/水泥穩(wěn)定性配合比設(shè)計(jì)摘要：水泥穩(wěn)定混合料作為一種半剛性基層材料，在我國(guó)的高等級(jí)路面中被廣泛的采納。作為基層材料——水泥穩(wěn)定混合料的配合比設(shè)計(jì)將直接阻礙瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)的好壞。因而本文就它的配合比設(shè)計(jì)方法以及注意的問題進(jìn)行介紹。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速進(jìn)展，公路交通量急劇增加，這對(duì)公路路面的要緊承重層——基層提出了更高的要求。半剛性基層瀝青路面具有良好的力學(xué)性能和行車舒適性,適合于各種車輛的通行,同時(shí)具有良好的抗滑、抗?jié)B、耐疲勞的性能以及高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性,因而受到廣泛的應(yīng)用。水泥穩(wěn)定土[1]是用水泥做結(jié)合料所得混合料的一個(gè)廣義的名稱,水泥穩(wěn)定砂礫是水泥穩(wěn)定土的一種。在通過粉碎或原來松散的土中,摻入足量的水泥和水,經(jīng)拌和得到的混合料在壓實(shí)和養(yǎng)生后,當(dāng)其抗壓強(qiáng)度符合規(guī)定的要求時(shí),稱為水泥穩(wěn)定土,或稱半剛性材料[2]?；鶎幼鳛闉r青路面的要緊承重層,其強(qiáng)弱和好壞對(duì)整個(gè)路面的強(qiáng)度、使用質(zhì)量和使用壽命都有十分重要的阻礙。作為基層必須具備以下幾個(gè)差不多條件:有足夠的強(qiáng)度和剛度,有足夠的水穩(wěn)定性和冰凍穩(wěn)定性,有足夠的抗沖刷能力,收縮性小,有足夠的平坦度,與面層結(jié)合良好。水泥穩(wěn)定混合料便成為經(jīng)濟(jì)有用的基層筑路材料。配合比的設(shè)計(jì)對(duì)混合料的品質(zhì)和基層的性能阻礙甚大,是保證半剛性基層瀝青路面整體質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。1.水泥穩(wěn)定混合料的配合比設(shè)計(jì)1.1原材料的選取合格的原材料是確?；旌狭暇哂辛己眯阅艿那疤?，因此使用前必須對(duì)原材料的各項(xiàng)差不多性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。特不是集料顆粒的最大粒徑必須加以限制，粒徑愈大，拌和機(jī)，平地機(jī)和攤鋪機(jī)等施工機(jī)械愈容易損壞混合料，甚至可能使粗細(xì)集料產(chǎn)生離析現(xiàn)象。同時(shí)平坦度也難以達(dá)到要求。一般粒徑為19-20mm。粒料中含有塑性指數(shù)的土?xí)r，其收縮性大，反之則收縮性小。為了減少基層材料的收縮性和減少基層裂縫，集料中不宜含有塑性指數(shù)小的土。1.2混合料的配合比設(shè)計(jì)步驟1.2.1制備同一種混合料樣本。不同水泥劑量的水泥穩(wěn)定混合料，一般情況按下列水泥劑量配制：（1）做基層用中粒土和粗粒土：3%，4%，5%，6%，7%；塑性指數(shù)小于12的土：5%，7%，8%，9%，11%；其他細(xì)粒土：8%，10%，12%，14%，16%。（2）做底基層用中粒土和粗粒土：3%，4%，5%，6%，7%；塑性指數(shù)小于12的土：4%，5%，6%，7%，9%；其他細(xì)粒土：6%，8%，9%，10%，12%。在能可能合適劑量的情況下，能夠?qū)⑽鍌€(gè)不同劑量縮減三或四。1.2.2確定各種混合料的最佳含水量和最大干密度，至少應(yīng)做三個(gè)不同水泥劑量混合料的擊實(shí)試驗(yàn)，即最小劑量、中間劑量和最大劑量。其他兩個(gè)劑量混合料的最佳含水量和最大干密度用內(nèi)插法確定。1.2.3.按工地預(yù)定達(dá)到的壓實(shí)度，分不計(jì)算不同水泥劑量的試件應(yīng)有的干密度。試件的干密度=擊實(shí)試驗(yàn)所得最大干密度×現(xiàn)場(chǎng)要求壓實(shí)度[3]1.2.4．按最佳含水量和計(jì)算得的干密度制備試件進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，作為平行試驗(yàn)的試件數(shù)量應(yīng)符合表-1中的規(guī)定。如試驗(yàn)結(jié)果的偏差系數(shù)大雨表中的規(guī)定值，則應(yīng)重做試驗(yàn)，并找出緣故，加以解決。假如不能降低偏差系數(shù)，則應(yīng)增加試驗(yàn)數(shù)量。表-1

