摘要：目前水泥穩(wěn)定碎石基層已被廣泛應用于高等級公路，其混合料組成設計的合理于否，直接影響該結(jié)構(gòu)層的綜合性能。本文對水泥穩(wěn)定碎石基層混合科如何優(yōu)化設計及所涉及各項試驗檢測進行了介紹。

關鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石；配合比；試驗檢測控制

目前我國已建高等級公路大都采用半剛性基層，常用的是水泥穩(wěn)定粒料和石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料基層，由于水泥穩(wěn)定碎石具有良好的力學性能和板體性、水穩(wěn)性、抗凍性等特點，得到越來越廣泛應用。水泥穩(wěn)定碎石基層作為一種瀝青混凝土面層下鋪筑的主要承重層，有必要對其混合料配比進行優(yōu)化，使其具有良好的綜合性能，同時加強各項試驗檢測，為水泥穩(wěn)定碎石基層混合料優(yōu)化設計及工程質(zhì)量控制提供了有力的數(shù)據(jù)依據(jù)。

1 混合料優(yōu)化設計

合理的水泥穩(wěn)定碎石組成必須具有良好的工作性能、力學性能以及抗裂性能，即施工和易性好(粗集料離析較小)，能達到強度要求，且有較小的溫縮和干縮系數(shù)(現(xiàn)場裂縫少)。水泥穩(wěn)定碎石混合料組成設計包括：根據(jù)原材料要求，選取合適的水泥、碎石；確定合理的集料配比和水泥劑量。

1.1 原材料要求

(1)水泥：宜采用合格的，強度等級為32.5MPa或42.5MPa的普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。要求水泥初凝時間3h以上和終凝時間6h以上的水泥。不應使用快硬水泥、早強水泥以及已受潮變質(zhì)的水泥。

(2)碎石：碎石的最大粒徑不應超過31.5mm，壓碎值應不大于30%。

(3)水：凡是飲用水(含牲畜飲用水)均可用于水泥穩(wěn)定碎石。

1.2 混合料組成設計

1.2.1 碎石級配設計：取工地現(xiàn)場使用集料，宜按9.5-26.5mm、4.75-9.5mm、2.36-4.75mm、0-2.36mm等四種粒級配合，對集料分別進行水洗法篩分，用圖解法(試算法)確定一個初步配合比例，經(jīng)計算調(diào)整得到符合表1的合成級配，確定各集料的配合比例(用百分數(shù)表示)。

級配是水泥穩(wěn)定碎石混合料路用性能的關鍵影響因素。為保證混合料具有較好的工作性、抗裂性和力學性能，需優(yōu)化級配。采用懸浮骨架密實型級配：即將粗顆粒(4.75mm以上顆粒)調(diào)整成為懸浮連續(xù)型，則能有效避免離析；并控制細顆粒(4.75mm以下顆粒)含量，使其能充分填充粗集料顆粒所形成骨架的空隙 ，但不至于將該骨架撐開，則又能有效抑制細集料收縮，提高其抗裂性能，級配曲線按正“S”形調(diào)整。

1.2.2 水泥劑量確定

(1)標準擊實試驗：取工地用水泥、集料，按3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%水泥劑量和集料配合比例進行擊實試驗，分別確定出不同劑量時，水泥穩(wěn)定碎石的最大干密度和最佳含水量作為強度試件成型時的依據(jù)。

(2)抗壓強度試驗：按擊實試驗確定的不同水泥劑量水泥穩(wěn)定碎石的最大干密度和最佳含水量，分別以壓實度為98%各制備13個試件，在溫度為20±2℃，濕度95%以上，保溫保濕養(yǎng)生6d，浸水24h后，進行無側(cè)限抗壓強度試驗。

(3)計算偏差系數(shù)：按不同水泥劑量分別計算強度試驗結(jié)果的偏差系數(shù)Cv(%)，偏差系數(shù)必須小于等于15%。否則試驗結(jié)果無效，重新進行試驗。

