劉曉永（中鐵二十五局集團(tuán)第四工程有限公司，廣西 柳州 545027）

淺議水泥穩(wěn)定碎石路用性能的改善

劉曉永
（中鐵二十五局集團(tuán)第四工程有限公司，廣西 柳州 545027）

摘要：本文通過(guò)在水泥穩(wěn)定碎石基層配合比設(shè)計(jì)階段，集料采用骨架密實(shí)型級(jí)配結(jié)構(gòu)，并且摻加一定比例的粉煤灰，采用振動(dòng)成型法測(cè)混合料最大干密度和最佳含水量等來(lái)改善水泥穩(wěn)定碎石的路用性能，最終改善其在重載交通環(huán)境條件下的使用效果。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石；骨架密實(shí)型 摻加；粉煤灰；振動(dòng)成型法

隨著公路建設(shè)的飛速發(fā)展，人們對(duì)公路的質(zhì)量也有了更多的期待和更高的要求。尤其是隨著汽車載重技術(shù)的不斷成熟，超載越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)公路承載能力的考驗(yàn)也越來(lái)越大。為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路建設(shè)目前大量采用水泥穩(wěn)定碎石作為基層來(lái)大大提高路面的承載能力，但是隨著該基層的廣泛應(yīng)用，人們也逐漸發(fā)現(xiàn)一些缺點(diǎn)如：容易變形，溫濕度變化時(shí)容易出現(xiàn)裂縫等，這些缺點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致路面的開(kāi)裂，降低路面的使用性能。本文就如何改善水泥穩(wěn)定碎石路用性能的，進(jìn)行論述。

1　配合比試驗(yàn)

1.1設(shè)計(jì)原則

1.1.1確保早期強(qiáng)度，滿足施工要求；

1.1.2針對(duì)裂縫產(chǎn)生的原因，調(diào)整級(jí)配，減少細(xì)料用量；

1.1.3采用振動(dòng)成型法確定最大干密度和最佳含水量；

1.1.4摻加粉煤灰，增加后期強(qiáng)度，改善和易性。

根據(jù)這四項(xiàng)原則，配合比設(shè)計(jì)如下：

1.2原材料選擇

1.2.1水泥：可使用普通硅酸鹽水泥（P.O）、礦渣硅酸鹽水泥（P.S）和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥（P.P）作為膠結(jié)材料，要求其初凝時(shí)間不小于3小時(shí)，終凝時(shí)間不小于6小時(shí)，不得采用快硬、早強(qiáng)型水泥，標(biāo)號(hào)可采用32.5或42.5級(jí)水泥，實(shí)驗(yàn)證明低標(biāo)號(hào)水泥就可滿足道路施工強(qiáng)度要求。

1.2.2碎石：采用連續(xù)級(jí)配碎石，可由幾個(gè)單級(jí)配按比例組成混合級(jí)配，如0-5mm、5-10mm、10-20mm、10-31.5mm四個(gè)單粒級(jí)配。

1.2.3粉煤灰：可采用附近電廠符合要求的粉煤灰。

1.3配合比設(shè)計(jì)

1.3.1集料級(jí)配設(shè)計(jì)

《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定水泥穩(wěn)定碎石做基層使用時(shí)，其級(jí)配范圍應(yīng)在3號(hào)級(jí)配范圍內(nèi)，但此級(jí)配范圍配出的級(jí)配為懸浮密實(shí)型結(jié)構(gòu)，對(duì)需承受重載的道路顯然已不適用，需采用骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)。因此采用《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》中載明的特重交通情況下推薦級(jí)配范圍，作為基層集料級(jí)配組成范圍。另外，為了使粗集料在混合料中更好地發(fā)揮骨架作用，需在混合料中提高粗集料的比例，減少細(xì)集料的比例，使集料的級(jí)配曲線盡量呈平順的S型。控制好配合比的兩個(gè)關(guān)鍵篩孔，即4.75mm和0.075mm，在合成配合比中，4.75mm篩孔的通過(guò)百分率，應(yīng)控制在級(jí)配范圍的中值偏上，0.075mm篩孔的通過(guò)百分率控制在0%~3%之間。

