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摘要：目前水泥稳定碎石基层已被广泛应用于高等级公路，其混合料组成设计的合理于否，直接影响该结构层的综合性能。本文对水泥稳定碎石基层混合科如何优化设计及所涉及各项试验检测进行了介绍。
关键词：水泥稳定碎石；配合比；试验检测控制
目前我国已建高等级公路大都采用半刚性基层，常用的是水泥稳定粒料和石灰粉煤灰稳定粒料基层，由于水泥稳定碎石具有良好的力学性能和板体性、水稳性、抗冻性等特点，得到越来越广泛应用。水泥稳定碎石基层作为一种沥青混凝土面层下铺筑的主要承重层，有必要对其混合料配比进行优化，使其具有良好的综合性能，同时加强各项试验检测，为水泥稳定碎石基层混合料优化设计及工程质量控制提供了有力的数据依据。
1 混合料优化设计
合理的水泥稳定碎石组成必须具有良好的工作性能、力学性能以及抗裂性能，即施工和易性好(粗集料离析较小)，能达到强度要求，且有较小的温缩和干缩系数(现场裂缝少)。水泥稳定碎石混合料组成设计包括：根据原材料要求，选取合适的水泥、碎石；确定合理的集料配比和水泥剂量。
1.1 原材料要求
(1)水泥：宜采用合格的，强度等级为32.5MPa或42.5MPa的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。要求水泥初凝时间3h以上和终凝时间6h以上的水泥。不应使用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥。
(2)碎石：碎石的最大粒径不应超过31.5mm，压碎值应不大于30%。
(3)水：凡是饮用水(含牲畜饮用水)均可用于水泥稳定碎石。
1.2 混合料组成设计
1.2.1 碎石级配设计：取工地现场使用集料，宜按9.5-26.5mm、4.75-9.5mm、2.36-4.75mm、0-2.36mm等四种粒级配合，对集料分别进行水洗法筛分，用图解法(试算法)确定一个初步配合比例，经计算调整得到符合表1的合成级配，确定各集料的配合比例(用百分数表示)。
级配是水泥稳定碎石混合料路用性能的关键影响因素。为保证混合料具有较好的工作性、抗裂性和力学性能，需优化级配。采用悬浮骨架密实型级配：即将粗颗粒(4.75mm以上颗粒)调整成为悬浮连续型，则能有效避免离析；并控制细颗粒(4.75mm以下颗粒)含量，使其能充分填充粗集料颗粒所形成骨架的空隙 ，但不至于将该骨架撑开，则又能有效抑制细集料收缩，提高其抗裂性能，级配曲线按正“S”形调整。
1.2.2 水泥剂量确定
(1)标准击实试验：取工地用水泥、集料，按3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%水泥剂量和集料配合比例进行击实试验，分别确定出不同剂量时，水泥稳定碎石的最大干密度和最佳含水量作为强度试件成型时的依据。
(2)抗压强度试验：按击实试验确定的不同水泥剂量水泥稳定碎石的最大干密度和最佳含水量，分别以压实度为98%各制备13个试件，在温度为20±2℃，湿度95%以上，保温保湿养生6d,浸水24h后,进行无侧限抗压强度试验。
(3)计算偏差系数：按不同水泥剂量分别计算强度试验结果的偏差系数Cv(%)，偏差系数必须小于等于15%。否则试验结果无效，重新进行试验。
(4)抗压强度代表值：偏差系数满足要求后，不同水泥剂量的平均抗压强度R均应符合公式： R均≥Rd/(1-ZαCv) (Rd:设计抗压强度；Cv：偏差系数(以小数计)；保证率95%时Zα=1.645) 要求,规范要求水泥稳定基层Rd应满足3.0-5.0MPa或文件提供的设计强度。
(5)确定水泥剂量：计算得出各水泥剂量抗压强度值，从中选择满足要求的最小水泥剂量作为试验室配合比设计的水泥剂量。实践表明水泥稳定碎石基层抗压强度满足3.5-4.0MPa，这样既保证足够的强度，也避免因强度过高产生较多反射裂缝。
(6)为减少基层反射裂缝，必须满足以下限制：在满足设计强度的基础上限制水泥用量；在减少含泥量的同时，限制细集料、粉料用量；根据施工时气候条件限制含水量。具体要求水泥剂量应不大于5%(建议用高标号水泥，可减少水泥剂量)、集料级配中0.075mm以下颗粒含量宜不大于3.5%、含水量宜不超过最佳含水量的1%。
