水泥穩定類基層混合料組成設計

范 慶

(黑龍江省龍建路橋第三工程有限公司)

1 影響強度的因素

1.1 土質

土的類別和性質是影響水泥穩定土強度的重要因素，各類砂礫土、砂土、精土和黏土均可用水泥穩定，但穩定效果不同。試驗和生產實踐證明:用水泥穩定級配良好的碎(礫)石和砂礫，效果最好，不但強度高，而且水泥用量少;其次是砂性土;再次之是粉性土和黏性土。重黏土難于粉碎和拌和，不宜單獨用水泥來穩定，因此，一般要求土的塑性指數不大于17。

1.2 水泥的成分和劑量

各種類型的水泥都可以用于穩定土。但試驗研究證明，水泥的礦物成分和分散度對其穩定效果有明顯影響。對于同一種土，通常情況下硅酸鹽水泥的穩定效果好，而鋁酸鹽水泥較差。

在水泥硬化條件相似，礦物成分相同時，隨著水泥分散度的增加，其活性和硬化能力也有所增大，從而水泥土的強度也大大提高。

水泥土的強度隨水泥劑量的增加而增長，但過多的水泥用量，雖能獲得強度的增加，在經濟上卻不一定合理，在效果上也不一定顯著，而且由于剛性過大容易開裂。試驗和研究證明，對于中粒土和粗粒土，水泥劑量取4% ～8%較為合理。

1.3 含水率

含水率對水泥穩定土強度影響很大，當含水率不足時，水泥不能在混合料中完全水化和水解，發揮不了水泥對士的穩定作用，影響強度形成。同時，含水率小，達不到最佳含水率也影響水泥穩定土的壓實度。因此，使含水率達到最佳含永率的同時，還要滿足水泥完全水化和水解作用的需要為好。

水泥正常水化所需的水量約為水泥重的20%，對于砂性土，完全水化達到最高強度的含水率較最佳密度的含水率為小;而對于黏性土則相反。

1.4 施工工藝過程

水泥、土和水拌和得均勻，且在最佳含水率下充分壓實，使之干密度最大，其強度和穩定性就高。水泥土從開始加水拌和到完成壓實的延續時間要盡可能最短，一般要在6 h以內。若時間過長，則水泥凝結，在碾壓時，不但達不到壓實度要求，而且也會破壞已結硬水泥的膠凝作用，反而使水泥穩定土強度下降。在水泥終凝時間達不到規定要求時，可以使用一定劑量的緩凝劑，但緩凝劑的品種和具體數量應根據試驗確定。

水泥穩定土需濕法養生，以滿足水泥水化形成強度的需要。養生溫度愈高，強度增長得愈快，因此，要保證水泥穩定土養生的溫度和濕度條件。

2 材料要求及混合料組成設計

2.1 材料要求

(1)土:凡能被粉碎的土都可用水泥穩定。宜做水泥穩定類基層的材料有:石渣、石屑、砂礫、碎石土、礫石土等。碎石或礫石的壓碎值對于高速公路和一級公路應不大于30%，對二級和二級以下公路應不大于35%。

對于二級公路以下的一般公路:當用水泥穩定士做底基層時，顆粒最大粒徑不應超過37.5 mm，對于高速公路和一級公路，顆粒最大粒徑不應超過31.5 mm。土的顆粒組成應符合表1規定，同時土的均勻系數(土的均勻系數為通過量60%的篩孔尺寸與通過量10%的篩孔尺寸的比值)應大于1細粒土的塑性指數不應超過9。

表1 水泥穩定土的顆粒組成

(2)水泥

普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥或火山灰質硅酸鹽水泥都可以用于穩定土，但應選用終 凝時間較長(宜6 h以上)的水泥。早強、快硬及受潮變質的水泥不應使用。宜采用強度等級較低的水泥，如32.5級或42.5級水泥。

(3)水

飲用的水，均可以應用。

2.2 混合料組成設計

水泥穩定士混合料組成設計與石灰穩定土基本相同。(1)強度和壓實度標準

7 d無側限抗壓強度和壓實度應根據公路等級和所在路面結構中的層位確定，如表2所示。

表2 水泥穩定土混合料的強度(MPa)及壓實度(%)標準

(2)設計步驟

①制備同一種士樣、不同水泥劑量的混合料，一般按下列水泥劑量配制。

做基層用時:

中粒土和粗粒土:3% ，4% ，5% ，6% ，7%;

塑性指數小于12的土:5% ，7% ，8% ，9% ，119%;

其他細粒士:8% ，10% ，12% ，149島，16%;

做底基層時:

中粒土和粗粒土:3% ，4% ，5% ，6% ，7%;

塑性指數小于12的土:4% ，5% ，6% ，7% ，8%;

其他細粒土:6% ，8% ，9% ，10% ，12%。

②確定最佳含水率和最大干壓實密度。

③按最佳含水率和計算得到的干壓實密度制試件。根據表2強度標準選定合適的水泥劑量。

工地實際采用的水泥劑量應比室內試驗確定劑量多0.5% ～1.0%。