淺析水泥穩定碎石混合料的級配與密實度的關系

夏元野

(黑龍江省龍建路橋第一工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150028)

淺析水泥穩定碎石混合料的級配與密實度的關系

夏元野

(黑龍江省龍建路橋第一工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150028)

在利用施工現場已有原材料的基礎上，通過對兩種礦料的級配進行對比，提出通過改善級配來提高水泥穩定碎石基層的密實性和無側限抗壓強度，并通過擊實試驗和無側限試驗初步得出CF-A-1S結構的混合料的密實度和強度均高于比C-B-S結構的混合料。

級配；水泥穩定碎石； 基層；密實；強度

1 原材料的選擇

1.1 水泥粉煤灰穩定碎石粗集料的選擇

粗集料在混合料中起到骨架的作用，因此在級配設計中應考慮以下因素：首先粗集料的質量要求，尤其對壓碎值、針片狀、0.075 mm以下粉塵含量的要求，粗集料的應力應變能力決定了該結構的破壞狀況，同時結構表面抵抗剪切破壞的能力也取決于粗集料的壓碎能力；其次，粗集料級配的好壞影響到細集料填充的程度，在混合料的拌和過程中，應有足夠的水泥與水形成水泥漿包裹著細集料形成水泥砂漿，然后再去裹覆粗集料，壓實過程中，隨著粗集料的移動，可以避免離析。因此規范中規定，應選擇單一粒徑的粗集料進行摻配，形成連3.2 水泥粉煤灰穩定碎石細集料的選擇

細集料在混合料中，尤其壓實中，與水泥、水混合在一起，不僅可以粘結粗集料，同時也可以填充骨料的空隙，形成一定的結構。因此，在選擇細集料時首先應對最大粒徑有所要求，粒徑太大，不利于粗集料形成骨架；其次應對級配細集料中級配影響混合料的密實程度。其次應對級配有嚴格要求，尤其對0～3 mm和0～5 mm的細集料應分別嚴格控制大于2.36 mm和4.75 mm的顆粒含量，對3～5 mm的細集料應嚴格控制小于2.36 mm的顆粒含量。

1.2 水泥粉煤灰穩定碎石礦料級配的確定

混合料礦料級配良好是保證水泥穩定碎石基層具有優良路用性能的前提。本課題以混合料密實、強度高為目標，以CF-A-1S范圍為界限進行水泥粉煤灰穩定碎石混合料礦料級配設計。

本研究試驗采用四種單粒級，分別為20～30 mm∶10～20 mm∶5～10 mm∶0～5 mm，為了更為直觀的分析各檔料的集料粒徑分布，各檔料的篩分結果見表1。

表1 單粒級碎石篩分結果

本課題中將水泥及粉煤灰作為結合料摻入，選定配比為：20～30 mm∶10～20 mm∶5～10 mm∶0～5 mm=30∶24∶20∶26，其中粉煤灰摻量為8%，水泥產量為4%。礦料合成級配及分配比例見表2。

表2 CF-A-1S礦料合成級配及比例

A19項目部選用的礦料級配見表3，配合比中將粉煤灰作為填料摻入，最終選擇的配合比為: 20～30 mm∶10～20 mm∶5～10 mm∶0～5 mm=28∶31∶ 11∶26∶4，水泥劑量為4.5%。

表3 C-B-S礦料合成級配及比例

2 配合比驗證

2.1 標準擊實試驗

為了對兩種級配類型的水泥穩定碎石混合料進行對比研究，在水泥摻量為 4.5%的情況下，按照《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》 (JTGE51-2009)的規定，采用標準重型擊實試驗法分別對上述兩種礦料級配的水泥穩定碎石混合料進行擊實試驗，確定各自的最大干密度和最佳含水量，試驗結果如表4所示。

表4 標準擊實試驗結果

2.2 無側限試驗

按照《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》 (JTGE51-2009)中 T0843-2009 規定的方法成型150 mm×150 mm的圓柱體試件，測其7 d和28 d無側限抗壓強度，結果如表5所示。

表5 無側限抗壓強度值

從最大干密度上看，CF-A-1S的水泥穩定碎石混合料比C-B-S水泥穩定碎石混合料的要大，而最佳含水量比C-B-S結構的要小。這是因為粗集料間的空隙由適當的細集料填充，而且擊實過程中，細集料周圍的水也會降低粗集料之間的摩擦，進而使得混合料密實；相反，在C-B-S結構中，細集料較多，相對密度又較小，使得擊實后細集料含量相對增多，導致最大干密度較小。

從無側限數據來看，CF-A-1S的水泥粉煤灰穩定碎石混合料比C-B-S水泥穩定碎石混合料的要高，原因在于良好的粗集料級配之間的嵌擠力承擔了早期荷載，而初期，水泥的水化并未完全，單純依靠水泥的黏結力還遠遠不夠，但是28 d后由于水泥的水化產物Ca(OH)2的激發作用，使得粉煤灰的潛在膠凝能力揮發出來，所以28天的強度會高于C-B-S結構。

[1] 中華人民共和國交通運輸部.公路路面基層工技術細則(JTG/F20-2015)[S].北京：人民交通出版社，2015.

[2] 中華人民共和國交通運輸部.公路工程無機結合料穩定材料試驗規程(JTG E51-2009)[S].北京：人民交通出版社，2009.

[3] 代金國.公路瀝青路面裂縫養護技術研究與應用[D].濟南：山東大學，2011.

U416

C

1008-3383(2017)08-0063-02

2016-11-02

夏元野(1987-)，男，助理工程師， 研究方向：路面工程。