用插值法取强度代表值满足设计要求(宜取范围中值)的配合比作为水泥稳定碎石的最佳生产配合比，用重型击实法求得最佳含水量和最大干密度。
2 水泥稳定碎石试验检测
试验检测是工程质量管理的重要手段，是指导、控制和评定工程质量的科学依据。为保证水泥稳定碎石基层质量，需进行以下试验检测项目。
2.1 原材料试验
该项试验保证了水泥稳定碎石所用各种原材料符合规范要求。
(1)水泥的物理性能试验：强度试验、凝结时间、安定性试验均按《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30—2005)进行。
(2)集料试验：碎石筛分试验、压碎值试验均按《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)进行。
2.2 混合料试验
该项试验为水泥稳定碎石混合料合理组成设计及综合性能是否优良提供了科学依据。
(1)击实试验；
(2)水泥剂量测定；
(3)无测限抗压强度试验；
(4)间接抗拉强度试验；
(5)室内抗压回弹模量试验
以上各项试验均按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)进行。
2.3 现场检测
该项检测为水泥稳定碎石基层现场施工与工程质量控制提供数据依据。
(1)压实度；(2)厚度检测按《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60-2008)进行。
(3)水泥剂量；(4)混合料级配检测按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)进行。
3 结语
(1)确保水泥稳定碎石基层质量及其综合性能良好，需优化混合料设计。
(2)碎石采用悬浮骨架密实型级配，级配曲线按正“S”形调整后，所得混合料将具有较好的工作性、抗裂性和力学性能。
(3)采用适当的水泥剂量，可以减少水泥稳定碎石基层干缩裂缝数量。
(4)水泥稳定碎石基层的各项试验检测数据是指导、控制和评定该结构层工程质量的科学依据。
参考文献
[1]孙忠义.公路工程试验工程师手册. 2006
[2]JTJ034-2000 公路路面基层施工技术规范
[3]刘佳.级配变化对水泥稳定碎石材料综合性能的影响研究.公路，2010，(12)
关键词：水泥稳定碎石；配合比；试验检测控制
目前我国已建高等级公路大都采用半刚性基层，常用的是水泥稳定粒料和石灰粉煤灰稳定粒料基层，由于水泥稳定碎石具有良好的力学性能和板体性、水稳性、抗冻性等特点，得到越来越广泛应用。水泥稳定碎石基层作为一种沥青混凝土面层下铺筑的主要承重层，有必要对其混合料配比进行优化，使其具有良好的综合性能，同时加强各项试验检测，为水泥稳定碎石基层混合料优化设计及工程质量控制提供了有力的数据依据。
1 混合料优化设计
合理的水泥稳定碎石组成必须具有良好的工作性能、力学性能以及抗裂性能，即施工和易性好(粗集料离析较小)，能达到强度要求，且有较小的温缩和干缩系数(现场裂缝少)。水泥稳定碎石混合料组成设计包括：根据原材料要求，选取合适的水泥、碎石；确定合理的集料配比和水泥剂量。
1.1 原材料要求
(1)水泥：宜采用合格的，强度等级为32.5MPa或42.5MPa的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。要求水泥初凝时间3h以上和终凝时间6h以上的水泥。不应使用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥。
(2)碎石：碎石的最大粒径不应超过31.5mm，压碎值应不大于30%。
(3)水：凡是饮用水(含牲畜饮用水)均可用于水泥稳定碎石。
1.2 混合料组成设计
1.2.1 碎石级配设计：取工地现场使用集料，宜按9.5-26.5mm、4.75-9.5mm、2.36-4.75mm、0-2.36mm等四种粒级配合，对集料分别进行水洗法筛分，用图解法(试算法)确定一个初步配合比例，经计算调整得到符合表1的合成级配，确定各集料的配合比例(用百分数表示)。
