摘要 為了了解水泥穩(wěn)定碎石的壓實(shí)特性，通過改變擊實(shí)次數(shù)和擊實(shí)錘質(zhì)量的方法獲得了四條擊實(shí)曲線，并用不敏感系數(shù)η表征施工的難易程度；通過現(xiàn)場三種碾壓施工方案，確定了合理的水穩(wěn)碎石壓實(shí)施工工藝，為水泥穩(wěn)定碎石的工程施工提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞 水穩(wěn)碎石；壓實(shí)特性；擊實(shí)曲線；壓實(shí)工藝

中圖分類號 U41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)051-0226-02

從1988年開始，我國公路建設(shè)進(jìn)入了飛速發(fā)展的時(shí)期，而90％以上的高等級瀝青路面的基層均采用半剛性材料。與柔性基層材料相比，水泥穩(wěn)定碎石具有整體性強(qiáng)、承載能力高、剛度大、水穩(wěn)性好等優(yōu)點(diǎn)，但容易出現(xiàn)抗裂性不足、抗凍性不好以及與面層粘結(jié)性能差等缺陷。因此，必須通過良好地壓實(shí)解決水泥穩(wěn)定碎石的缺陷。論文通過對水穩(wěn)碎石進(jìn)行室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)和室外壓實(shí)施工工藝試驗(yàn)，了解了水穩(wěn)碎石的壓實(shí)特性，為水穩(wěn)碎石的壓實(shí)質(zhì)量控制技術(shù)提供了參考。

1 密實(shí)度與抗壓強(qiáng)度的相互關(guān)系

由于水泥穩(wěn)定碎石混合料強(qiáng)度主要由骨料間嵌擠作用、水泥水化產(chǎn)物以及水泥與骨架間粘結(jié)強(qiáng)度形成。因此，水泥穩(wěn)定碎石密實(shí)度對基層性能產(chǎn)生重要影響。為了確保水泥穩(wěn)定碎石基層的路用性能和耐久性，必須確保為其良好的密實(shí)度。通過室內(nèi)試驗(yàn)對三種類型的半剛性基層材料在不同密實(shí)度下進(jìn)行了抗壓強(qiáng)度測試，以分析壓實(shí)度對半剛性基層抗壓強(qiáng)度的影響，為現(xiàn)場的壓實(shí)質(zhì)量控制提供依據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果曲線如圖1所示。

圖1 不同壓實(shí)度對抗壓強(qiáng)度的影響

由圖1試驗(yàn)曲線可知，不同配比的水泥穩(wěn)定碎石由于其混合料結(jié)構(gòu)狀態(tài)差異較大，導(dǎo)致其28 d抗壓強(qiáng)度差異較大，按水泥與石屑（5:100）配比的水泥穩(wěn)定碎石其強(qiáng)度最高。隨著水泥穩(wěn)定碎石密實(shí)度的提高，其抗壓強(qiáng)度亦隨之增加。

2 水穩(wěn)碎石的擊實(shí)特性研究

級配碎石的主要技術(shù)指標(biāo)是最大干密度和最佳含水量，必須通過重型擊實(shí)試驗(yàn)方法確定，并以此作為施工質(zhì)量檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。為了改善水泥穩(wěn)定碎石的施工和易性，提高其抗裂能力，在混合料中摻加一定比例的粉煤灰。大量的試驗(yàn)結(jié)果表明，水泥穩(wěn)定碎石結(jié)合料與集料的最優(yōu)比例在13:8～17:8。依據(jù)《公路路基基層施工技術(shù)規(guī)范》要求提供的外摻法，確定水泥、粉煤灰、集料的試驗(yàn)配比為4:10:90，通過改變重型擊實(shí)儀擊錘質(zhì)量和擊實(shí)次數(shù)研究水泥穩(wěn)定碎石的擊實(shí)特性。

2.1 試驗(yàn)用材料

1）水泥。應(yīng)選用初凝時(shí)間3 h以上和終凝時(shí)間較長的水泥，采用32.5慢凝普通硅酸鹽水泥，其初凝時(shí)間4.1 h，終凝時(shí)間6.8 h，28 d抗壓強(qiáng)度44.3 MPa，符合要求。

