水泥稳定碎石基层硬化收缩减缓措施

2012-09-06任朋喜裴立明

黑龙江交通科技 2012年12期

任朋喜，裴立明

(黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司)

1 原材料要求标准

《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)中对基层集料要求较为宽松，对许多关键指标均要求较低，由于劣质石料价格便宜，这就容易误导承包商在选择水泥稳定碎石材料时选择材质较差的石料。水泥剂量是由水泥稳定碎石试件7 d无侧限抗压强度标准决定的。若采用的石料性能较差势必将增加混合料中水泥的剂量，来确保7 d无侧限抗压强度代表值，以满足设计要求。由于集料原材料品质较差而采用高水泥剂量，是导致水泥稳定碎石基层容易产生裂缝的重要原因。基于此考虑，在选择水泥稳定碎石原材料过程中，有针对性地提高集料标准，以降低水稳碎石水泥用量，达到提高强度、减缓开裂的目的。

水泥稳定碎石采用15～31.5 mm、5～15 mm、0～ 5 mm碎石，为改善细集料特性，添加0～2.36 mm机制砂。前3种集料采用金秋石料厂生产的碎石，机制砂采用阿城新开元石料厂生产的水洗砂。水泥采用哈尔滨水泥厂生产的普通硅酸盐缓凝水泥，标号为32.5。

对于水泥稳定粗集料，制定了高于规范的技术标准，要求材料加强3项检测：级配检验、针片状检验和压碎值检验，级配要求±10，针片状要求不大于13%，压碎值要求不大于28%。针片状和压碎值是影响粗集料性能的最重要指标，也是影响水泥稳定混合料强度的关键指标。

水泥稳定碎石细集料中粉料的含量、含泥量是关系到水泥稳定碎石开裂率的关键指标，粉料含量高、含泥量高的混合料导致收缩应变大，容易开裂。因此细集料以石粉为主，应洁净且含泥量少。采用两种细集料掺配，分别为0～5 mm碎石和0～2.36 mm机制砂，要求细集料砂当量在60以上，级配容许误差±5。集料中小于0.6 mm的颗粒必须进行液限和塑性指数试验，要求液限小于28%，塑性指数＜9。

水泥稳定碎石基层施工所用水泥以普通硅酸盐水泥为宜，禁止使用快硬水泥、早强水泥、粉煤灰水泥和其他受外界影响而变质的水泥，应使用缓凝水泥。路面基层宜采用强度等级适中的水泥，水泥强度不宜过低;水泥各龄期强度、安定性等应达到相应指标要求;要求水泥初凝时间3 h以上，终凝时间不小于6 h。如采用散装水泥，在水泥进场入罐时，要了解其出炉天数。刚出炉的水泥，要停放7 d，且安定性合格后才能使用。夏季高温作业时，散装水泥入罐温度不能高于50℃，高于这个温度，若必须使用时，应采取降温措施。

2 原材料试验结果

根据施工指导意见，各项目部进行了广泛的材料采供调查，最后确定了原材料、石料各项试验检测数据分别见表1。

表1 集料技术指标检测结果

水泥各项检测指标见表2。

表2 水泥物理性能检测

3 水泥剂量的控制

水泥稳定碎石中水泥剂量是影响水稳开裂的重要原因，而通常高等级公路设计交通量都很大，在选择设计强度时一般会选择较高值，如一般高速公路水泥稳定碎石7 d无侧限抗压强度设计值一般介于4.5～5.0 MPa，而施工指导意见中通常对碎石材料要求不高，这就必然导致了高水泥用量，容易造成路面开裂。

在本一级公路采用了优质碎石材料，在选择设计强度时充分考虑到交通量和交通轴载较重这一特点，确定7 d无侧限抗压强度不小于3.5 MPa。在混合料配合比设计中，选取了两种级配进行强度试验，分别采用水泥剂量为3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%%五种配比进行试验。试验结果见表3、表4。

两种级配所用原材料均相同，经过比选，为满足设计强度要求并达到一定的保证率，级配B采用了5.0%的水泥剂量，级配A采用4.5%的水泥剂量，并分别铺筑了各300 m的试验段进行对比。拌和、运输、摊铺、碾压、养生等各项施工工艺均相同，在施工养生满10 d后进行了路况调查。由于前后时间较短，昼夜温差小，可以认为未发生温缩裂缝，路面仅发生了硬化裂缝和干缩裂缝，两种级配结果相差较大。从表3可以看出两种级配比较接近，采用级配B即水泥剂量5.0%的试验段落出现了11条微细的裂缝，其中6条贯通整个半幅路面，5条贯通半幅;而采用级配A即水泥剂量为4.5%的试验段落仅出现了1条微细的裂缝，贯通整个路幅。从两条试验段调查情况看，水泥剂量对硬化开裂和干缩开裂影响是非常显著的，水泥剂量的增加，将导致水稳基层裂缝数量急剧的增加，但其对基层强度的增加影响并不显著，从表4可以看出，两种级配A和B，水泥剂量增加了0.5%，强度均为4.1 MPa，而裂缝数量增加了11倍。