级配是水泥稳定碎石混合料路用性能的关键影响因素。为保证混合料具有较好的工作性、抗裂性和力学性能，需优化级配。采用悬浮骨架密实型级配：即将粗颗粒(4.75mm以上颗粒)调整成为悬浮连续型，则能有效避免离析；并控制细颗粒(4.75mm以下颗粒)含量，使其能充分填充粗集料颗粒所形成骨架的空隙 ，但不至于将该骨架撑开，则又能有效抑制细集料收缩，提高其抗裂性能，级配曲线按正“S”形调整。
1.2.2 水泥剂量确定
(1)标准击实试验：取工地用水泥、集料，按3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%水泥剂量和集料配合比例进行击实试验，分别确定出不同剂量时，水泥稳定碎石的最大干密度和最佳含水量作为强度试件成型时的依据。
(2)抗压强度试验：按击实试验确定的不同水泥剂量水泥稳定碎石的最大干密度和最佳含水量，分别以压实度为98%各制备13个试件，在温度为20±2℃，湿度95%以上，保温保湿养生6d,浸水24h后,进行无侧限抗压强度试验。
(3)计算偏差系数：按不同水泥剂量分别计算强度试验结果的偏差系数Cv(%)，偏差系数必须小于等于15%。否则试验结果无效，重新进行试验。
(4)抗压强度代表值：偏差系数满足要求后，不同水泥剂量的平均抗压强度R均应符合公式： R均≥Rd/(1-ZαCv) (Rd:设计抗压强度；Cv：偏差系数(以小数计)；保证率95%时Zα=1.645) 要求,规范要求水泥稳定基层Rd应满足3.0-5.0MPa或文件提供的设计强度。
(5)确定水泥剂量：计算得出各水泥剂量抗压强度值，从中选择满足要求的最小水泥剂量作为试验室配合比设计的水泥剂量。实践表明水泥稳定碎石基层抗压强度满足3.5-4.0MPa，这样既保证足够的强度，也避免因强度过高产生较多反射裂缝。
(6)为减少基层反射裂缝，必须满足以下限制：在满足设计强度的基础上限制水泥用量；在减少含泥量的同时，限制细集料、粉料用量；根据施工时气候条件限制含水量。具体要求水泥剂量应不大于5%(建议用高标号水泥，可减少水泥剂量)、集料级配中0.075mm以下颗粒含量宜不大于3.5%、含水量宜不超过最佳含水量的1%。
用插值法取强度代表值满足设计要求(宜取范围中值)的配合比作为水泥稳定碎石的最佳生产配合比，用重型击实法求得最佳含水量和最大干密度。
2 水泥稳定碎石试验检测
试验检测是工程质量管理的重要手段，是指导、控制和评定工程质量的科学依据。为保证水泥稳定碎石基层质量，需进行以下试验检测项目。
2.1 原材料试验
该项试验保证了水泥稳定碎石所用各种原材料符合规范要求。
(1)水泥的物理性能试验：强度试验、凝结时间、安定性试验均按《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30—2005)进行。
(2)集料试验：碎石筛分试验、压碎值试验均按《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)进行。
2.2 混合料试验
该项试验为水泥稳定碎石混合料合理组成设计及综合性能是否优良提供了科学依据。
(1)击实试验；
(2)水泥剂量测定；
(3)无测限抗压强度试验；
(4)间接抗拉强度试验；
(5)室内抗压回弹模量试验
以上各项试验均按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)进行。
2.3 现场检测
该项检测为水泥稳定碎石基层现场施工与工程质量控制提供数据依据。
(1)压实度；(2)厚度检测按《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60-2008)进行。
(3)水泥剂量；(4)混合料级配检测按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)进行。
3 结语
(1)确保水泥稳定碎石基层质量及其综合性能良好，需优化混合料设计。
(2)碎石采用悬浮骨架密实型级配，级配曲线按正“S”形调整后，所得混合料将具有较好的工作性、抗裂性和力学性能。
(3)采用适当的水泥剂量，可以减少水泥稳定碎石基层干缩裂缝数量。
(4)水泥稳定碎石基层的各项试验检测数据是指导、控制和评定该结构层工程质量的科学依据。
参考文献
[1]孙忠义.公路工程试验工程师手册. 2006
[2]JTJ034-2000 公路路面基层施工技术规范
[3]刘佳.级配变化对水泥稳定碎石材料综合性能的影响研究.公路，2010，(12)