(4)抗壓強度代表值：偏差系數(shù)滿足要求后，不同水泥劑量的平均抗壓強度R均應符合公式： R均≥Rd/(1-ZαCv) (Rd:設計抗壓強度；Cv：偏差系數(shù)(以小數(shù)計)；保證率95%時Zα=1.645) 要求，規(guī)范要求水泥穩(wěn)定基層Rd應滿足3.0-5.0MPa或文件提供的設計強度。

(5)確定水泥劑量：計算得出各水泥劑量抗壓強度值，從中選擇滿足要求的最小水泥劑量作為試驗室配合比設計的水泥劑量。實踐表明水泥穩(wěn)定碎石基層抗壓強度滿足3.5-4.0MPa，這樣既保證足夠的強度，也避免因強度過高產(chǎn)生較多反射裂縫。

(6)為減少基層反射裂縫，必須滿足以下限制：在滿足設計強度的基礎上限制水泥用量；在減少含泥量的同時，限制細集料、粉料用量；根據(jù)施工時氣候條件限制含水量。具體要求水泥劑量應不大于5%(建議用高標號水泥，可減少水泥劑量)、集料級配中0.075mm以下顆粒含量宜不大于3.5%、含水量宜不超過最佳含水量的1%。

用插值法取強度代表值滿足設計要求(宜取范圍中值)的配合比作為水泥穩(wěn)定碎石的最佳生產(chǎn)配合比，用重型擊實法求得最佳含水量和最大干密度。

2 水泥穩(wěn)定碎石試驗檢測

試驗檢測是工程質(zhì)量管理的重要手段，是指導、控制和評定工程質(zhì)量的科學依據(jù)。為保證水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量，需進行以下試驗檢測項目。

2.1 原材料試驗

該項試驗保證了水泥穩(wěn)定碎石所用各種原材料符合規(guī)范要求。

(1)水泥的物理性能試驗：強度試驗、凝結(jié)時間、安定性試驗均按《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》(JTG E30—2005)進行。

(2)集料試驗：碎石篩分試驗、壓碎值試驗均按《公路工程集料試驗規(guī)程》(JTG E42-2005)進行。

2.2 混合料試驗

該項試驗為水泥穩(wěn)定碎石混合料合理組成設計及綜合性能是否優(yōu)良提供了科學依據(jù)。

(1)擊實試驗；

(2)水泥劑量測定；

(3)無測限抗壓強度試驗；

(4)間接抗拉強度試驗；

(5)室內(nèi)抗壓回彈模量試驗

以上各項試驗均按《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》(JTG E51-2009)進行。

2.3 現(xiàn)場檢測

該項檢測為水泥穩(wěn)定碎石基層現(xiàn)場施工與工程質(zhì)量控制提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

(1)壓實度；(2)厚度檢測按《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》(JTG E60-2008)進行。

(3)水泥劑量；(4)混合料級配檢測按《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》(JTG E51-2009)進行。

3 結(jié)語

(1)確保水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量及其綜合性能良好，需優(yōu)化混合料設計。

(2)碎石采用懸浮骨架密實型級配，級配曲線按正“S”形調(diào)整后，所得混合料將具有較好的工作性、抗裂性和力學性能。

(3)采用適當?shù)乃鄤┝?，可以減少水泥穩(wěn)定碎石基層干縮裂縫數(shù)量。

(4)水泥穩(wěn)定碎石基層的各項試驗檢測數(shù)據(jù)是指導、控制和評定該結(jié)構(gòu)層工程質(zhì)量的科學依據(jù)。

參考文獻

[1]孫忠義.公路工程試驗工程師手冊. 2006

[2]JTJ034-2000 公路路面基層施工技術規(guī)范

[3]劉佳.級配變化對水泥穩(wěn)定碎石材料綜合性能的影響研究.公路，2010，(12)