肖 勝

(安徽省高速公路試驗檢測科研中心有限公司，安徽 合肥 230601)

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水泥穩(wěn)定碎石劑量配比檢驗及質(zhì)量控制研究

肖 勝

(安徽省高速公路試驗檢測科研中心有限公司，安徽 合肥 230601)

水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)是半剛性路面的基礎(chǔ)材料。它的強度形成較快，并且板結(jié)性和整體性能較強，水穩(wěn)性好，受到季節(jié)的影響非常小，并且能夠隨著時間的變化其強度得到增長，因此具有良好的路用性能。文章著重對水泥穩(wěn)定碎石劑量配比檢驗及質(zhì)量控制進行研究，在研究的過程中，首先對水泥穩(wěn)定碎石的相關(guān)特點和作用原理進行闡述，接著對水泥穩(wěn)定碎石劑量配比檢驗進行分析，最后，從多個層面給出了水泥穩(wěn)定碎石的質(zhì)量控制策略。

水泥穩(wěn)定碎石；劑量；配比；檢驗；質(zhì)量控制

1 水泥穩(wěn)定碎石的理論概述

1.1 水泥穩(wěn)定碎石的特點

水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)是半剛性路面的基礎(chǔ)材料。它的強度形成較快，并且板結(jié)性和整體性能較強，水穩(wěn)性好，受到季節(jié)的影響非常小，并且能夠隨著時間的變化其強度得到增長，因此具有良好的路用性能[1]。這些優(yōu)點使得越來越多的公路選擇這種結(jié)構(gòu)來作為路面的基層結(jié)構(gòu)。

1.2 水泥穩(wěn)定碎石的作用原理

水泥穩(wěn)定碎石采用的是級配碎石作為骨料，添加一定比例的膠凝材料和灰漿來對骨料中的空隙進行填充，并且依據(jù)嵌擠原理來對結(jié)構(gòu)進行攤鋪壓實。壓實度與密實度是相近的，并且其嵌擠原理的程度決定水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)的強度，灰漿也要有充足的比例來進行填充。

初期，水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)的強度比較高， 并且強度隨著齡期的增加能夠結(jié)成板體，所以該結(jié)構(gòu)有很強的抗?jié)B性，同時抗凍性能也較好[2]。水泥穩(wěn)定碎石中的水泥用量通常3%到7%的混合料，相對其他結(jié)構(gòu)來講這一比例較高。水泥穩(wěn)定碎石遇雨不泥濘，表面堅實，是高級路面的理想基層材料[3-5]。

2 水泥穩(wěn)定碎石劑量配比檢驗分析

2.1 材 料

水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)中的材料主要有：水、水泥、碎石混合料等材料。

本文依托揚州至績溪高速公路溧陽至廣德安徽段路面工程，項目位于安徽省東南部，北與江蘇溧陽市相接。本項目水泥穩(wěn)定碎石基層材料使用的是當?shù)厥蠌S生產(chǎn)的石灰?guī)r。

(1) 水。水資源主要使用潔凈的淡水和飲用水，加入到水泥穩(wěn)定碎石混合料的配置當中。

(2) 水泥。水泥使用的是宣城海螺水泥廠生產(chǎn)的P.C32.5 型水泥。不能使用快硬水泥、早強水泥以及已受潮變質(zhì)的水泥[6]。本次水泥穩(wěn)定碎石配比當中使用的水泥為緩凝型水泥，水泥初凝時間大于3 h，終凝時間大于6 h且小于10 h。

(3) 細集料。項目采用質(zhì)地堅硬、耐久、潔凈的有適當級配的石粉，要求細集料的0.075 mm通過率小于15%，砂當量大于60。根據(jù)文獻[7]對其進行篩分、密度、砂當量等試驗。

(4) 粗集料。選用的石料粒徑為16～31.5 mm 及5～20 mm兩級與石屑摻配，經(jīng)試驗確定各級石料及石粉的摻配比例。16～31.5 mm的碎石級配結(jié)果如表1所列；5～20 mm的碎石級配結(jié)果如表2所列；石屑級配結(jié)果如表 3所列。

表1 碎石基層集料技術(shù)要求和檢測結(jié)果

表2 碎石基層集料技術(shù)要求和檢測結(jié)果

表3 石屑級配結(jié)果表

根據(jù)文獻[8]以及試驗，最后確定的碎石摻配比例為：16～31.5 mm碎石占有31%，5～20 mm的碎石占有38%?？梢赃_到相應的規(guī)范要求。

