论配合比设计在公路建设施工中的运用

卢斌

摘 要 按照相关施工技术规范及试验规程方法进行水泥稳定土配合比组成设计，最终得到符合规范、且满足设计强度要求的水泥稳定碎石混合料。同时，经试验验证，采用较少的水泥剂量可以较好地获得施工质量及节约成本。本试验基于大悟县某一级公路进行分析。水泥稳定混合料的配合比设计在经济和技术两个方面均对路面工程有较大影响。

关键词 配合比设计 水泥稳定土 强度

中图分类号：TU528 文献标识码：A

近年来，我国的公路建设飞速发展，同时为了适应现在大交通量和重轴载的特点，筑路材料也不断地更新；经过不断研究和实践，以水泥稳定材料（简称半刚性材料）修筑路面结构的基层和底基层，已得到普遍的认同和应用。

在半刚性材料中，水泥稳定混合料是一种经济实用的筑路材料，具有优良的性能，可用于各种类别道路的基层和底基层。由于是以水泥为胶结材料，因此具有良好的力学性能和板体性。与其它半刚性材料相比，水泥稳定混合料具有早期强度高、强度增长快、抗冲刷性能好、原材料来源广泛等优点，非常适合现代重型交通要求。

随着国民经济的迅速发展，公路交通量急剧增加，这对公路路面的主要承重层——基层提出了更高的要求。半刚性基层沥青路面具有良好的力学性能和行车舒适性，适合于各种车辆的通行，同时具有良好的抗滑、抗渗、耐疲劳的性能以及高温稳定性和低温抗裂性，因而受到广泛的应用。水泥稳定土是用水泥做结合料所得混合料的一个广义的名称，水泥稳定砂砾是水泥稳定土的一种。在经过粉碎或原来松散的土中，掺入足量的水泥和水，经拌和得到的混合料在压实和养生后，当其抗压强度符合规定的要求时，称为水泥稳定土，或称半刚性材料。基层作为沥青路面的主要承重层，其强弱和好坏对整个路面的强度、使用质量和使用寿命都有十分重要的影响。配合比的设计对混合料的品质和基层的性能影响甚大，是保证半刚性基层沥青路面整体质量的关键环节。

1骨架材料的要求

强度主要是取决于基层材料的质量。公路等级越高，对材料的要求相应的提高。所以，集料颗粒的最大粒径必须有限制（最大粒径不应超过31.5mm），颗粒愈大在拌合、整平和摊铺时机械容易损坏，混合料更容易产生离析现象，平整度也难以达到更高的要求。因此，在现今普遍采用最大粒径较小的基层材料。但是，给石料的加工带来了难度，相应地也增加了经济支出。因此，我国对低等级公路限制较宽。

但对一级公路和高速公路，由于对其使用性能要求高和投资大，应采用最大粒径较小的集料，以适宜于大面积的机械施工、保证施工质量和延长使用寿命。

2收缩性控制

对高等级公路要注意水泥稳定碎石混合料这种半刚性材料早期产生的收缩性，一是水份蒸发而产生的干缩的程度；二是温度升高或降低而产生温度收缩程度。

水泥稳定碎石在基层铺成后，在不注意的情况下还没有铺筑沥青面层就产生了干缩裂缝，就是按标准及时养护到期后没及时铺筑沥青面层，在太阳光下暴晒2-3d同样会产生干缩裂缝，这种裂缝危害性会向上扩展到面层，造成面层开裂。所以在铺筑沥青面层前采取措施防止半刚性材料的干缩是个十分重要的问题。为此应控制小于0.075mm的颗粒含量以及集料中的粘土含量。应尽量不采用含有塑性指数的细集料。达到控制混合料的收缩系数增大的目的。

水泥稳定粒料的水泥剂量在5.0-6.0%时，其收缩系数最小；超过6%后，混合料的收缩系数增大。为减少混合料的收缩性应控制水泥剂量不超过6%。采取改善粒料级配，可以明显减少因水泥造成的干缩，增加混合料强度和耐久性。

3养生温度和延迟时间

由于温度对水泥稳定土的强度影响很大，原本不合格的材料，因为养生温度过高而变的合格，原本合格的材料，因养生温度过低而试验不合格。因此必须在规定的温度下养生，夏季和冬季都必须采取必要的措施控制标养室的标准规定温度和湿度。

延迟时间的影响：所谓延迟时间是指混合料从加水到路面碾压终了的时间，延迟时间对水泥稳定混合料的强度和所能达到的干密度有明显的影响。延迟时间愈长，混合料的强度和干密度损失越大，试验证明延迟2h，水泥稳定混合料的干密度损失和抗压强度损失与延时前相比都有明显的下降。

因此应采用终凝时间长的水泥，又要规定施工的延迟时间。规范根据我国的国情制定了延迟时间3-4h。为了能合适的确定延迟时间，JTJ034-2000施工技术规范第2·7·2条规定在施工前必须做延迟时间对混合料强度的影响试验，并通过试验确定应该控制的延迟时间。

4确定水泥最佳剂量

比较强度平均值和设计要求值，根据试验结果，水泥剂量为6.0%时试件强度代表值均满足且不低于4.0Mpa设计值要求。

考虑到试验数据偏差和施工中的保证率，对水泥剂量6.0%时强度数据通过公式：R≥Rd /（1-Z€%ZCV）验算，水泥剂量为6.0%强度能够满足设计强度指标要求。

从工程经济性考虑，6.0%的水泥剂量为满足设计强度指标的最小水泥用量；满足规范规定的路面基层抗压强度及压实度的要求，故为此配合比的最佳水泥用量。

试验室目标配合比综合确定为：水泥：集料=6.0：100，混合料的最佳含水量为6.0%，最大干密度为2.217g/cm3，施工时压实度按98%控制。

5注意事项

在配合比设计计算时对集料含水量按烘干至恒重时零计，但在工地施工时集料的含水量要根据实际情况，对上述生产配合比进行调整，得出最终的施工配合比。