水泥稳定碎石混合料强度实验及分析

王宇亮　任晓燕　邓亚菱　宫素清

摘要：水泥稳定碎石本身具有强度高，刚度大，整体性强等特点，因此被广泛应用于我国高等级公路建设中。而水泥稳定碎石的强度指标受到多种因素的影响，结合实际工程，从集料级配、混合料的配合比、含水率等方面进行强度对比试验，探讨满足实际工程要求的最优水泥稳定碎石配合比方案，并提出控制其性能的措施。

关键词：水泥稳定碎石；强度；配合比；強度性能

路基作为路面结构中的主要承重层，其性能好坏显著影响着路面结构的整体强度、使用性能。而水泥稳定碎石基层的整体稳定性和耐久性良好、强度和承载能力较高，因而被广泛应用于我国高等级公路建设中。文章结合承秦高速公路工程建设项目，针对其基层拟采用的水泥稳定碎石进行试验分析，找出满足要求的最优配合比方案，并对关键影响因素进行分析。

1.原材料性能检验

1.1水泥

本次研究采用京丰水泥厂生产的水泥。水稳基层采用32.5级缓凝水泥，初凝时间不小于3h，终凝时间不小于6h。水泥质量检测结果见下表。

1.2集料

本次实验水泥稳定碎石基层采用遵化新发采石场碎石，石料分为四档：1#（10～30mm）、2#（10～20mm）、3#（5-10mm）、4#（0～5mm）。根据规范中对级配的要求，基层集料级配设计见表2：

2.水稳混合料击实与强度试验

2.1重型击实试验

重型击实试验试筒容积2177cm³，分3层击实，每层98次，采用混合料烘干后的含水量计算最大干密度与最佳含水量。

按照表2的级配，取水泥剂量3.5%、4.0%、4.5%、5.5%，每个水泥剂量按加水量3%、4%、5%、6%、7%进行重型击实试验。两次平行试验如下：

两组试验的最大干密度相差均小于0.08，满足规范要求。

2.2 7天无侧限抗压试验

在击实试验结果基础上，采用所确定的含水量拌制混合料静压成型试件。在标准养护室养生7天后测定其抗压强度，结果如下表：

回归的线性关系：y=0.7452x+0.9948，相关系数：RZ=0.9642。实验结果显示：水泥稳定碎石混合料的强度随含水量的增加而增强。根据规范规定，下基层7天无侧限抗压强度在实际生产中宜采取4.0MPa为控制目标，故取水泥剂量为4.1%，上基层7天无侧限抗压强度在实际生产宜接近4.5MPa，故取水泥剂量为4.5%。

2.3振动击实对比试验

按水泥剂量4.1%和4.5%进行振动击实验证试验，采用相同的级配，分三层装料，每层振动时间为3分钟，频率为30Hz。振动击实的数据图形和结果如下：

振动击实得出的干密度略大于重型击实的结果，而最佳含水量略小于重型击实的结果。

3.结语

通过以上水泥稳定碎石混合料击实与强度试验可知：

（1）水泥稳定碎石混合料生产时，1#、2#、3#、4#档石料比例按照表2，取为20：28：21：31。若各档矿料颗粒级配组成与配合比设计的颗粒级配组成偏差较大，应调整原材料比例，确保级配满足要求。

（2）建议水稳下基层混合料水泥用量取4.1%。振动击实最大干密度为2.487g/cm3，水稳上基层混合料水泥用量取4.5%。振动击实最大干密度为2.490～cm3。以此作为生产控制指标，现场压实度应控制为不低于98%，最佳含水量为4.8%。考虑到施工过程中的损失，水稳混合料实际生产时，含水量应增大0.5%～1.0%，并根据具体情况调整。