1.3.2水泥粉煤灰摻配比例設(shè)計(jì)。水泥與粉煤灰的摻配比例，需經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定。按水泥與粉煤灰的比例分別為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5按重型擊實(shí)法確定最大干密度和最佳含水量，然后按最佳含水量分別制備壓實(shí)度為98%的試件，經(jīng)養(yǎng)護(hù)7d和28d后，分別測(cè)定抗壓強(qiáng)度，試驗(yàn)表明：水泥與粉煤灰混合料的強(qiáng)度是隨著粉煤灰的摻配比例增加而降低的，當(dāng)增加到1：4時(shí)強(qiáng)度降低較大，因此水泥與粉煤灰的摻配比例應(yīng)在1∶1~1∶3范圍內(nèi)取值。考慮到水泥穩(wěn)定碎石中摻加粉煤灰的主要目的為：利用水泥水化產(chǎn)生的多余Ca（OH）2進(jìn)行膠凝反應(yīng)，從而增加混合料的后期強(qiáng)度。因此需檢驗(yàn)粉煤灰在水泥穩(wěn)定碎石中不同摻配比例情況下對(duì)強(qiáng)度的實(shí)際影響。為了與最終確定的水泥劑量相接近，因此按照以往經(jīng)驗(yàn)，采用同級(jí)別公路基層常采用的灰劑量，測(cè)定不同粉煤灰摻量的混合料強(qiáng)度變化情況，從而確定粉煤灰最佳摻配范圍，試驗(yàn)得出結(jié)論：當(dāng)粉煤灰摻量在5%~12%范圍內(nèi)，摻加粉煤灰的混合料與不摻加粉煤灰的水泥穩(wěn)定碎石相比7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度相差不大，而28天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度卻有較大提高。水泥穩(wěn)定碎石基層早期強(qiáng)度高，有利于下道工序的及時(shí)進(jìn)行，可有效縮短工期，另外開(kāi)放交通后，前期有較高的強(qiáng)度來(lái)抵抗車輛荷載的破壞作用。后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)，不但能提高運(yùn)營(yíng)期的承載能力，還能抵抗基層干縮產(chǎn)生的應(yīng)力，從而控制裂縫的產(chǎn)生，延長(zhǎng)道路的使用壽命。因此，經(jīng)綜合考慮，決定在水泥穩(wěn)定碎石中摻加8%的粉煤灰，用以提高后期強(qiáng)度，同時(shí)改善集料的和易性。

1.3.3振動(dòng)成型法確定最大干密度和最佳含水量。采用振動(dòng)成型法確定水泥劑量分別為3%、4%、5%混合料及水泥：粉煤灰：集料分別為：3∶8∶89、4∶8∶88、5∶8∶87三種摻配比例的最大干密度和最佳含水量，然后測(cè)得7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，根據(jù)工程要求基層無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值選擇最終的配合比。

2　施工注意事項(xiàng)

2.1嚴(yán)格檢測(cè)原材料質(zhì)量，尤其是水泥的質(zhì)量，必須對(duì)初終凝時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)，以保證足夠的施工時(shí)間。

2.2一定要做延遲時(shí)間試驗(yàn)，確定混合料能夠保證施工質(zhì)量的時(shí)間段，超期的混合料應(yīng)廢棄。

2.3在檢測(cè)混合料級(jí)配檢測(cè)時(shí)，要特別注意小于0.075mm篩孔的通過(guò)百分率，將其控制在3%以下。

2.4施工單位試驗(yàn)室要按規(guī)定頻率做好灰劑量的檢測(cè)，如有較大偏差，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

2.5特別注重含水率對(duì)施工的影響。

2.6采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)梯隊(duì)作業(yè)時(shí)，攤鋪機(jī)型號(hào)應(yīng)相同，功能一致。

2.7攤鋪過(guò)程中盡量減少停頓次數(shù)，盡可能少收料斗，如果料斗內(nèi)混合料較少時(shí)，不能收料斗，否則會(huì)導(dǎo)致混合料離析，形成“石頭窩”。

2.8在攤鋪時(shí)，螺旋布料器的葉片，應(yīng)有2/3以上埋在混合料中。將螺旋輸送器最外側(cè)的葉片反安可以有效減少攤鋪機(jī)兩側(cè)混合料離析。

2.9在進(jìn)行混合料碾壓時(shí)，要分階段控制好壓路機(jī)行駛速度，壓路機(jī)在施工段落行走，應(yīng)走直線，當(dāng)需轉(zhuǎn)變方向時(shí)，應(yīng)緩慢轉(zhuǎn)向，防止發(fā)生推擠。

結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，通過(guò)將集料級(jí)配由懸浮密實(shí)型結(jié)構(gòu)改為骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，可以有效提高基層的承載能力，減少收縮裂縫；在混合料中摻加粉煤灰，不但提高了混合料的后期強(qiáng)度，還改善了混合料的和易性，使得在攤鋪過(guò)程中集料離析情況減少；在配合比設(shè)計(jì)中，采用振動(dòng)壓實(shí)機(jī)，測(cè)定混合料的最大干密度和最佳含水量，增大了最大干密度，降低了最佳含水量，經(jīng)過(guò)對(duì)施工質(zhì)量的嚴(yán)格控制，從而提高了水泥穩(wěn)定碎石的密實(shí)度、強(qiáng)度、抗裂性，提高了水泥穩(wěn)定碎石的路用性能。

參考文獻(xiàn)

[1]JTG D50-2006，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

中圖分類號(hào)：TQ172

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A