(5) 混合材料。混合材料由活性混合材料和非活性材料兩種，其中，前者指的是粉煤灰等活性物質(zhì)，能夠與水泥中的氧化鈣發(fā)生作用。而后者則主要是指活性程度很低甚至是沒有活性的礦物材料，非活性材料應當對材料的細度進行確定，并且不能含有有害成分[9]。本項目添加了10%的礦渣材料。

2.2 施工配合比設(shè)計

(1) 施工中含水量控制。基于道路路面施工技術(shù)的規(guī)范，實際工程的含水量應當是高于最佳含水量0.5%～1%，受到氣候的影響，如果溫度高或者是運輸?shù)臅r間較長，應當提高1%～1.5%[10]。

(2) 施工中水泥劑量的控制。水泥的使用量對于水泥基層結(jié)構(gòu)發(fā)揮著非常重要的作用，如果水泥的含量小，則不能保持水泥穩(wěn)定碎石基層的質(zhì)量，如果水泥含量過大，則會使得水泥穩(wěn)定碎石基層的裂縫變大，使得基層產(chǎn)生對應的反射裂縫，并且在經(jīng)濟效率方面也不高。

實際施工的過程中，水泥劑量的使用比室內(nèi)試驗確定的劑量應當提高0.5%～1%，從而保證水泥基層的質(zhì)量，應當注意最高不能超過6%。

(3) 級配要合理。集料級配偏粗多，則壓實空隙率較大，不利于水穩(wěn)整體的穩(wěn)定性，且在鉆芯取樣時，下部松散或出現(xiàn)中間斷裂的情況；若集料級配偏細多，則由于收縮性較大易出現(xiàn)裂縫[11]。所以混合料以接近級配中值為宜，此時的強度最高且水泥劑量較低，經(jīng)濟合理。級配應滿足表4所列。

表4 級配要求參照

2.3 檢 驗

本工程所提及水泥穩(wěn)定碎石級配，可用類似SAC-25的VCADRF方法對其進行檢驗。由配合比設(shè)計得到水泥穩(wěn)定碎石的水泥劑量P=3.5%，最佳含水量5.2%；礦料級配屬于緊密骨架密實結(jié)構(gòu)，用YCADRC作為檢驗標準，粗集料的干搗實孔隙率YCADRC為39%。相應的烘干粗集料骨架的密度為1.567 g/cm3。

3 水泥穩(wěn)定碎石質(zhì)量控制研究

3.1 水泥穩(wěn)定碎石拌和站控制

拌和站施工質(zhì)量控制即為后場控制，包括以下幾點：

(1) 原材檢測。首先是集料，水泥穩(wěn)定碎石所用的各種集料應是潔凈、干燥、無風化、多棱角、近立方體的碎石。高等級公路集料按 4.75 mm 為分界點，大于 4.75 mm 為粗集料，但在水穩(wěn)碎石混合料中集料顆粒最大粒徑應不超過 31.5 mm，且壓碎值應不大于 30%。在水穩(wěn)拌和站安排專門人員來對集料進行相關(guān)檢測，確保進場的所有材料是符合相關(guān)技術(shù)文件要求的，不符合技術(shù)要求的石料禁止進入料場。其次是水泥，采用普通硅酸鹽水泥，改水泥的細度、標準稠度、凝結(jié)時間、體積安定性等各項的指標都是滿足各項要求的。

(2) 級配檢查。每天都在下午開盤是拌和傳送站在出料穩(wěn)定后，在皮帶上取出混合集料，并進行篩孔的檢查，確保關(guān)鍵篩孔的通過率。還要注意單檔集料上的比例是符合要求的。在混合料中能起骨架作用的是>4.75 mm的集料，因此水泥穩(wěn)定碎石的關(guān)鍵篩孔選擇為19 mm、4.75 mm，同時為了避免中間尺寸粒料的干涉而影響主骨架的嵌擠和有效避免集料離析，一般將9.5 mm篩孔也作為控制篩孔，利用三個篩孔進行級配的檢查與調(diào)整，保證關(guān)鍵篩孔通過率接近級配中值。

(3) 水泥劑量檢查。水泥穩(wěn)定碎石生產(chǎn)時水泥劑量應比設(shè)計水泥劑量高0.5%～1.0%，以保證水穩(wěn)的強度，但不能為追求取芯而盲目多加水泥，以防水穩(wěn)基層的干縮裂縫的產(chǎn)生。

