大溫差下水穩基層的溫縮性能測試

劉 帆 趙中奇 孫海霞

1中交路橋北方有限公司（100000） 2中交路橋建設有限公司（101149） 3沈陽工業大學（110870）

半剛性基層的缺點是抗變形能力差,在溫度和濕度變化時發生收縮,從而形成反射裂縫,嚴重影響路面的耐久性能[1]。所以應該科學地進行材料配合比設計，把裂縫減少到最低程度。文章通過干縮試驗來考慮水泥劑量的選擇、骨料的搭配，從而避免結構產生過大的收縮應力和過多的收縮裂縫。

1 試驗半剛性基層材料選擇

結合施工規范的強度要求,某項目依托連霍高速（G30）新疆境內烏魯木齊至奎屯改擴建項目第WKGJ-4標段的路面工程，選取高速公路三標水泥穩定料場的級配砂礫進行膠結料與集料比例分析。該試驗中，水泥主要采用新疆烏魯木齊五家渠青松建材有限責任有限公司生產的“青松”牌復合32.5硅酸鹽水泥和普通42.5硅酸鹽水泥。

2 集料與集配類型

目前按照水泥穩定材料級配范圍的規定，級配范圍采用 《公路瀝青路面設計規范》（JTG D50—2017）中的骨架密實型和懸浮密實型級配。本項目對水泥和集料的相關技術指標進行了現場試驗檢測，各項指標均滿足《公路路面基層施工技術規范》（JTJ 034—2000）。

3 水穩砂礫試件制備

為了與擊實成型下水穩材料的特性一致，采用重型擊實的方法確定水穩砂礫的最佳含水量及最大干密度，試驗結果見表1。

表1 最佳含水量及密度

4 干縮性能研究

4.1 干縮試驗準備

按最佳含水量和最大干密度制備混合料，悶料4 h后，按所需混合料質量制作100 mm×100 mm×400 mm的梁式試件。脫模后放入養護室，保溫、保濕養護到規定時間，然后進行干縮試驗。制作標準試件，經過7 d保濕養護后取出，把試件編號，每個類型做6個試件，并在每個試件表面安裝測頭，放在自然通風環境下風干。本次試驗室內溫度基本保持在17℃～25℃，觀測不同試件隨著風干時間增加其重量變化和收縮變形，直至小梁試件含水量不再減小，體積基本保持不變為止。試驗時，將小梁橫放于干縮試驗架上，底面放置金屬桿，使小梁可以自由伸縮（如圖1所示）。將其一端放置千分表，每隔1 d讀取千分表度數變化及試件失水量，將失水量與最終干梁質量的比值定義為失水率。4.2試驗結果分析

圖1、2為不同品種水泥摻量、級配類型干縮系數隨時間變化趨勢。

圖1 懸浮密實型干縮系數

圖2 骨架密實型干縮系數

5 結語

由圖1、2可知，水泥穩定砂礫的干縮應變隨試驗時間延長而增大。前7 d由于混合料中水分散失的影響，在試驗初期干縮應變的增加幅度較大，7～15 d干縮應變的增加趨勢逐漸減緩。在水泥用量相同時，骨架密實結構干縮變化最小，懸浮密實結構最大。

在相同級配條件下，不同類型的水泥標號會對水泥穩定碎石的干縮應變產生影響。相同環境下，摻有42.5普通硅酸鹽水泥的梁試件的干縮應變要比摻有32.5復合硅酸鹽水泥的梁試件的干縮應變更大一些。

同種集料級配下，隨著水泥含量的增加，水泥穩定碎石干縮系數會隨之增大,路基抗裂性能也隨之下降,如水泥劑量6%的水泥穩定碎石干縮系數大于水泥劑量4%的水泥穩定碎石。