淺議水泥穩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：本文通過在水泥穩定碎石基層配合比設計階段，集料采用骨架密實型級配結構，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定碎石的路用性能，最終改善其在重載交通環境條件下的使用效果。

關鍵詞：水泥穩定碎石；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展，人們對公路的質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。為適應經濟的快速發展，公路建設目前大量采用水泥穩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，人們也逐漸發現一些缺點如：容易變形，溫濕度變化時容易出現裂縫等，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針對裂縫產生的原因，調整級配，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）和火山灰質硅酸鹽水泥（P.P）作為膠結材料，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規范》中規定水泥穩定碎石做基層使用時，其級配范圍應在3號級配范圍內，但此級配范圍配出的級配為懸浮密實型結構，對需承受重載的道路顯然已不適用，需采用骨架密實型結構。因此采用《公路瀝青路面設計規范》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，經養護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范圍內取值。考慮到水泥穩定碎石中摻加粉煤灰的主要目的為：利用水泥水化產生的多余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，試驗得出結論：當粉煤灰摻量在5%~12%范圍內，摻加粉煤灰的混合料與不摻加粉煤灰的水泥穩定碎石相比7天無側限抗壓強度相差不大，而28天無側限抗壓強度卻有較大提高。水泥穩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生的應力，從而控制裂縫的產生，延長道路的使用壽命。因此，經綜合考慮，決定在水泥穩定碎石中摻加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天無側限抗壓強度，根據工程要求基層無側限抗壓強度值選擇最終的配合比。

2　施工注意事項

2.1嚴格檢測原材料質量，尤其是水泥的質量，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定頻率做好灰劑量的檢測，如有較大偏差，應及時進行調整。

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，盡可能少收料斗，如果料斗內混合料較少時，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的葉片反安可以有效減少攤鋪機兩側混合料離析。

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，當需轉變方向時，應緩慢轉向，防止發生推擠。

結語

實踐證明，通過將集料級配由懸浮密實型結構改為骨架密實型結構，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，經過對施工質量的嚴格控制，從而提高了水泥穩定碎石的密實度、強度、抗裂性，提高了水泥穩定碎石的路用性能。

參考文獻

[1]JTG D50-2006，公路瀝青路面設計規范[S].

中圖分類號：TQ172

文獻標識碼：A