(4) 含水量控制。拌和站應當根據(jù)運輸距離及天氣情況進行水量的控制，同時加強與前場聯(lián)系溝通適時調(diào)整水穩(wěn)的含水量。

3.2 劑量配比現(xiàn)場控制

(1) 攤鋪。水泥穩(wěn)定碎石施工前應對下承層進行徹底清掃，清除各類雜物及散落材料被污染，使其表面清潔，并適當灑水濕潤，有條件可撒一層水泥漿以便各層良好的粘結(jié)；及時檢測高程、厚度、平整度，以保證攤鋪滿足施工技術(shù)要求；確定良好的攤鋪速度和松鋪系數(shù)，并與后場加強聯(lián)系控制待料車輛；為防止離析，可在攤鋪機上加反向葉片并在擋板前加鋼板避免上下離析。局部離析的水穩(wěn)混合料由人工補灑細料消除。

(2) 碾壓。在混合料含水量等于或略大于最佳含水量時，應立即開始碾壓，直到達到要求的壓實度。碾壓程序為：先鋼輪穩(wěn)壓→后振壓→再用輪胎壓路機穩(wěn)壓→最后用大型鋼輪壓路機靜壓。注意碾壓時不過振、穩(wěn)壓要充分、振壓不起浪、不推移。碾壓時應控制壓路機行駛速度，穩(wěn)壓速度為 1.5～2.0 km/h，以后各遍為 2.0～2.5 km/h。如碾壓過程中水穩(wěn)碎石基層料水分蒸發(fā)過快，應及時補灑少量水使表面保持濕潤，但嚴禁灑大水碾壓。碾壓宜在水泥終凝前及試驗確定的延遲時間內(nèi)完成并達到規(guī)定的壓實度，同時要消除輪跡。對于靠近兩側(cè)模板邊緣結(jié)構(gòu)物端頭壓路機不易壓實的地方應配備汽油沖擊夯進行人工夯實。

4 結(jié)束語

水泥穩(wěn)定碎石的配合比設(shè)計是比較常規(guī)的實驗，但是，在實際工程當中還需要與工程具體實際相結(jié)合進行靈活的調(diào)整。在配合比的設(shè)計當中，如果注意強度的要求，則應當使用足夠量的水泥混合細集料，與一定比例的粗集料相配合形成骨架密實結(jié)構(gòu)。

[1] 張敏江,宋志濤,于保陽.級配碎石上基層瀝青路面合理結(jié)構(gòu)參數(shù)分析[J].沈陽建筑大學學報,2012(5):460～466.

[2] 張敏江,石 巖,杜 鵑.半剛性基層瀝青路面面層剪應力峰值的影響因素[J].沈陽建筑大學學報,2007(3):187～190.

[3] 于 新,黃曉明.低劑量水泥穩(wěn)定碎石基層干縮溫縮性能研究[J].公路交通科技,2007(7):52～55.

[4] 孫兆輝 . 水泥穩(wěn)定碎石溫縮變形特性試驗研究 [J]. 建筑材料學報,2009(4):249～252.

[5] 荊儒鑫,李新凱,唐 浩,等.半剛性基層尺寸效應對水泥路面板相應[J].遼寧工程技術(shù)大學學報(自然科學版),2013(11):1 484～1 489.

[6] 張春會,趙全勝,黃 鸝,等.電石灰粉煤灰穩(wěn)定土抗裂性能試驗及評價[J].遼寧工程技術(shù)大學學報(自然科學版),2011(1):32～35.

[7] JTG E42-2005，公路工程集料試驗規(guī)程[S].

[8] JTG/T F20-2015，公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范[S]．

[9] 沈衛(wèi)國，周明凱，趙青林，等．鋼渣粉煤灰路面基層材料的研制[J]．武漢理工大學學報，2002(5)：15～17．

[10] 肖秋生．半剛性基層施工變異性分析[J]．廣東土木與建筑，2004(1)：11～14．

[11] 郭忠印，蘇向軍，錢國平，等．水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制[J]．公路，2004(9)：157～162．

2016-05-03；修改日期：2016-05-09

肖 勝(1977-)，男，安徽廬江人，安徽省高速公路試驗檢測科研中心有限公司工程師．

U416.214

A

1673-5781(2016)03-0330-03