泥灰结石路基配合比设计研究

朱旭飞，孔汉军，朱莹颖，黄婕

（1.绍兴市城市建设投资集团有限公司，浙江绍兴312000；2.绍兴市城投再生资源有限公司，浙江绍兴312000；3.绍兴文理学院，浙江绍兴312000）

1 引言

伴随城市道路建设的不断发展，水泥稳定碎石在道路的基层施工中，因其具有良好的耐久性、足够的抗压强度等优势被广泛的应用[1]。水泥稳定碎石基层施工技术主要以级配碎石为骨料，通过加入最佳的含水率和最优的水泥掺量，能够有效地填充骨料间的孔隙，并且在施工中按嵌挤原理进行摊铺和压实[2]。在施工结束后，水泥稳定碎石的无侧限抗压强度开始得到提升。在经过28d的龄期后，水泥稳定碎石的强度达到一个短期的峰值，并最终形成板结体。

2 试验方案

2.1 试验材料

本研究中使用泥灰结石料来源于绍兴某工地见图1所示。水泥为PC32.5的普通硅酸盐水泥，水为实验室自来水。

图1 泥灰结石料现场图

2.2 试样制备

通过《公路路面基层施工技术细则》（JTG/TF0-015）[3]来进行无侧限试样的制样。

①先在电子秤上称得压实度为98%的泥灰结石料5800g。

②将泥灰结石料运送至搅拌机加入8%的最佳含水量进行搅拌如图2所示，在浸润1h～2h后分别再加入2%、4%、6%水泥进行二次搅拌。

图2 搅拌机搅拌

③将搅拌得到的泥灰结合料运至实验室，称重取出6030g。

④将备好的6030g泥灰结石料分三次加入无侧限试样筒中如图3所示，每一层放置泥灰料后，轻轻敲实并试样表面“拉毛”处理。

图3 无侧限试样

⑤将试样拉倒压力机压实并脱模如图4所示，将脱下的试样用保鲜膜包好分别标养7d（最后一天放置水中浸润24h）和28d（最后一天放置水中浸润24h）。

图4 脱模

2.3 试验方案

参考尹平[4]、袁国柱[5]，在泥灰结石料中加入8%的最佳含水率和2%，4%，6%的水泥掺量进行UCS测试。养护时间为6d加24h泡水。

将养护后的试样放置在60t试验机上进行UCS测试，如图5所示，将速度设置为1mm/min。为了增加试验的可靠性，每组水泥掺量的UCS试验重复了三次。

图5 60吨试验机

3 结果与分析

无侧限抗压试验，剪切速度为1mm/min。泥灰结石原状土试样测得的应力—应变数据如图6所示。7d龄期和28d龄期的2%，4%，6%水泥掺量，分别测得的应力—应变数据如图7、图8所示，其峰值应力如图9所示。

图6 原状土应力—应变曲线

图7 7d龄期应力—应变曲线

图8 28d龄期应力—应变曲线

图9 峰值应力

泥灰结石料的无侧限抗压强度值为350.870kPa，当PC32.5水泥掺量为2%，其7d的无侧限抗压强度为1.16MPa，比泥灰结石料强度提高了223%，水泥掺量为4%时，其7d的无侧限抗压强度值达到1.38MPa，比2%水泥强度提高了18.9%，水泥掺量为6%时，其7d无侧限强度达到2.5MPa，比4%水泥强度提高81.2%。在7d的龄期下，随着水泥掺量的提高无侧限强度也不断提高，但是2%到4%的无侧限强度提升，没有水泥掺量4%到6%提升的更大。

水泥掺量2%在28d的龄期下无侧限抗压强度值达到1.37MPa，4%水泥掺量28d龄期达到了3.09MPa，比2%水泥掺量提高了125.5%，6%水泥掺量比4%水泥掺量提高了73.8%。

从这些数据中可以看出，在4%水泥掺量下，泥灰结石料可以基本满足二级以及二级公路以下的特种交通基层要求。当6%水泥掺量下，泥灰结合料可以满足国内高速公路对基层方面的要求。

4 结语

通过无侧限抗压强度试验，得到了在98%的压实度和泥灰结石料8%最佳含水率下，不同水泥掺量、龄期的应力—应变曲线，探讨水泥掺量对无侧限强度的影响，揭示了随着水泥掺量的增加，泥灰结石料其强度呈上升的规律。

同时，分析了泥灰结石的数据，为采用最合理的施工方案设计提供了理论依据，考虑社会经济性的同时，在二级以及二级公路基层选择上优先考虑4%水泥掺量。