以设计改善水泥稳定碎石基层的裂缝问题

胡铖

【摘要】 水泥稳定碎石基层的优势是非常明显的，不仅具有一定的强度和刚度，同时还具有良好的水稳性，因而在公路建设中的应用十分广泛。但是通过这几年的实际情况来看，水泥稳定碎石基层极容易出现裂缝，严重影响了公路的使用寿命。本文从基本概念入手，通过原材料的选用分析了不同配合比对各类建筑工程的作用。

【关键词】 集料选择；配合比；优化设计；实验分析

0.前言

基层主要指的是在面层下面，和面层共同将车轮荷载的反复作用传布到底基层、垫层和土基中，起主要承重作用的层次。在对基层材料性能不断研究的过程中，公路建设对基层材料技术的要求也在逐渐提高，也开始意识到水泥稳定碎石基层配合比优化设计的重要性，不仅可以在很大程度上改善材料的性能，同时还能降低基层出现裂缝的可能性。由此可见，根据不同的自然环境条件和交通条件来选择设计合适的配合比在公路的建设过程中显得尤为重要。

1.水泥稳定碎石基层的基本概述

通过多年实践经验的积累和研究，水泥稳定碎石已然成为高速公路路面结构基层材料的首选，同时水泥稳定碎石基层的刚度和强度也能够满足公路建设的需要。其中美中不足的是，周围的环境对水泥稳定碎石这种材料的影响是非常大的，如果没有进行合理的设计，就会导致基层出现裂缝，这也是急需解决的问题。综合而言，水泥稳定碎石基层需要满足以下几个方面的要求。其一是具有良好的强度和刚度，基层要经受车辆的反复碾压，因而强度和刚度是其必备的性能，水泥穩定碎石基层的强度主要指的是水泥稳定碎石混合料的综合强度以及石料的强度，同时需要注意的是基层的刚度要和面层的刚度相协调。其二是水稳性，对于自然环境较为恶劣的地区，尤其是多雨多雪的地区，基层将会长期被未蒸发的水分浸泡，因而这就对水泥稳定碎石基层的水稳性提出了更高的要求。其三是抗冲刷性，通过研究发现，道路中形成的唧泥现象和基层的抗冲刷行有着重要的联系，一般都是由基层材料的性能所决定的，因而为了尽可能的避免唧泥现象的出现，需要提高水泥稳定碎石基层的抗冲刷性。其四是抗开裂性，一般来说基层的收缩开裂主要包括温度收缩和干燥收缩，其中温度收缩相较而言更为重要。其五是抗疲劳性，当车辆的荷载超过一定的限制以后，就有可能导致基层出现开裂的情况，因而水泥稳定碎石基层需要具有很高的抗疲劳性。

2.原材料的选择

原材料的质量对水泥稳定碎石基层的质量有着关键性的影响，因而选择原材料的时候，不仅需要满足基层建设的要求，同时还需要满足相关规范和标准。水泥稳定对碎石基层的原材料主要包括水泥和集料。

2.1 水泥

水泥是各种混合料的结合料，因而保证水泥的质量尤为关键。为了保证水泥稳定碎石基层的强度和刚度，要对水泥的质量进行严格的控制，严禁使用伪劣以及产品质量存在问题的水泥。在此次项目中，选择的是强度等级为 32.5MPa 的普通硅酸水泥。在使用前对其进行检查，符合相关规范的要求。通过水泥物理治疗的检验结果分析，水泥的细度在 1.7%，安定性检测合格，初凝时间为 218 分钟，终凝时间为 316 分钟，抗弯拉强度为 3.9MPa，抗压强度为 16.5MPa。

2.2 集料

在此次项目中，主要选择了三种不同规格的集料，所有的指标均符合相关标准的要求。

2.3 集料配合比设计

根据相关规范标准，对拟设计级配 A、B 来进行实验

3.配合比的优化设计

3.1 强度试验分析

对于不同剂量的水泥进行强度试验，在重型击实法和振动击实法的基础上来确定混合料的干密度和最佳含水量。并且在这种情况下制作出碎石试件，对其进行测试。根据测试结果的分析，水泥的剂量是影响碎石强度的重要因素，同时在相同剂量的情况下，B 级配试件的强度更高。此外，振动击实法下的试件的含水量和干密度都有着不同程度的增加，试件的强度也有所增加。

3.2 干缩性实验分析

在进行干缩性实验的过程中，主要采用的是振动法和静压法来制作试件。首先需要在标准的养护室内进行保湿养护，其次是在天然湿度的情况下自然风干，通过相应的计算方式来确定试件的干缩系数。根据实验结果的分析，水泥稳定碎石基层的干缩性在开始的几天内受环境的影响是比较大的，其干缩系数的变化比较大，而在后期这种变化比较平稳。因而在水泥稳定碎石基层建设的初期，需要对其失水量进行控制来尽可能的避免基层开裂情况的出现。此外，振动法和静压法进行比较来说，振动法成型试件的干缩系数变化相较而言更小，这就需要我们在基层建设的过程中要控制细集料的含量。

3.3 温缩性实验分析

将水泥剂量为 3.0%以及水泥稳定碎石混合料进行温缩性的实验，同样采用的是振动法和静压法成型试件。首先是对试件进行一定时间的养护，然后利用相关的仪器来进行测试。将初始的温度设置在 20℃，在每下降 5℃且静置 6 小时以后对温缩系数进行测试。根据实验结果分析，水泥稳定碎石基层的温缩应变随着温度的下降而增加，抗温缩性随之降低。在大多数情况下，振动法成型试件的温缩系数都要低于静压法。

4.结束语

通过对上述水泥稳定碎石基层配合比优化设计的分析可以知道，同级配以及相同水泥剂量下，水泥稳定碎石振动法成型试件的强度相较而言更高，同时其干缩系数与水泥剂量成正比。因而在选择水泥剂量的时候要注重强度和干缩性两方面的考察。此外，对细集料的含量进行控制可以有效的提高水泥稳定碎石基层的强度，其抗开裂性也会有很大的提高。

参考文献

[1] 陈玉龙；基础建筑稳定碎石基层施工质量控制[J]；现代装饰（理论；2011（02）

[2] 邓超；道路水泥稳定碎石基层施工分析[J]；江西建材；2014（18）

[3] 杨明；同步碎石封层作用机理及结构力学响应[J]；交通世界（建养.机械）；2014（03）

[4] 李冰；公路水泥稳定碎石基层施工质量控制[J]；交通世界（建养.机械）；2014（05）