水泥穩(wěn)定碎石強度影響因素分析及控制措施研究

邢維亮

（吉林省交通規(guī)劃設計院，吉林長春 1 30021）

0 引言

在施工建設中，由于水泥碎石具有強度極高、穩(wěn)定性較好、耐沖刷性、材料成本使用費用低等特點，被廣泛應用和推廣，同時在高等級的公路施工建設中被使用的頻率較高。但水泥穩(wěn)定碎石也存在著一定的不穩(wěn)定性，因為對于水泥穩(wěn)定碎石而言，在進行施工建設中，強度過高，就會導致公路基層存在裂縫的現(xiàn)象，嚴重則會導致路面開裂，影響正常的車輛通行，同時還會給施工建設方帶來嚴重的經(jīng)濟損失，本文就是從對水泥穩(wěn)定碎石強度進行測試進行詳細的結果和實驗分析，通過強度實驗結論，得出具體的水泥穩(wěn)定碎石對路面的影響，并根據(jù)實際的理論和實踐出發(fā)，總結相關的具體控制措施，保證路面的安全與穩(wěn)定，減輕國家的經(jīng)濟損失。

1 原材料的相關說明

1.1 水泥

對于水泥穩(wěn)定碎石的水泥選取，要選擇普通的具有低標號的硅酸鹽水泥，水泥大致的技術指標為初凝時間應盡量控制在3 h 以上，終凝時間應控制在6 h 以上，在第三天左右時，抗壓強度應大于11.0 MPa，抗折強度大于2.5 MPa，而第28 天左右時，抗壓強度大于32.5MPa，抗折強度大于5.5 MPa，體積安定性基本處于合格狀態(tài)，方為最佳的水泥使用性能。

1.2 集料

本次實驗的碎石選自河北省廊坊市三河市的石灰?guī)r碎石，因為石灰?guī)r碎石具有干燥、潔凈的使用特性，在進行碎石壓碎處理時，其含泥量、顆粒含量和壓碎值符合公路施工要求，具體檢測值為壓碎值含量為17.56%，顆粒含量值為12.11%，含泥量為0.88%，均在規(guī)定范圍內。

1.3 顆粒設計方案

根據(jù)修建高速公路和相關高等級公路的修建規(guī)定來看，在使用顆粒碎石進行公路基層的修建時，碎石顆粒的單個最大直徑不能超過31 mm，同時還應該考慮到在進行施工建設中時，規(guī)范的級配中的存在大直徑的顆粒物質引發(fā)整體施工基層發(fā)生離析現(xiàn)象的問題，最終導致質量上達不到標準，危害整個施工工程，故在進行對顆粒碎石直徑的測量分析時，要采用公稱標準的尺寸為19 mm的測量工具，允許顆粒的最大直徑為27 mm。

2 影響水泥碎石強度的具體因素分析

2.1 級配對水泥碎石強度的影響

如上述水泥級配集料質量分數(shù)列表上可知，一號級配水泥碎石強度會隨著時間的增大，抗壓強度隨著水泥含量的增加，而處在一個上升的狀態(tài)，在直角坐標系中此狀態(tài)存在較大的波動，線段取值幅度加大，這就說明在建設公路基層時，由于在對該種級配的水泥進行道路施工時，會由于施工所造成的強度上的不同，而導致自身強度的改變，不均勻，變異性強，使用性能差等等現(xiàn)象都會產(chǎn)生，整體施工質量得不到合理的保障，而二號級配則隨水泥含量的增加，雖也呈現(xiàn)出抗壓強度上升的現(xiàn)象，但是整體而言，抗壓強度增加強度不是十分明顯，并且根據(jù)相關數(shù)據(jù)可知，在水泥劑量分數(shù)在4.75%以下時，二號級配的強度為三者中最高，而水泥劑量分數(shù)在4.75%以上時，強度在其他兩者級配之間，這就表明二號級配的抗壓強度較為均衡，路面基層整體抗壓強度穩(wěn)定，并保持較高的發(fā)展勢頭。三號級配就上述一號和二號級配的說明來看，抗壓強度和抗折強度在水泥劑量分數(shù)為4.75%～4.55%時，強度受外界影響較小，而在4.75%之上時，強度最大，遠遠高于其他兩種級配。

2.2 水泥劑量對水泥碎石強度的影響

水泥劑量對水泥碎石強度的影響主要是與集料的顆粒組成與大小有關，拿二號級配進行以下對比舉例，當水泥劑量為3.6%～4.2%之間時，水泥質量分數(shù)每增加相同的3%，無側限抗壓強度就要相對減少1 MPa 左右，影響水泥碎石的強度。

