路面水稳基层的组成设计与设计要点

2017-05-18王青美

四川水泥 2017年5期

关键词：侧限集料含水率

王青美

（常州市恒正交通工程试验检测中心有限公司江苏常州 213000）

路面水稳基层的组成设计与设计要点

王青美

（常州市恒正交通工程试验检测中心有限公司江苏常州 213000）

水泥稳定碎石（以下简称水稳）作为路面基层，其特点为整体强度高、抗裂性较好、收缩系数小，因此越来越广泛地应用到公路工程中去，本文就其组成设计与设计要点进行阐述。

水稳；组成设计；设计要点

1 水稳具备的特点

1.1优点：

（1）水稳粗集料较多，细集料偏少，收缩系数较小，抗裂性较好；

（2）无侧限抗压强度略低，形成骨架嵌挤结构后，整体强度较高；

(3) 适用于大面积摊铺，机械化施工效率高、效果好；

1.2缺点：

(1) 现场施工衔接较为紧凑，且需要施工人员有较强的责任心；

(2) 对各种原材料的要求高，对质量、稳定性均有要求；

2 水稳混合料的组成设计

2.1组成设计的原则，宜做到“三个控制”：

“控制一”在满足规范及图纸对强度要求的基础上控制水泥用量；

“控制二”既要减少各种集料含泥量，又要对细集料的用量比例进行掌控；

“控制三”根据施工时的实际天气、温湿度的不同情况，对混合料的含水量进行掌控。

2.2材料组成

2.2.1 水泥

应首先考虑生产量较大、信誉度好的大生产厂家，在符合条件的厂家中挑选旋窖水泥。挑选水泥具有严格标准，挑选水泥强度等级较低的复合缓凝水泥，其强度为32.5级，严禁使用已经变质、受潮、放置时间较长、及掺有早强剂的水泥。水泥的初凝时间、终凝时间分别在不低于3小时和不低于6小时。建议根据现场施工气候及料车运输时间综合考虑，夏天宜使用初凝时间≧5h，终凝时间≧6h的水泥，冬天宜使用初凝时间≧4.5h，终凝时间≧6.5h的水泥。

2.2.2 集料

2.2.2.1 石灰岩通常是集料选用的的材质，大致分为四种不同粒径范围。9.5-31.5mm（1#料）、4.75-9.5mm（2#料）、2.36-4.75mm（3#料）、2.36mm以下（4#料）。1#、2#料为粗集料，3#、4#料为细集料。

2.2.2.2 粗集料的要求：压碎值，针片状的粒径要求不大于25%、20%，0.075mm通过率不大于2.0%。细集料的要求；3#料0.075mm通过率不大于3.0%，4#料0.075mm通过率不大于15%（宜不大于13%），对集料中0.6mm粒径以下的颗粒必须检测其液塑限，同时要求液限小于等于28%，塑性指数小于等于5。

2.2.2.3 集料质量的好坏将直接影响到工程质量的优劣，笔者经过几年的设计经验对集料的选择、细集料的控制、到场材料的保护这三方面有着自己的体会，叙述如下：

① 集料的选择加工工艺基本分为两种方法；其一，第一次破碎时采用颚式破碎机破碎，其二，第二次破碎是颚式破碎机破碎在先，而后采用反击式破碎。前者为生产规模较小的加工工艺，后者为相对生产规模较大的加工工艺。针对生产工艺的不同，我们在浙江地区同一座山选取两家石料加工厂分别采用一次破碎和二次破碎加工而成的材料进行检测，检测结果如下,级配；由于加工厂的筛网尺寸被我部统一，所以级配大体一致，压碎值；一破22.3%，二破21.5%，针片状含量；一破17.6%，二破13.4%。从以上检测数据可以看出，压碎值变化较小、针片状含量相差较大，针片状含量的多少将直接与混合料的强度形成产生直接关系，所以在有条件的情况下，选用二次破碎工艺加工的材料。

② 细集料的控制规范及图纸要求做液塑限和级配筛分试验，其目的分别是控制细集料中的粘性土和0.075mm通过率（粉料含量）。我们经过试验证明在以上两项指标都达到要求的情况下，无侧限强度仍然偏低，于是检测细集料的砂当量指标只有25%，说明此材料中粘性土含量并不高但是杂质含量却很高，才导致强度偏低。通过无侧限试验数据分析，试件强度随砂当量的增大而增加（砂当量试验能更好的反映细集料的特性，且试验结果可以覆盖液塑限）。砂当量指标控制在≥50%为宜。同时0.075mm通过率（粉料含量）不宜过多，过多会导致干缩裂缝的产生，所以粉料含量控制在≤13%左右为宜，但在砂当量指标较高的情况下，0.075mm通过率可以适当放宽，前提是保证合成后的0.075mm通过率不超标。所以细集料的质量控制应从上述几个方面进行。

③ 到场材料的控制为了避免集料二次污染和由于雨天造成粉料遇水会出现团、粘结等现象，使其在拌合楼下料过程中出现堵塞，影响配合比数据，要求对粉料存放的地点进行垫高、搭棚、覆盖等措施。

2.2.3 水

饮用水、自来水都可以使用，但对水源发生异议或水源有问题时，应及时委托有资质的检测部门对其进行检测。

2.3组成设计

采用图解法或试算法对选定的材料进行级配组成分析，同时对各种材料单级配集料的比例关系进行计算，通过试算将其级配区间调整与规范级配的中值相接近，略偏下限。确定比例时应考虑26.5mm筛孔的通过率走上限（减少施工现场离析现象的发生）。此外，在混合料的级配中，考虑到粗集料（≥4.75mm）是形成石-石嵌挤结构的部分，故在进行水稳配合比设计时，以4.75mm筛孔做为一个参考标准。

通过下列方筛孔(mm)的质量百分率（%）层位31.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075基层100 68～8638～58 22～32 16～288～150～3

2.3.1 水泥剂量的确定

水泥一般采用缓凝型32.5或42.5级普通硅酸盐水泥，3.5-5.0%的剂量，拌合站生产控制时提高0.5%。若施工的温度较高，在该条件下水泥的凝结时间缩短很多，故水泥剂量采用低限。水泥剂量是根据室内试验的检测结果与具体的实际施工条件来综合确定的。

2.3.2 最大干密度和最佳含水率的确定

水稳的最大干密度一般在2.25-2.40g/cm3之间（重型击实法），最佳含水率通常在4.5-5.5%之间。

2.3.3 无侧限抗压强度的确定

无侧限抗压强度的确定需要拌制水稳混合料，水稳混合料需要根据以确定的最大干密度、最佳含水量进行拌制。并依据规定的98%压实度进行制备混合料试件，制件完成后需对其进行养护，标准养护周期为七天，前六天在标准养护室养护，最后一天进行浸水养护，养护周期结束后对其进行无侧限抗压强度试验。并根据无侧限抗压强度代表值R代大于设计值为前提，进行水泥用量的确定。

2.3.4 试验室配合比的确定

取各项指标符合规范及设计要求的最佳配合比作为水稳的试验室配合比。

2.3.5 生产配合比的确定

根据每天生产前测定的集料含水量换算每天的生产配合比。拌合楼操作人员应准确输入试验室递交的生产配合比比例，禁止私自篡改生产配合比比例。