骨架密實型水泥穩定碎石性能影響因素研究

李明潔

（上海市政工程檢測中心有限公司，上海市 200014）

0 引言

骨架密實型水泥穩定碎石雖具有強度高、剛度大、整體性強、水泥穩定碎石性和抗凍性好以及抗行車疲勞性能較好的特點，也是我國目前主流的基層結構形式，為了進一步了解含水量、水泥劑量、集料類型等因素對水泥穩定碎石性能的影響，依據相關試驗規范展開了一系列相關試驗研究[1-4]。

1 水泥劑量對水泥穩定碎石強度的影響研究

采用表1所列的三種級配的骨架密實型水泥穩定碎石進行混合料性能的對比試驗研究，三種級配4.75 mm的通過率分別是25%、30%、35%。

表1 骨架密實型水泥穩定碎石級配組成表

由表2和圖1可見三種不同級配水泥穩定碎石的比對結果表明：隨著水泥劑量增加，水泥穩定碎石的最大干密度越大。

表2 水泥穩定碎石混合料擊實試驗結果匯總表

圖1 不同4.75 mm通過率下擊實最大干密度隨水泥劑量變化曲線圖

表3為相同級配不同水泥劑量下的無側限抗壓強度，所研究的三種級配試驗結果表明：隨著水泥劑量增加，水泥穩定碎石的無側限抗壓強度越大。

表4為相同級配不同水泥劑量下的劈裂強度，所研究的三種級配試驗結果表明：隨著水泥劑量增加，水泥穩定碎石的劈裂強度越大。

表3 混合料7 d無側限抗壓強度試驗結果（振動法成型）

表4 混合料7 d劈裂強度試驗結果（振動法成型）

2 不同集料種類對水泥穩定碎石強度的影響研究

對于不同集料種類對水泥穩定碎石強度的影響，在以往的研究中該內容相對較少，其實水泥穩定碎石強度的大小與集料的巖石種類有著明顯的關系。本次研究水泥穩定碎石的強度選用石灰巖和玄武巖進行比對，表5為石灰巖、玄武巖的級配。

表5 用于水泥穩定碎石的石灰巖和玄武巖級配

不同集料種類的最佳含水量及最大干密度見表 6、表 7和圖 2、圖 3。

表6 石灰巖水泥穩定碎石混合料擊實試驗結果

表7 玄武巖水泥穩定碎石混合料擊實試驗結果

圖2 兩種集料種類-最佳含水量比較

圖3 兩種集料種類-振動成型法最大干密度變化曲線

圖2和圖3表明，在各水泥摻量下的最佳含水量和最大干密度，兩種集料種類的比較結果表明：玄武巖最佳含水量均大于石灰巖，且兩種集料種類的最佳含水量變化規律一致，而最大干密度的比較結果為：石灰巖大于玄武巖，變化規律也趨同。

根據上述試驗結果對不同集料種類的7 d無側限抗壓強度（振動壓實法）進行試驗比較，試驗結果見表8、表9、圖4。

表8 石灰巖水泥穩定碎石混合料7 d振動法成型強度

表9 玄武巖水泥穩定碎石混合料7 d振動法成型強度

圖4 不同集料類型-強度變化曲線

從表8、表9和圖4可知，兩種不同集料種類的水泥穩定碎石無側限抗壓強度，均隨著水泥劑量的增加而增加。

玄武巖水泥穩定碎石的強度變異系數與水泥劑量呈現正相關的關系。因此玄武巖水泥穩定碎石的強度開始時逐漸增加，水泥劑量達到4.0%時，玄武巖的強度代表值增加減緩。石灰巖水泥穩定碎石的強度變異系數與水泥劑量的變化呈現逆相關關系，因此其強度代表值是一條單增曲線。

3 水泥穩定碎石抗干燥收縮性能影響因素研究

選取4.75 mm通過率為30%的級配進行干縮試驗，試驗組合見表10。

表10 干縮試驗組合

由圖5可知，3.5%水泥含量下，最佳含水量下的干縮系數最小，最佳含水量-1%下的干縮系數最大；4%水泥含量下，最佳含水量-1%下的干縮系數最小；4.5%水泥含量下，最佳含水量-1%下的干縮系數最小。

圖5 含水量對干縮系數影響曲線圖

圖6 水泥劑量對干縮系數影響曲線圖

由圖6可知，最佳含水量下隨著水泥含量的增加，干縮系數變大。

4 結語

研究了含水量、水泥劑量、集料類型等因素對骨架密實型水泥穩定碎石性能的影響，得到如下結論：

（1）對于同樣的級配，水泥劑量越大，最大干密度、無側限抗壓強度、劈裂強度和干溫縮變形越大。

（2）壓實含水量和水泥劑量會影響水泥穩定碎石基層中的結合水的含量，進而對混合料的干縮特性造成影響。最佳含水量下隨著水泥含量的增加，干縮系數變大。