水泥穩(wěn)定碎石混合料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)及分析

王宇亮　任曉燕　鄧亞菱　宮素清

摘要：水泥穩(wěn)定碎石本身具有強(qiáng)度高，剛度大，整體性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)中。而水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度指標(biāo)受到多種因素的影響，結(jié)合實(shí)際工程，從集料級(jí)配、混合料的配合比、含水率等方面進(jìn)行強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)，探討滿足實(shí)際工程要求的最優(yōu)水泥穩(wěn)定碎石配合比方案，并提出控制其性能的措施。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石；強(qiáng)度；配合比；強(qiáng)度性能

路基作為路面結(jié)構(gòu)中的主要承重層，其性能好壞顯著影響著路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度、使用性能。而水泥穩(wěn)定碎石基層的整體穩(wěn)定性和耐久性良好、強(qiáng)度和承載能力較高，因而被廣泛應(yīng)用于我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)中。文章結(jié)合承秦高速公路工程建設(shè)項(xiàng)目，針對(duì)其基層擬采用的水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行試驗(yàn)分析，找出滿足要求的最優(yōu)配合比方案，并對(duì)關(guān)鍵影響因素進(jìn)行分析。

1.原材料性能檢驗(yàn)

1.1水泥

本次研究采用京豐水泥廠生產(chǎn)的水泥。水穩(wěn)基層采用32.5級(jí)緩凝水泥，初凝時(shí)間不小于3h，終凝時(shí)間不小于6h。水泥質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表。

1.2集料

本次實(shí)驗(yàn)水泥穩(wěn)定碎石基層采用遵化新發(fā)采石場(chǎng)碎石，石料分為四檔：1#（10～30mm）、2#（10～20mm）、3#（5-10mm）、4#（0～5mm）。根據(jù)規(guī)范中對(duì)級(jí)配的要求，基層集料級(jí)配設(shè)計(jì)見(jiàn)表2：

2.水穩(wěn)混合料擊實(shí)與強(qiáng)度試驗(yàn)

2.1重型擊實(shí)試驗(yàn)

重型擊實(shí)試驗(yàn)試筒容積2177cm³，分3層擊實(shí)，每層98次，采用混合料烘干后的含水量計(jì)算最大干密度與最佳含水量。

按照表2的級(jí)配，取水泥劑量3.5%、4.0%、4.5%、5.5%，每個(gè)水泥劑量按加水量3%、4%、5%、6%、7%進(jìn)行重型擊實(shí)試驗(yàn)。兩次平行試驗(yàn)如下：

兩組試驗(yàn)的最大干密度相差均小于0.08，滿足規(guī)范要求。

2.2 7天無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)

在擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，采用所確定的含水量拌制混合料靜壓成型試件。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)生7天后測(cè)定其抗壓強(qiáng)度，結(jié)果如下表：

回歸的線性關(guān)系：y=0.7452x+0.9948，相關(guān)系數(shù)：RZ=0.9642。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：水泥穩(wěn)定碎石混合料的強(qiáng)度隨含水量的增加而增強(qiáng)。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，下基層7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度在實(shí)際生產(chǎn)中宜采取4.0MPa為控制目標(biāo)，故取水泥劑量為4.1%，上基層7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度在實(shí)際生產(chǎn)宜接近4.5MPa，故取水泥劑量為4.5%。

2.3振動(dòng)擊實(shí)對(duì)比試驗(yàn)

按水泥劑量4.1%和4.5%進(jìn)行振動(dòng)擊實(shí)驗(yàn)證試驗(yàn)，采用相同的級(jí)配，分三層裝料，每層振動(dòng)時(shí)間為3分鐘，頻率為30Hz。振動(dòng)擊實(shí)的數(shù)據(jù)圖形和結(jié)果如下：

振動(dòng)擊實(shí)得出的干密度略大于重型擊實(shí)的結(jié)果，而最佳含水量略小于重型擊實(shí)的結(jié)果。

3.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上水泥穩(wěn)定碎石混合料擊實(shí)與強(qiáng)度試驗(yàn)可知：

（1）水泥穩(wěn)定碎石混合料生產(chǎn)時(shí)，1#、2#、3#、4#檔石料比例按照表2，取為20：28：21：31。若各檔礦料顆粒級(jí)配組成與配合比設(shè)計(jì)的顆粒級(jí)配組成偏差較大，應(yīng)調(diào)整原材料比例，確保級(jí)配滿足要求。

（2）建議水穩(wěn)下基層混合料水泥用量取4.1%。振動(dòng)擊實(shí)最大干密度為2.487g/cm3，水穩(wěn)上基層混合料水泥用量取4.5%。振動(dòng)擊實(shí)最大干密度為2.490～cm3。以此作為生產(chǎn)控制指標(biāo)，現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度應(yīng)控制為不低于98%，最佳含水量為4.8%?？紤]到施工過(guò)程中的損失，水穩(wěn)混合料實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，含水量應(yīng)增大0.5%～1.0%，并根據(jù)具體情況調(diào)整。