水泥穩定碎石混合料強度實驗及分析

王宇亮　任曉燕　鄧亞菱　宮素清

摘要：水泥穩定碎石本身具有強度高，剛度大，整體性強等特點，因此被廣泛應用于我國高等級公路建設中。而水泥穩定碎石的強度指標受到多種因素的影響，結合實際工程，從集料級配、混合料的配合比、含水率等方面進行強度對比試驗，探討滿足實際工程要求的最優水泥穩定碎石配合比方案，并提出控制其性能的措施。

關鍵詞：水泥穩定碎石；強度；配合比；強度性能

路基作為路面結構中的主要承重層，其性能好壞顯著影響著路面結構的整體強度、使用性能。而水泥穩定碎石基層的整體穩定性和耐久性良好、強度和承載能力較高，因而被廣泛應用于我國高等級公路建設中。文章結合承秦高速公路工程建設項目，針對其基層擬采用的水泥穩定碎石進行試驗分析，找出滿足要求的最優配合比方案，并對關鍵影響因素進行分析。

1.原材料性能檢驗

1.1水泥

本次研究采用京豐水泥廠生產的水泥。水穩基層采用32.5級緩凝水泥，初凝時間不小于3h，終凝時間不小于6h。水泥質量檢測結果見下表。

1.2集料

本次實驗水泥穩定碎石基層采用遵化新發采石場碎石，石料分為四檔：1#（10～30mm）、2#（10～20mm）、3#（5-10mm）、4#（0～5mm）。根據規范中對級配的要求，基層集料級配設計見表2：

2.水穩混合料擊實與強度試驗

2.1重型擊實試驗

重型擊實試驗試筒容積2177cm³，分3層擊實，每層98次，采用混合料烘干后的含水量計算最大干密度與最佳含水量。

按照表2的級配，取水泥劑量3.5%、4.0%、4.5%、5.5%，每個水泥劑量按加水量3%、4%、5%、6%、7%進行重型擊實試驗。兩次平行試驗如下：

兩組試驗的最大干密度相差均小于0.08，滿足規范要求。

2.2 7天無側限抗壓試驗

在擊實試驗結果基礎上，采用所確定的含水量拌制混合料靜壓成型試件。在標準養護室養生7天后測定其抗壓強度，結果如下表：

回歸的線性關系：y=0.7452x+0.9948，相關系數：RZ=0.9642。實驗結果顯示：水泥穩定碎石混合料的強度隨含水量的增加而增強。根據規范規定，下基層7天無側限抗壓強度在實際生產中宜采取4.0MPa為控制目標，故取水泥劑量為4.1%，上基層7天無側限抗壓強度在實際生產宜接近4.5MPa，故取水泥劑量為4.5%。

2.3振動擊實對比試驗

按水泥劑量4.1%和4.5%進行振動擊實驗證試驗，采用相同的級配，分三層裝料，每層振動時間為3分鐘，頻率為30Hz。振動擊實的數據圖形和結果如下：

振動擊實得出的干密度略大于重型擊實的結果，而最佳含水量略小于重型擊實的結果。

3.結語

通過以上水泥穩定碎石混合料擊實與強度試驗可知：

（1）水泥穩定碎石混合料生產時，1#、2#、3#、4#檔石料比例按照表2，取為20：28：21：31。若各檔礦料顆粒級配組成與配合比設計的顆粒級配組成偏差較大，應調整原材料比例，確保級配滿足要求。

（2）建議水穩下基層混合料水泥用量取4.1%。振動擊實最大干密度為2.487g/cm3，水穩上基層混合料水泥用量取4.5%。振動擊實最大干密度為2.490～cm3。以此作為生產控制指標，現場壓實度應控制為不低于98%，最佳含水量為4.8%。考慮到施工過程中的損失，水穩混合料實際生產時，含水量應增大0.5%～1.0%，并根據具體情況調整。