水泥稳定碎石级配控制研究

对半刚性基层而言，必须有足够的强度和刚度、稳定性、平整度、及表面抗滑等性能，但实际施工中半刚性基层常存在如下不足，如半刚性基层反射裂缝、施工离析造成的局部松散、强度不足、结构层表面平整度差及表面光滑引起的与面层结合不好等问题。主要从水泥稳定碎石半刚性基层的级配及施工方面展开研究。以最大限度减少解决近年来在施工中遇到的问题。

一、水泥稳定碎石基层结构特点

半刚性基层按机构分类可分为骨架密实结构、悬浮密实结构、骨架孔隙结构三类，其中骨架密实结构的特点：1、使既有一定数量的骨料形成骨架，又根据残余空隙的多少加入细料从而使混合料形成较高的密实度。2、内摩阻力、粘聚力均高。主要应用于高速、一级公路和城市主干道的基层或上基层；悬浮密实结构的特点：1、连续型密级配。2、结构中细料多，粗料少，不能形成骨架结构。3、粘聚力高，摩阻力较低，其强度主要受粘结力所控制，在外部荷载作用下易产生破坏。主要用于二级及二级以下公路城市次干路基层和底基层；骨架孔隙结构的特点是：1、采用连续开级配。2、粘聚力较低，内摩阻力较大，其强度主要取决于内摩阻力。3、结构中骨料较多，而细料数量较少，虽然能够形成骨架，但其残余空隙较大。主要用于路面内部有排水要求的基层。

二、水泥稳定碎石基层优点主要有1、结构本身自成板体，强度大，有较高的刚度。2、稳定性好3、抗冻性好4、抗冲刷能力强。缺点：1、易出现收缩开裂及由此引起沥青路面的反射性裂缝。2、材料的强度、模量会由于干湿和冻融循环，在反复荷载作用下因疲劳而逐渐衰减。3、损坏后无愈合能力，且无法进行修补。4、无法跨年度施工，导致横向收缩裂缝的产生。

三、水泥稳定碎石的材料要求

水泥选用32.5级的散装普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，其初凝时间4小时以上，终凝时间6小时以上。快硬、早期水泥以及受潮结块变质的水泥不得使用。碎石压碎值大于35%，最大粒径小于31.5mm。

四、水泥稳定碎石级配调整

常用密实连续级配9.5.0-31.5mm石料占22.5%，5-10mm石料占15%，3-6mm石料占22%，粗石粉占28%。最大干密度2.36-2.38g/cm3 ；含水量范围为4.4-5.0%。此级配制件压碎后可以看出为悬浮密实结构，形成的半刚性基层表面光滑，不利于基层与上层机构的联接。为了达到骨架密实结构，提高集料嵌挤效果及强度，提高基层表面粗糙度，增大与面层的摩擦力，将级配调整突破常规，将26.5mm以上集料粒径通过率调整为100%，减少了因集料过大而引起的离析，而在9.5-4.75mm区域贴近规范的中值，2.36-4.75mm的颗粒不能太多，在细集料用粗限控制，经过试验，调整后级配7d无侧限抗压强度代表值不小于最大粒径为31.5mm的同水泥用量试件强度。调整后级配9.5.0-26.5石料占45%，5-10mm占23%，3-6mm石料占12%，粗石粉占20%。调整后的混合料最大干密度范围在2.31―2.33g/cm3，含水量范围在4.0%--4.5%。

调整前7d无侧限抗压强度（水泥：集料=5：95）

序号

项目 1 2 3 4 5 6 7

强度平均值 MPa 4.1 4.2 4.5 4.2 4.3 3.9 4.5

标准差 MPa 0.365 0.563 0.522 0.249 0.325 0.369 0.660

偏差系数 % 8.9 13.4 11.6 5.9 7.6 9.5 14.7

调整后7d无侧限抗压强度（水泥：集料=5：95）

序号

项目 1 2 3 4 5 6 7

强度平均值 MPa 4.3 4.6 4.5 4.9 4.4 4.5 4.4

标准差 MPa 0.582 0.426 0.386 0.329 0.521 0.413 0.441

偏差系数 % 13.5 9.3 8.6 6.7 11.8 9.2 10.0

Rd/(1-Za×Cv) 3.6 3.4 3.4 3.3 3.5 3.4 3.4

结果 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格

五、级配调整后的优点：按照标准级配曲线中值控制的水泥稳定碎石，结构密实，机构强度高，但表面光滑，且水泥稳定碎石抗裂性差，在施工中因为拌合和运输的问题，容易出现骨料离析的情况，造成局部失强。经调整后的级配在强度上满足设计要求、板体性更强，且表面粗糙，抗裂性能好，利于混凝土面层的联接。也减少了因集料粒径过大引起的离析现象。

六、施工中注意事项

施工中水泥稳定碎石一定要用摊铺机摊铺，避免刮平机刮平，首先可以保证基层平整度好，结构均匀、离析现象明显减少。又结构整体强度高。

摊铺前下承层一定要洒水湿润，保证水泥稳定碎石能形成完整板体。

确保压实度，碾压采取先静后振的碾压方式。通过试验段确定机械组合和碾压遍数，确保压实度。

碾压完毕，水泥终凝后方可表面洒水养生，防止表面水泥浆被冲走，表面强度降低。

养生视情况而定，近年来一般采取土工布洒水养生，但后期喷洒乳化沥青透层或下封层后，与基层结合较差，沥青砼料车碾压后极易带走，今年秋冬季采取基层水泥稳定碎石摊铺后一天时间内喷洒乳化沥青透层，效果十分明显。上下层之间粘结效果良好。