青路面未出現(xiàn)反射裂縫，改良型水泥穩(wěn)定碎石的抗裂性能良好。而周圍的常規(guī)水泥穩(wěn)定碎石在平交道口等位置，已經(jīng)開始出現(xiàn)少量反射裂縫。

七、結(jié)語

在水泥穩(wěn)定碎石中摻加少量粉煤灰能夠顯著改善水泥穩(wěn)定碎石的抗裂性能，減少反射裂縫的產(chǎn)生。在成本相同時，改良型水泥穩(wěn)定碎石90d的強度與常規(guī)水泥穩(wěn)定碎石基本相同，最終強度預(yù)期將高于水泥穩(wěn)定碎石。使用粗石屑的水泥穩(wěn)定碎石7d、28d、90d的強度都明顯低于使用細石屑時同齡期強度。因此在路面基層施工中，應(yīng)避免使用粗石屑，如不能避免，應(yīng)首選粗、細石屑摻配使用的方法，合理提高小于0.075mm的顆粒含量，或者再同步采取摻加粉煤灰的方法。