穩(wěn)定混合料類不下列偏差系數(shù)時(shí)的試驗(yàn)數(shù)量<10%10%~15%<20%細(xì)粒69—中粒6913粗粒—9131.2.5.試件在規(guī)定溫度下保濕養(yǎng)生6d，浸水1d后，進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，并計(jì)算抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的平均值和偏差系數(shù)。計(jì)算公式為：R=（R1+R2+R3++Rn）（1）Cv=σ/R（2）其中：R—混合料所側(cè)強(qiáng)度平均值，MPa；Ri—各側(cè)定強(qiáng)度值，MPa；n—實(shí)驗(yàn)樣本數(shù)；Cv—偏差系數(shù)；σ—實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)差。[4]試件的養(yǎng)生規(guī)定的溫度為：冰凍地區(qū)20±2℃非冰凍地區(qū)25±2℃。1.2.6.不同交通類不道路上，水泥穩(wěn)定混合料的7d浸水抗壓強(qiáng)度應(yīng)符合表-2的規(guī)定。水泥穩(wěn)定混合料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)表表-2公路等級(jí)層位二級(jí)和二級(jí)以下公路一級(jí)和高速公路基層（MPa）2.5~3.03.0~5.0底基層（MPa）1.5~2.01.5~3.01.2.7.依照表-2的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，限定合適的水泥劑量。此劑量試件室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果的平均抗壓強(qiáng)度(R`)公式（3）的要求：R`≥Rd/（1-Zа.Cv）（3）式中：Rd—設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度；Cv—試驗(yàn)結(jié)果的偏差系數(shù)（以小數(shù)計(jì)）；Zа—標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表中隨保證率而變的系數(shù)：高速公路和一級(jí)公路應(yīng)取保證率95%，現(xiàn)在Zа=1.645；一般公路取保證率90%，即Zа=1.282。1.2.8.工地實(shí)際采納的水泥劑量應(yīng)比室內(nèi)試驗(yàn)確定的劑量多0.5%~1.0%。1.2.9.水泥的最小劑量應(yīng)符合表-3的規(guī)定。水泥最小劑量表-3拌和方法混合料類路拌法集中拌和法中粒和粗粒4%3%細(xì)粒5%4%1.3水泥穩(wěn)定砂礫混合料配合比設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意的問題(1)進(jìn)行混合料配合比設(shè)計(jì)確定混合料的水泥用量時(shí),試件不應(yīng)按擊實(shí)試驗(yàn)所得的最大干密度制作,而應(yīng)該按與規(guī)定的現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度相應(yīng)的干密度制作。(2)水泥劑量按干集料的質(zhì)量百分比計(jì)。(3)養(yǎng)生條件操縱極為重要。