水泥穩(wěn)定碎石延遲實驗研究

熊 倩 張書偉

(西南科技大學(xué)，四川 綿陽 621000)

水泥穩(wěn)定碎石延遲時間和強(qiáng)度是施工過程中影響壓實度和路面平整度的兩個重要的技術(shù)指標(biāo)。在公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則中規(guī)定了在生產(chǎn)配合比實驗中確定水泥穩(wěn)定材料的容許時間，但并沒有對確定容許時間方法進(jìn)行闡述，本文探索性的通過控制水泥穩(wěn)定碎石水泥用量和含水量對抗壓強(qiáng)度的影響關(guān)系確定最佳容許時間。

1 原材料及混合料的確定

以四川某高速公路為例，采用碎石、石粉、普通硅酸鹽水泥、水，按一定配合比混合組成的無機(jī)結(jié)合料作為路面基層和底基層結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖紙技術(shù)要求的級配范圍和各檔料的篩分結(jié)果進(jìn)行混合料設(shè)計。

1.1 水泥穩(wěn)定碎石容許延時實驗

根據(jù)規(guī)范無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的擊實試驗方法最終確定最大干密度為2.387g/cm3。

將無機(jī)結(jié)合料水泥穩(wěn)定材料按照19mm～31.5mm(1 321.3g)，9.5mm～11.5mm(1561.6g)，4.75mm～9.5mm(1 261.3g)，0～4.75mm(1 861.9g)，水泥劑量為3.5%(210.2g)的基層配比配好后加入323.2g的水?dāng)嚢杈鶆蚝笱b入塑料袋，悶料時間分別為0、1、2、3、4、5h后裝模壓實成型試塊，本次取9個試塊做無側(cè)限抗壓實驗。各組標(biāo)準(zhǔn)試件在溫度(20±2)℃相對濕度為97%的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生條件下養(yǎng)生6d，浸水24h后進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗，其試驗結(jié)果如表1所示。

表1 各延遲時間下無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果匯總表

由表1可知:水泥穩(wěn)定碎石的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著時間的推移逐漸降低，3h后的水穩(wěn)強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計規(guī)定的強(qiáng)度，確定容許時間為3h。

1.2 水泥劑量及含水率對容許延時實驗和抗壓強(qiáng)度的影響

在實驗中加入水泥劑量也會影響水泥穩(wěn)定碎石的抗壓強(qiáng)度和容許延遲時間，在保證其他條件不變的情況下，分別加入3.0%、3.5%、4.0%的水泥劑量進(jìn)行無側(cè)限抗壓延遲試驗。試驗結(jié)果如表2、表3。

表2 水泥劑量為4.0%各延遲時間無側(cè)限抗壓強(qiáng)度匯總表

表3 水泥劑量為3.0%各延遲時間無側(cè)限抗壓強(qiáng)度匯總表

隨著水泥劑量的增加，水泥劑量為3.0%、3.5%、4.0%的容許延遲時間分別為2h、3h、4h。但加入過量水泥會導(dǎo)致水穩(wěn)材料的抗干縮性和抗溫縮性降低從而出現(xiàn)裂縫，綜合考慮各種因素，水泥劑量應(yīng)該控制在3.5%。

含水量的變化是水穩(wěn)材料試件的成型和無側(cè)限7d抗壓強(qiáng)度的重要影響因素，在確定最佳水泥用量的情況下，初始加水量為最佳含水量5.2%，最佳含水量+1%，最佳含水量+2%，最佳含水量+3%各延遲時間抗壓強(qiáng)度。如圖1所示。

圖1 各含水量下水泥穩(wěn)定碎石抗壓強(qiáng)度及容許時間變化圖

在加入相同水泥劑量的情況下，混合料在大于最佳含水量的不同含水量時，無側(cè)限7d抗壓強(qiáng)度隨著含水量的增加，抗壓強(qiáng)度會逐漸減小。在加入6.2%與最佳含水量(5.2%)相比無側(cè)限抗壓強(qiáng)度減少量和容許延遲時間變化不大，但含水量達(dá)到7.2%和8.2%的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度會有明顯的下降，延遲時間也縮短為2h和1h。

2 結(jié) 論

在一定的配合比下影響水泥穩(wěn)定材料的延遲時間和抗壓強(qiáng)度的因素有水泥的用量以及含水量，二者相比含水量的影響更大。

水泥穩(wěn)定碎石的抗壓強(qiáng)度和延遲時間隨著加入水泥劑量的增加而增加，但是在實際工程應(yīng)用中，加入過多的水泥會導(dǎo)致水泥穩(wěn)定碎石其他指標(biāo)降低，考慮成本和質(zhì)量的因素，加入水泥劑量控制在3%～3.5%之間。