埃塞首都机场水泥稳定基层配合比设计

摘 要：文章结合埃塞首都机场停机坪水泥稳定基层的施工，详细介绍了基层配合比的设计、控制过程，并提出了水稳级配碎石的优缺点及减轻裂缝的措施，按照合同文件只是采用FAA（即美国联邦航空管理中心）规范级配要求，因埃塞的现有原材，同样以中国规范JTJ-034-2000中水泥稳定土的颗粒组成范围3号级配规范要求进行配合比设计。

关键词：水泥稳定基层；配合比设计；埃塞首都机场

中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）12-0142-02

2010年12月14日同埃塞首都机场工程部签署了承建埃塞首都机场的改扩建项目。停机坪的结构设计中，有150 mm的水泥稳定基层，上层为450 mm的水泥混凝土路面。下层底基层为200 mm。开平层为400 mm.要求水泥混凝土路面的抗折强度达4.5 MPa，水泥稳定基层的无侧限抗压强度达3.45 MPa。

1 水泥稳定基层级配要求形成强度的原理

1.1 FAA级配要求

根据FAA规范中基层集料的级配范围要求，结合JTJ-034-2 000.3号级配可见，FAA规范中的细集料使用偏多，对于4.75 mm的通过量为45～100之间。而中国规范中的4.75 mm的通过量则为29～49，在一定的外力碾压的做功下，使级配碎石嵌挤在一起，依靠骨料的颗粒之间的嵌挤和摩阻作用形成摩阻力，使其具有一定的强度和稳定性。

1.2 水泥水化

水泥是一种水硬性无机胶凝材料，水泥与水混合后，经过一系列的物理化学反应，由可塑浆体变成坚硬的石状体，能产生强度和胶凝力，形成水泥骨架，有的碎石中的其他矿物质发生碳酸化作用，进而增大了水泥稳定级配碎石的强度。

2 水泥稳定基层目标配合比设计

①FAA级配（0～50 mm）采用合成级配，根据埃塞的现有的原材料合成级配如表1所示。

②基层物理性试验结果见表2。

③中国规范级配（0～31.5 mm）同样采用四种材料合成，粗细集料的压碎值，塑性指数，针片状等各指标满足技术规范要求见表3。

④水泥采用埃塞当地生产的Mugher OPC 42.5普通硅酸盐水泥，水泥各项指标均满足设计规范要求。

⑤水泥稳定基层配合比的技术参数确定（FAA）。FAA规范采用6个不同的水泥剂量标准击实试验，结果见表4；混合料制备下所需各种原材数量计算结果见表5；6个不同水泥剂量无侧限抗压强度试验结果见表6。

根据实验室检测结果：推荐选用5%的水泥剂量下的配合比，在厂拌过程中提高0.5%的水泥剂量进行施工，按照配合比最大干密度，最佳含水量对现场施工进行质量控制。

⑥水泥稳定基层配合比技术参数确定（中国规范）。中国规范采用5个不同水泥剂量的标准击实，结果见表7；混合料试件制作所需各种原材料计算结果见表8；5个不同水泥含量下的无侧限抗压强度试验检测结果见表9。

根据试验室检测结果，推荐使用4 %的水泥剂量。现场按照最大干密度，最佳含水量对施工加以质量控制，综合埃塞现有的各个方面的因素考虑，选用中国规范比较合理，作为施工中的级配控制要求。

3 水泥含量标准曲线

试验室采用水泥含量标准曲线准确控制水泥用量。混合料的组成计算见表10，水泥含量标准曲线见表11。

4 水泥稳定基层生产配合比控制

①水泥含量控制。在场拌过程中依据经验会提高0.5 %水泥剂量，需严格控制在0.5 %以内，埃塞机场项目对于水稳基层的无侧限抗压强度的上限不得高于6.89 MPa，间接的说明水泥剂量是有上限要求。水泥剂量越大，干缩应力也就越大，裂缝也就相对应的增多，混合料在用最佳含水量的条件下取样1 800 g湿料，分成6份，每个试样300 g进行滴定，取平均值作为消耗EDTA标准溶液的ml数，这样基本上消除了试样粗细颗粒不均匀而引起的误差，更准确的控制水泥剂量的使用情况。

②级配的控制。经过埃塞国家标准局对连续式拌合设备的标定之后，现场如有施工计划，试验人员要对拌合站拌合出来的混合料进行筛分试验，做筛分试验可以在拌合前混合后运输带上取样，同时也需要试验员对现场摊铺后的样品进行筛分对比，合格后方能大方量拌合施工。

③含水量的控制。埃塞的季节分为雨季和旱季，在旱季施工要特别注意高温下水分的蒸发，可以在最佳含水量的基础上适当的提高0.5 %～1 %的水。以避免在运输过程中水分的损失，埃塞雨季期间，雨量比较大，资料表明，增大一定的含水量同样也会导致裂缝现象的产生，而且这样的裂缝随着温差饿变化而变宽，造成上面层出现反射裂缝，直接影响到面层的整体性，对配合比的控制一定要严格控制各个工序的工作。

④无侧限抗压强度的控制。针对无侧限抗压强度的控制取样是关键，可以在运料车上取样，也可以在施工现场摊铺机受料之内取，还可以在未经碾压的摊铺层上。不过不同的取样地点，最好选择在运料车上去，然后立即送往实验室拌合均匀，按照制模的规范操作要求装模成型，同时还要做好试件的养生工作。

5 试验段的摊铺效果

应监理要求，在机场停机坪做好的底基层上选取了长200 m，宽9 m的路段作为试验段。中方管理人员按照水稳基层施工办法从摊铺，碾压及养生工作都进行了跟进，实验室人员对压实度，平整度，厚度，水泥剂量，级配，无侧限抗压强度进行了评定，结果如表12所示，通过筛孔（mm）的重量百分率%如表13所示。

6 结 语

综上所述，根据试验段的检测结果来看，使用中国规范完全可以满足埃塞首都机场停机坪的设计要求，完全可以作为施工中重要指导方向。使用美国规范同样可以达到设计配合比的要求，可是碍于埃塞原材料等各个方面的原因不能采用美国规范进行施工。在施工中尤其要注意对水稳的各个工序的控制，对此实验室一定要严格控制原材料检测工作。以便更好的控制水泥稳定碎石基层的正常施工。

参考文献：

[1] JTJ034―2000，公路路面基层施工技术规范[S].