1、浅谈影响公路基层水泥稳定级配碎石强度的因素 薛振富 中交一航局第五工程有限公司 摘 要： 文章通过各种试验数据进行系列的比对, 找出影响公路基层水泥稳定碎石强度的因素。并对其分析, 为以后公路基层施工积累经验, 避免出现工程质量问题, 更好的创造出优质工程。关键词： 灰剂量; 合成级配; 砂当量; 压实度; 养护; 作者简介：薛振富 (1982-) , 男, 道路与桥梁程师, 研究方向:公路工程试验检测。基层水泥稳定级配碎石普遍应用到在公路工程中, 属于半刚性建筑材料。强度是水泥稳定级配碎石各项性能指标的重中之重。假如强度不符合设计要求基层产生破坏, 进而反射到沥青路面。就会严重的影响到整个公
2、路工程的使用寿命。因此找出影响水泥稳定级配碎石强度的因素, 在以后施工当中加以控制显得尤为重要。文章针对鹤大高速 11 项目公路路面基层水泥稳定级配碎石进行各种试验, 对其不利因素进行分析。1 原材水泥:采用金刚 (集团) 白山水泥有限公司生产的 P.C.32.5 复合硅酸盐缓凝水泥, 其中初凝时间为 390min, 终凝时间为 448min。集料:两种, 一种为隧道出渣生产的 (1931.5mm) 碎石、 (9.519mm) 碎石、 (4.759.5mm) 碎石、 (04.75mm) 石屑, 另一种为抚松六合采石场生产的 (1931.5mm) 碎石、 (9.519mm) 碎石、 (4.759
3、.5mm) 碎石、 (04.75mm) 石屑。水:地下水, 符合饮用标准。2 试验结果比对分析采用金刚 (集团) 白山水泥和抚松六合采石场生产的集料。按照 JTG E51-2009不同灰剂量进行重型击实试验和 7d 无侧限抗压强度试验得出结果如表 1 所示。表 1 试验结果分析 下载原表 分析可知, 水泥剂量太小不能满足强度要求。水泥剂量越高最大干密度越大最佳含水量也越大。所以说水泥剂量是保证强度的最主要原因。但是水泥剂量增高的同时需水比也增高, 基层施工时养生不到位或者气温太高容易形成干裂。水泥剂量增加从经济层面考虑也是不可取的。所以根据施工水平能够保证设计强度才是目的。根据集料特性 (共同
4、采用 4.5%的水泥剂量) 分别进行 7d 无侧限抗压强度试验。试验结果如表 2 所示。分析可知: (1) 针片状颗粒越多, 强度越低。正片状多说明石质脆, 压碎值大, 抵抗冲击能力差。针片状对集料的嵌挤搭配也具有比例的影响; (2) 软石含量越多, 强度越低。大多数软石都是半风化石质本身就强度低, 遇水后强度骤降, 很难和水泥胶凝材料粘结, 所以严重影响强度; (3) 石屑砂当量越大, 强度越高。石屑砂当量大含泥量少证明其石质越好。表 2 试验结果分析 下载原表 当然含泥量, 和塑性指数等其它值标也会对强度产生一定的影响。如果集料特性不是很好提高水泥用量可以解决强度低的问题, 但是既不经济,
5、 也不能完全保证施工质量。所以集料品质是影响水泥稳定碎石的重要因素, 生产中选择优质的集料才能保证施工质量。水泥稳定级配碎石的矿料级配组成对其强度的影响如表 3、表 4 所示。根据各种集料水洗筛分通过率 (共同采用 4.5%的水泥剂量) 分别进行 7d 无侧限抗压强度试验。根据集料的水洗筛分的筛孔通过率进行了 3 种不同粗细程度的级配合成 (级配1 偏细接近上限, 级配 2 接近中值, 级配 3 接近下线) 。级配 1 细料偏多, 粗集料起不到骨架作用, 粗集料自身密度相对较高但用量小, 所以级配 1 合成密度偏低。级配 3 则相反粗集料偏多, 细集料偏少, 细集料起不到很好的填充作用, 导致
6、混合料出现很多空隙, 所以密度也相对较小。分别进行 7d 无侧限抗压强度试验, 从表 4 很直观的看出级配 2 高出级配 1 和级配 3, 7d 无侧限抗压强度分别相差 0.6MPa、0.4MPa。所以说级配 2 为最大密度线, 密度越大强度越高。证明级配合成也是影响水泥稳定碎石强度的重要因素。采用试铺小试验段进行不同的压实度 (挖坑灌砂法) 控制, 收集数据如表 5 所示。由上可见:压实度越大强度越高。压实度是路面基层施工质量控制的关键指标, 体现现场压实密度状态。压实度越大密度越大, 水泥稳定级配碎石材料整体紧密性越好。所以说压实度对强度影响起到很重要的作用。想提高压实度必须控制好水泥稳定
7、级配碎石含水量, 也必须有合理的机械组合, 控制好碾压变数。及时的检测压实度。也不能出现过震现象, 过震反而会造成密实度降低, 粗集料颗粒破碎影响强度, 出现质量问题。也会造成不必要的机械功浪费。不同养护条件分不同时间对现场摊铺试验段进行钻芯取样进行无侧限抗压试验, 实验结果如表 6 所示。养护条件和养护时长对强度具有决定的影响。水泥稳定级配碎石摊铺碾压成型以后, 应及时的进行土工布覆盖, 防治水份流失。等到水泥终凝以后进行第一次洒水, 每天洒水 34 遍为宜, 保持长期湿润。尽量避免水车行走碾压出现车辙影响平整度。养护是防止水泥稳定级配碎石开裂, 增加强度的重要措施。表 3 矿料级配组成 下
8、载原表 表 4 试验结果分析 下载原表 表 5 试验结果分析 下载原表 表 6 试验结果分析 下载原表 3 结论根据文章分析, 得出如下结论: (1) 水泥剂量太小不能满足强度要求。水泥剂量越高最大干密度越大最佳含水量也越大。所以说水泥剂量是保证强度的最主要原因; (2) 集料特性是影响强度的重要因素。集料特性不是很好提高水泥用量可以解决强度低的问题, 但是既不经济, 也不能完全保证施工质量。生产中选择优质的集料才能保证施工质量; (3) 合成级配越合理的组成最大密度线减少混合料的空隙, 其混合料密度越大, 密度越大强度越大; (4) 压实度越大强度越高。压实度是路面基层施工质量控制的关键指标, 体现现场压实密度状态。压实度越大密度越大, 水泥稳定级配碎石材料整体紧密性越好。所以说压实度对强度影响起到很重要的作用; (5) 养护条件和养护时长对强度具有决定的影响。水泥稳定级配碎石摊铺碾压成型以后, 应及时的进行土工布覆盖, 防治水份流失, 保持长期湿润。参考文献1公路工程无机结合料稳定材料试验规程S.JTG E51-2009. 2公路路面基层施工技术细则S.JTG E51-2009. 3公路工程集料试验规程S.JTG E51-2009.