溫度對(duì)水泥穩(wěn)定混合料的阻礙專門大,原本不合格的材料會(huì)因養(yǎng)生溫度高而變得合格,反之亦然2.阻礙水泥穩(wěn)定混合料強(qiáng)度的因素2.1水泥成分和劑量的阻礙在作配合比設(shè)計(jì)時(shí)，一般認(rèn)為各種類型的水泥均可用，但礦物成分不同的水泥，其穩(wěn)定效果有一定的差不。通常情況下，硅酸鹽水泥的穩(wěn)定效果較好，鈣酸鹽水泥較差。當(dāng)水泥的礦物成分相同時(shí)，穩(wěn)定混合料的強(qiáng)度與水泥細(xì)度有關(guān)，細(xì)度高的水泥，比表面積較大，穩(wěn)定效果愈好。水泥穩(wěn)定混合料的強(qiáng)度在專門大程度上還取決于水泥的用量，隨著水泥劑量的增加，水泥穩(wěn)定混合料的物理化學(xué)性質(zhì)將得到更進(jìn)一步的提高。[5]因此通常情況下，在保證水泥混合料能達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的前提下，配合比設(shè)計(jì)盡可能的用低的水泥劑量。2.3養(yǎng)生溫度的阻礙養(yǎng)生溫度對(duì)水泥穩(wěn)定混合料的強(qiáng)度有專門明顯的阻礙。養(yǎng)生溫度愈高，水泥穩(wěn)定混合料的強(qiáng)度也愈高.2.4延遲時(shí)刻的阻礙《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ034-2000）規(guī)定采納廠拌時(shí)，延遲時(shí)刻不超過2h，路拌時(shí)延遲時(shí)刻不超過3-4h。這在一些施工設(shè)備和組織治理?xiàng)l件差的施工企業(yè)來講專門難達(dá)到。由于水泥等級(jí)的提高，細(xì)度也愈來愈細(xì)，水化速度更快，使施工的難度更大。延遲時(shí)刻對(duì)強(qiáng)度的阻礙反映在下面3個(gè)方面：①

在延遲碾壓成型時(shí)，已形成的部分水滑物將不能充分發(fā)揮較凝作用；②

延遲時(shí)刻對(duì)已形成的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了損壞。③

延遲時(shí)刻使水泥穩(wěn)定基層材料碾壓更困難，因此成型時(shí)達(dá)到的最大干密度要變小，空隙率增加，因而強(qiáng)度降低。[6]因此我們?cè)诨旌狭吓浜媳仍O(shè)計(jì)時(shí)就要采取一些措施來使水泥穩(wěn)定混合料的延遲成型時(shí)刻變長(zhǎng)。2.5含水量的阻礙含水量關(guān)于水泥穩(wěn)定類混合料的強(qiáng)度有專門大的阻礙，當(dāng)含水量過小時(shí)，其發(fā)生化學(xué)與物理化學(xué)作用不充分，不能保證其得到最大限度的粉碎和均勻拌和，也不能保證達(dá)到最大壓實(shí)度的要求。因此關(guān)于進(jìn)行混合料配合比設(shè)計(jì)要盡量靠近最佳含水量。[7]3.水泥穩(wěn)定混合料對(duì)路面結(jié)構(gòu)的阻礙3.1.水泥穩(wěn)定混合料的強(qiáng)度沒有充分形成時(shí)，如表面水由瀝青面層滲入，水泥穩(wěn)定混合料基層會(huì)發(fā)生軟化。即使是幾毫米的軟化層也會(huì)導(dǎo)致瀝青面層龜裂破壞。3.2.水泥穩(wěn)定混合料的抗沖刷能力不是專門好，一旦表面水由瀝青面層的裂縫或由水泥混凝土面板的接縫透入，容易產(chǎn)生沖刷現(xiàn)象。在瀝青面層較薄的情況下，沖刷成的漿被唧出到表面，沖刷唧漿的結(jié)果是裂縫下陷和路面變形，裂縫兩側(cè)產(chǎn)生新的裂縫。[8]關(guān)于水泥穩(wěn)定混合料存在的問題，我們必須采取措施加以解決。1.在配合比設(shè)計(jì)中，操縱集料中的細(xì)粒含量和塑性指數(shù)。將通過0.075mm篩孔的細(xì)料含量操縱為5%-7%，若細(xì)料收縮性特不明顯，則應(yīng)操縱為2%-5%，同時(shí)加入部分粉煤灰（水泥與粉煤灰之比為1：1）。細(xì)粒的塑性指數(shù)應(yīng)盡可能?。ú淮笥?）。2.在滿足強(qiáng)度要求的情況下，用最小的水泥劑量。