浅析水泥稳定碎石混合料的级配与密实度的关系

夏元野

(黑龙江省龙建路桥第一工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150028)

浅析水泥稳定碎石混合料的级配与密实度的关系

夏元野

(黑龙江省龙建路桥第一工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150028)

在利用施工现场已有原材料的基础上，通过对两种矿料的级配进行对比，提出通过改善级配来提高水泥稳定碎石基层的密实性和无侧限抗压强度，并通过击实试验和无侧限试验初步得出CF-A-1S结构的混合料的密实度和强度均高于比C-B-S结构的混合料。

级配；水泥稳定碎石； 基层；密实；强度

1 原材料的选择

1.1 水泥粉煤灰稳定碎石粗集料的选择

粗集料在混合料中起到骨架的作用，因此在级配设计中应考虑以下因素：首先粗集料的质量要求，尤其对压碎值、针片状、0.075 mm以下粉尘含量的要求，粗集料的应力应变能力决定了该结构的破坏状况，同时结构表面抵抗剪切破坏的能力也取决于粗集料的压碎能力；其次，粗集料级配的好坏影响到细集料填充的程度，在混合料的拌和过程中，应有足够的水泥与水形成水泥浆包裹着细集料形成水泥砂浆，然后再去裹覆粗集料，压实过程中，随着粗集料的移动，可以避免离析。因此规范中规定，应选择单一粒径的粗集料进行掺配，形成连3.2 水泥粉煤灰稳定碎石细集料的选择

细集料在混合料中，尤其压实中，与水泥、水混合在一起，不仅可以粘结粗集料，同时也可以填充骨料的空隙，形成一定的结构。因此，在选择细集料时首先应对最大粒径有所要求，粒径太大，不利于粗集料形成骨架；其次应对级配细集料中级配影响混合料的密实程度。其次应对级配有严格要求，尤其对0～3 mm和0～5 mm的细集料应分别严格控制大于2.36 mm和4.75 mm的颗粒含量，对3～5 mm的细集料应严格控制小于2.36 mm的颗粒含量。

1.2 水泥粉煤灰稳定碎石矿料级配的确定

混合料矿料级配良好是保证水泥稳定碎石基层具有优良路用性能的前提。本课题以混合料密实、强度高为目标，以CF-A-1S范围为界限进行水泥粉煤灰稳定碎石混合料矿料级配设计。

本研究试验采用四种单粒级，分别为20～30 mm∶10～20 mm∶5～10 mm∶0～5 mm，为了更为直观的分析各档料的集料粒径分布，各档料的筛分结果见表1。

表1 单粒级碎石筛分结果

本课题中将水泥及粉煤灰作为结合料掺入，选定配比为：20～30 mm∶10～20 mm∶5～10 mm∶0～5 mm=30∶24∶20∶26，其中粉煤灰掺量为8%，水泥产量为4%。矿料合成级配及分配比例见表2。

表2 CF-A-1S矿料合成级配及比例

A19项目部选用的矿料级配见表3，配合比中将粉煤灰作为填料掺入，最终选择的配合比为: 20～30 mm∶10～20 mm∶5～10 mm∶0～5 mm=28∶31∶ 11∶26∶4，水泥剂量为4.5%。

表3 C-B-S矿料合成级配及比例

2 配合比验证

2.1 标准击实试验

为了对两种级配类型的水泥稳定碎石混合料进行对比研究，在水泥掺量为 4.5%的情况下，按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》 (JTGE51-2009)的规定，采用标准重型击实试验法分别对上述两种矿料级配的水泥稳定碎石混合料进行击实试验，确定各自的最大干密度和最佳含水量，试验结果如表4所示。

表4 标准击实试验结果

2.2 无侧限试验

按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》 (JTGE51-2009)中 T0843-2009 规定的方法成型150 mm×150 mm的圆柱体试件，测其7 d和28 d无侧限抗压强度，结果如表5所示。

表5 无侧限抗压强度值

从最大干密度上看，CF-A-1S的水泥稳定碎石混合料比C-B-S水泥稳定碎石混合料的要大，而最佳含水量比C-B-S结构的要小。这是因为粗集料间的空隙由适当的细集料填充，而且击实过程中，细集料周围的水也会降低粗集料之间的摩擦，进而使得混合料密实；相反，在C-B-S结构中，细集料较多，相对密度又较小，使得击实后细集料含量相对增多，导致最大干密度较小。

从无侧限数据来看，CF-A-1S的水泥粉煤灰稳定碎石混合料比C-B-S水泥稳定碎石混合料的要高，原因在于良好的粗集料级配之间的嵌挤力承担了早期荷载，而初期，水泥的水化并未完全，单纯依靠水泥的黏结力还远远不够，但是28 d后由于水泥的水化产物Ca(OH)2的激发作用，使得粉煤灰的潜在胶凝能力挥发出来，所以28天的强度会高于C-B-S结构。

[1] 中华人民共和国交通运输部.公路路面基层工技术细则(JTG/F20-2015)[S].北京：人民交通出版社，2015.

[2] 中华人民共和国交通运输部.公路工程无机结合料稳定材料试验规程(JTG E51-2009)[S].北京：人民交通出版社，2009.

[3] 代金国.公路沥青路面裂缝养护技术研究与应用[D].济南：山东大学，2011.

U416

C

1008-3383(2017)08-0063-02

2016-11-02

夏元野(1987-)，男，助理工程师， 研究方向：路面工程。