2.3 空隙率對水泥碎石強度的影響

空隙率對水泥碎石強度有一定的影響，就上述提到的三種水泥級配可知，一般情況下水泥穩(wěn)定的碎石的空隙率應維持在10%左右，大于或小于這個百分比，水泥碎石強度就會受到影響，一號級配的空隙率在9.98%左右，二號級配在10.08%左右，三號級配在12.13%左右，總而言之，水泥碎石強度會隨著空隙率的增大而呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢。

2.4 顆粒含量對水泥碎石強度的影響

由實驗的相關數(shù)據(jù)可以表明，在保證顆粒含量穩(wěn)定的前提下，抗壓強度隨公路的使用年齡的增加而呈現(xiàn)出上升的趨勢，但當水泥碎石顆粒含量維持在10%～20%之間時，強度就會想對幅度的呈現(xiàn)減小的趨勢，故可以得出，抗壓強度會隨著使用年齡的增加而逐漸減小，但對于早期的穩(wěn)定碎石來說，抗壓強度會增長較快，越到后期，抗壓強度增長就較為緩慢。

3 具體控制措施的具體說明

3.1 原材料的控制

作為路面基層的主要使用原料，水泥在其中起到的是穩(wěn)定性的作用，水泥質量的好壞嚴重決定到混合配料的質量，故在進行施工選材時，應選用終凝時間較長，標號較小的水泥產(chǎn)品，最好為硅酸鹽性質的水泥，初凝時間在3 h 之上，終凝時間在6 h 之上，同時因為在進行水泥混合配料的制作時，由于攪拌、運輸、鋪路等時間花費較長，就會產(chǎn)生一定的抗壓強度，故不應使用初凝時間和終凝時間不達標準的水泥和受潮變質的水泥，從而影響施工的質量。

在集料的選擇上可知，由于集料是有相對于堅硬的巖石碾壓得成的，本身具有一定的強度，同時為了保持顆粒的潔凈和顆粒少這一特點，水泥碎石強度的強度就會隨之提高，但根據(jù)相關的施工規(guī)定表明，強度較高的水泥碎石就會給施工工程造成不利的影響，同時，較大或較小的碎石也會造成在攪拌過程中存在離析的現(xiàn)象，導致整體質量受到一定的影響，因此在對合理進行選擇時，應盡量顆粒直徑控制在31 mm 左右，同時集料應盡量保證不含土。

3.2 混合料含水量的合理控制

對于施工中混合料的含水量的檢測結果，我們可以看出，含水量的多少影響著混合料的整體質量，因為隨著集料顆粒直徑的減小，其含水量也會隨之增加，故施工人員可以適當結合施工當天的空氣濕度和溫度，適當調配混合料中的最佳含水量，最佳含水量比重應維持在0.5%～1.0%之間為好，這樣可最大限度的保證混合料的質量，提高整體的施工水平。

3.3 水泥劑量的控制

在對水泥穩(wěn)定碎石施工時，水泥劑量的多少在整體施工時起到了關鍵的作用，因為在施工中，碎石顆粒的最大直徑在31 mm 左右，故可推斷出，在保證質量相同的前提下，粗細集料的水泥含量就有一定的不同，質量偏細，水泥含量較多，質量偏粗，水泥含量較少，同時也與集料的表面積有關。

3.4 其他因素的影響的相關具體控制措施

對水泥穩(wěn)定碎石強度的影響因素，可對時間進行合理的控制或進行集料配置方面的檢測，來保證碎石強度對整體施工水平的影響。

4 結語

在對工程實踐進行組成設計時,采用調整水泥級配或劑量的方法對強度進行較大調整，因為水泥劑量和級配以及水泥劑量因素相互作用時對強度的影響十分顯著;但如果只進行微調整,便可以使用將級配向中值或偏向下靠攏，在水泥劑量保持不變時往上提高的處理方法。對于水泥穩(wěn)定碎石的級配設計,為使基層形成較大的強度,既要有充足的水泥砂漿粘結集料。還要有用一定的級配粗集料來形成堅實的骨架。,通過研究發(fā)現(xiàn)，粗粒料類材料在水泥穩(wěn)定類中,最佳含水率大于抗壓強度最高的含水率，這要通過重型擊實試驗的方法來確定的。綜上種種說明，可以看出，水泥強度影響了整體的施工質量水平，故合理地掌握好水泥碎石的強度，對施工道路的基層建設起到了決定性的作用，應值得被重視與推廣。

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