水泥穩定砂礫三級配摻配的試驗要點及施工注意事項

崔興鳳

（新疆晉昌公路交通勘察設計研究院（有限公司），新疆 昌吉 831100）

0 引言

近年來，隨著交通量的增加及經濟的發展，各種重型車輛日益增多，渠化交通越來越嚴重，路面的早期破壞類型越來越明顯，為了避免由裂縫對路面整體強度和穩定性造成的不利影響，一些專家已著手從基層集料的級配來解決。水泥穩定砂礫是公路施工中比較常見的材料之一，有助于改變傳統公路結構的綜合性能。建筑工程材料發揮作用之前，必須要確保材料配合比例的協調性，尤其是骨料之間的搭配利用。因而，水泥穩定砂礫使用前進行三級配摻配試驗，對后期公路施工具有借鑒性的意義。

1 水泥穩定砂礫作用原理

為了更好地完成摻配試驗操作，應先熟悉水泥穩定礫石的作用原理。根據工程材料學理論，水泥穩定礫石本質上是一類骨料，必須采用級配礫石作為骨料才能起到級配作用。具體原理：選擇膠凝物質、灰漿兩種材料對骨料空隙進行填充，所選膠凝材料、灰漿的用量應符合工程要求。材料施工過程中對水泥穩定礫石做壓實處理，當壓實度與混合材料密度相互靠近時即可。由于混合料可在一定時間內形成板體，使水泥穩定礫石的整體強度指標優越。按照公路工程材料使用標準，水泥穩定礫石在所有混合料里所占比例為3%～7%，持續1周的抗壓強度大于5.0MPa，這是普通公路材料難以達到的標準。

2 水泥穩定砂礫三級配摻配的試驗要點

由于水泥穩定砂礫在公路項目施工里的廣泛應用，與材料配合試驗相關內容的研究更加深入，這樣才能促進公路施工流程的優化改進，全面發揮新型公路材料的利用價值。現結合S111線阜康過境段公路改建項目對水泥穩定砂礫三級配摻配的試驗流程及控制要點進行分析，收集對公路施工操作有用的信息資料。

（1）工程概況

S111線阜康過境段全線均為阜康市準噶爾路，起點位于阜康市西進口的飲料廠，里程樁號為K54+344.108，途經瑤池路交叉、迎賓路交叉、天池街交叉、文化路交叉、東大橋（K57+502.1）、博南路交叉、瑤池園，終點位于天池岔口，里程樁號為K59+634.675，路線總長5.29km。合同工期為2010年8月30日—2010年10月20日，總工期為52d。

（2）原材料

由于工期緊、任務重，而當地9月份多為雨季，充分考慮各種因素并結合當地現有的原材料，通過初步試驗確定選用20～30mm、10～20mm、5～20mm礫石及天然砂進行水泥穩定砂礫基層的配合比設計。在確定原材料后，檢測人員對各種原材料進行檢查，按照抽樣檢測方式逐一排查，保證了公路水泥穩定砂礫原材料質量符合《公路工程集料試驗規程》（JTG E42—2005）、《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》（JTG E51—2009）等的要求。

（3）確定配合比摻配比例

配合比是決定水泥穩定砂礫工程性能的關鍵因素，控制好材料配合比非常關鍵。本工程水泥穩定砂礫配合比為設計配合比級配范圍內的骨架密實型。試驗中采用了多道工序，嚴格執行工程材料試驗操作流程。對各原材料進行試驗，在保證原材料合格的情況下，確定最合理的摻配比例（見表1），合成級配見表2。摻配后的混合料其針片狀、壓碎值、液限、塑性指數均符合技術要求，見表3。

表1 摻配比例

表2 合成級配

表3 摻配后技術要求

根據試驗數據，本次配合比試驗合成級配滿足公路施工方案的設計要求，符合公路工程材料配制標準規范。

（4）無側限試驗

按照合成級配的比例選用水泥劑量為3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%，每一水泥劑量分別以含水率為3%、4%、5%、6%、7%進行擊實試驗，以確定各水泥劑量的最大干密度及最佳含水率，試驗結果見表4。

表4 擊實試驗結果

以每一水泥劑量的最佳含水率與最大干密度制備試件，試件在規定溫濕度（20℃+2℃，濕度≥95%）下保濕養生6d，浸水（水溫20℃+2℃）24h后，按《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》（JTG E51—2009）進行無側限抗壓強度試驗，結果見表5。

表5 無側限抗壓強度試驗結果

由此選定水泥劑量為5.0%，按其最佳含水率與最大干密度做延時4h的試件，同樣試件在規定溫濕度（20℃+2℃，濕度≥95%）下保濕養生6d，浸水（水溫20℃+2℃）24h后，按《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》（JTG E51—2009）進行無側限抗壓強度試驗，結果見表6。

表6 延時4h無側限抗壓強度試驗結果

（5）試驗結果

根據上述一系列的試驗，對本次水泥穩定砂礫級配情況有了明確的方案，選定摻配礫石的配合比：20～30mm礫石∶10～20mm礫石∶5～20mm礫石∶天然砂=30∶15∶27∶28，水泥劑量為5.0%，最大干密度為2.358g/cm3，最佳含水率為5.4%。按照這一配合方式參與施工，能夠保證公路結構性能達到預定的要求。這一公路試驗的成功，為日后其他工程材料試驗提供了可靠的依據。

3 施工中注意事項

（1）材料控制

控制原材料質量對公路結構性能具有決定性作用，這是水泥穩定砂礫試驗特別強調的內容。因此，運輸至公路現場的材料，都要經過質檢人員綜合檢查，合格后才能應用到施工中。

（2）工藝控制

水泥穩定砂礫施工要注意控制材料攤鋪工藝流程，鋪設后對材料進行碾壓處理，這是筑造公路結構的關鍵步驟，也是混合料發揮結構性能的基礎。本次試驗中提到，施工壓實度與材料密實度相接近時，水泥穩定砂礫級配功能是最好的，公路性能達到最優狀態。

（3）檢修控制

當公路設施使用較長時間之后，應安排專業人員進行檢修處理，及時發現公路路面或路基存在的病害問題。選用高等級配材料進行填充處理，增強了公路結構層的抗病害性能，具體加固填充方式可參照摻配試驗結果。

4 結語

盡管我國公路工程劃分為多種類別，但任何一類公路結構性能與材料工程是密切相關的，注重材料配合比例控制是保證公路性能的根本。水泥穩定碎石是現代公路建造十分普遍的材料之一，其對于維持整體公路結構層穩定性發揮了重要作用。公路施工單位需對水泥穩定砂礫級配情況展開試驗，按照混合料摻配試驗要點執行每一步操作。根據試驗結果，得出公路施工應注意材料質量、操作工藝、后期檢修等方面的工作。

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