2）粉煤灰。粉煤灰細(xì)度（45 μm）44％，燒失量1.7％，技術(shù)指標(biāo)符合規(guī)范要求。

3）級配碎石。碎石采用玄武巖石料，其中壓碎值為11.2%，2＃集料表觀密度為2.977 g/cm3，4＃集料表觀密度為2.841 g/cm3。依據(jù)設(shè)備能力將集料篩分為4檔，各檔規(guī)格料的粒徑分布及合成級

圖2 碎石級配曲線

配見圖2。

2.2 試驗(yàn)方案

在室內(nèi)采用標(biāo)準(zhǔn)重型擊實(shí)儀進(jìn)行干密度試驗(yàn)。按《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程（JTJ 057-94）》中表3.0.1中類別丙的方法進(jìn)行，試驗(yàn)方法見表1。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

試驗(yàn)過程中，先將粉煤灰用水潤濕，與摻入的碎石均勻拌合，并悶料24h。進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)前，再添入水泥均勻拌合，按四分法取樣，減少材料變異性，用電子秤準(zhǔn)確稱量，擊實(shí)曲線如圖3

所示。

圖3 不同擊實(shí)功下最大干密度與最佳含水量的關(guān)系

由圖3可知，擊實(shí)功對水泥穩(wěn)定碎石最大干密度的影響較大，擊實(shí)功越大，水泥穩(wěn)定碎石的最大干密度越高，而最佳含水量相應(yīng)減小。由此可知，當(dāng)水泥穩(wěn)定碎石處于最佳含水量附近時(shí)，通過增加碾壓遍數(shù)可以提高其密實(shí)度；當(dāng)水泥穩(wěn)定碎石含水量低于最佳含水量時(shí)，可采用高振幅進(jìn)行碾壓提高密實(shí)度。

3 水泥穩(wěn)定碎石的壓實(shí)工藝

為了合理確定水穩(wěn)碎石的壓實(shí)施工工藝，采用了三個(gè)區(qū)段分別進(jìn)行碾壓，壓路機(jī)選型及碾壓方法見表2。采用灌砂法對試驗(yàn)路段的壓實(shí)度進(jìn)行檢測，壓實(shí)度測試結(jié)果見圖4。

從實(shí)際施工效果來看，方案一和方案三的碾壓方案結(jié)果近似，方案二的壓實(shí)效果最優(yōu)。即可認(rèn)為方案一和方案三的壓實(shí)度和壓路機(jī)類型無太大關(guān)系，只和振動強(qiáng)度有關(guān)，故碾壓組合定為：雙鋼輪穩(wěn)壓一遍，單鋼輪壓路機(jī)強(qiáng)振2遍，單鋼輪壓路機(jī)弱振2遍，膠輪收面。碾壓速度先慢后快，靜壓速度不超過1.5 km/h，以免混和料產(chǎn)生推移。弱振碾壓速度1.5 km/h，強(qiáng)振的碾壓速度2.0 km/h。

按照碾壓方案二進(jìn)行6遍碾壓后，壓實(shí)度均大于97%，滿足《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的壓實(shí)度大于97％的要求；雙鋼輪振動壓路機(jī)穩(wěn)壓速度為1.5 km/h~2.5 km/h，其余均為2.5 km/h~4 km/h，滿足了水泥穩(wěn)定碎石的壓實(shí)要求。因此，在今后大規(guī)模的水泥穩(wěn)定碎石壓實(shí)施工時(shí)，應(yīng)采用碾壓方案二進(jìn)行振動碾壓。

圖4 碾壓效果對比圖

4 小結(jié)

1）通過改變重錘質(zhì)量和每層的擊實(shí)次數(shù)對水泥穩(wěn)定碎石的壓實(shí)特性進(jìn)行了研究，擊實(shí)功對水泥穩(wěn)定碎石的最大干密度影響較大，在水泥穩(wěn)定碎石施工時(shí)，應(yīng)控制水泥穩(wěn)定碎石混合料的含水量應(yīng)不低于最佳含水量，以提高其施工密實(shí)度。

2）利用試驗(yàn)段的成功修筑，得出了級配碎石改良層的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，可充分證明級配碎石改良層是一種可行的結(jié)構(gòu)層。通過試驗(yàn)段路的修筑，確定較為合理的水穩(wěn)碎石壓實(shí)施工工藝，可為大面積施工提供直接指導(dǎo)性的施工技術(shù)數(shù)據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

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