浅议水泥稳定碎石路用性能的改善

刘晓永（中铁二十五局集团第四工程有限公司，广西 柳州 545027）

浅议水泥稳定碎石路用性能的改善

刘晓永
（中铁二十五局集团第四工程有限公司，广西 柳州 545027）

摘要：本文通过在水泥稳定碎石基层配合比设计阶段，集料采用骨架密实型级配结构，并且掺加一定比例的粉煤灰，采用振动成型法测混合料最大干密度和最佳含水量等来改善水泥稳定碎石的路用性能，最终改善其在重载交通环境条件下的使用效果。

关键词：水泥稳定碎石；骨架密实型 掺加；粉煤灰；振动成型法

随着公路建设的飞速发展，人们对公路的质量也有了更多的期待和更高的要求。尤其是随着汽车载重技术的不断成熟，超载越来越严重，对公路承载能力的考验也越来越大。为适应经济的快速发展，公路建设目前大量采用水泥稳定碎石作为基层来大大提高路面的承载能力，但是随着该基层的广泛应用，人们也逐渐发现一些缺点如：容易变形，温湿度变化时容易出现裂缝等，这些缺点会导致路面的开裂，降低路面的使用性能。本文就如何改善水泥稳定碎石路用性能的，进行论述。

1　配合比试验

1.1设计原则

1.1.1确保早期强度，满足施工要求；

1.1.2针对裂缝产生的原因，调整级配，减少细料用量；

1.1.3采用振动成型法确定最大干密度和最佳含水量；

1.1.4掺加粉煤灰，增加后期强度，改善和易性。

根据这四项原则，配合比设计如下：

1.2原材料选择

1.2.1水泥：可使用普通硅酸盐水泥（P.O）、矿渣硅酸盐水泥（P.S）和火山灰质硅酸盐水泥（P.P）作为胶结材料，要求其初凝时间不小于3小时，终凝时间不小于6小时，不得采用快硬、早强型水泥，标号可采用32.5或42.5级水泥，实验证明低标号水泥就可满足道路施工强度要求。

1.2.2碎石：采用连续级配碎石，可由几个单级配按比例组成混合级配，如0-5mm、5-10mm、10-20mm、10-31.5mm四个单粒级配。

1.2.3粉煤灰：可采用附近电厂符合要求的粉煤灰。

1.3配合比设计

1.3.1集料级配设计

《公路路面基层施工技术规范》中规定水泥稳定碎石做基层使用时，其级配范围应在3号级配范围内，但此级配范围配出的级配为悬浮密实型结构，对需承受重载的道路显然已不适用，需采用骨架密实型结构。因此采用《公路沥青路面设计规范》中载明的特重交通情况下推荐级配范围，作为基层集料级配组成范围。另外，为了使粗集料在混合料中更好地发挥骨架作用，需在混合料中提高粗集料的比例，减少细集料的比例，使集料的级配曲线尽量呈平顺的S型。控制好配合比的两个关键筛孔，即4.75mm和0.075mm，在合成配合比中，4.75mm筛孔的通过百分率，应控制在级配范围的中值偏上，0.075mm筛孔的通过百分率控制在0%~3%之间。

1.3.2水泥粉煤灰掺配比例设计。水泥与粉煤灰的掺配比例，需经过试验确定。按水泥与粉煤灰的比例分别为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5按重型击实法确定最大干密度和最佳含水量，然后按最佳含水量分别制备压实度为98%的试件，经养护7d和28d后，分别测定抗压强度，试验表明：水泥与粉煤灰混合料的强度是随着粉煤灰的掺配比例增加而降低的，当增加到1：4时强度降低较大，因此水泥与粉煤灰的掺配比例应在1∶1~1∶3范围内取值。考虑到水泥稳定碎石中掺加粉煤灰的主要目的为：利用水泥水化产生的多余Ca（OH）2进行胶凝反应，从而增加混合料的后期强度。因此需检验粉煤灰在水泥稳定碎石中不同掺配比例情况下对强度的实际影响。为了与最终确定的水泥剂量相接近，因此按照以往经验，采用同级别公路基层常采用的灰剂量，测定不同粉煤灰掺量的混合料强度变化情况，从而确定粉煤灰最佳掺配范围，试验得出结论：当粉煤灰掺量在5%~12%范围内，掺加粉煤灰的混合料与不掺加粉煤灰的水泥稳定碎石相比7天无侧限抗压强度相差不大，而28天无侧限抗压强度却有较大提高。水泥稳定碎石基层早期强度高，有利于下道工序的及时进行，可有效缩短工期，另外开放交通后，前期有较高的强度来抵抗车辆荷载的破坏作用。后期强度的增长，不但能提高运营期的承载能力，还能抵抗基层干缩产生的应力，从而控制裂缝的产生，延长道路的使用寿命。因此，经综合考虑，决定在水泥稳定碎石中掺加8%的粉煤灰，用以提高后期强度，同时改善集料的和易性。

1.3.3振动成型法确定最大干密度和最佳含水量。采用振动成型法确定水泥剂量分别为3%、4%、5%混合料及水泥：粉煤灰：集料分别为：3∶8∶89、4∶8∶88、5∶8∶87三种掺配比例的最大干密度和最佳含水量，然后测得7天无侧限抗压强度，根据工程要求基层无侧限抗压强度值选择最终的配合比。

2　施工注意事项

2.1严格检测原材料质量，尤其是水泥的质量，必须对初终凝时间进行检测，以保证足够的施工时间。

2.2一定要做延迟时间试验，确定混合料能够保证施工质量的时间段，超期的混合料应废弃。

2.3在检测混合料级配检测时，要特别注意小于0.075mm筛孔的通过百分率，将其控制在3%以下。

2.4施工单位试验室要按规定频率做好灰剂量的检测，如有较大偏差，应及时进行调整。

2.5特别注重含水率对施工的影响。

2.6采用两台摊铺机梯队作业时，摊铺机型号应相同，功能一致。

2.7摊铺过程中尽量减少停顿次数，尽可能少收料斗，如果料斗内混合料较少时，不能收料斗，否则会导致混合料离析，形成“石头窝”。

2.8在摊铺时，螺旋布料器的叶片，应有2/3以上埋在混合料中。将螺旋输送器最外侧的叶片反安可以有效减少摊铺机两侧混合料离析。

2.9在进行混合料碾压时，要分阶段控制好压路机行驶速度，压路机在施工段落行走，应走直线，当需转变方向时，应缓慢转向，防止发生推挤。

结语

实践证明，通过将集料级配由悬浮密实型结构改为骨架密实型结构，可以有效提高基层的承载能力，减少收缩裂缝；在混合料中掺加粉煤灰，不但提高了混合料的后期强度，还改善了混合料的和易性，使得在摊铺过程中集料离析情况减少；在配合比设计中，采用振动压实机，测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，经过对施工质量的严格控制，从而提高了水泥稳定碎石的密实度、强度、抗裂性，提高了水泥稳定碎石的路用性能。

参考文献

[1]JTG D50-2006，公路沥青路面设计规范[S].

中图分类号：TQ172

文献标识码：A