骨架密实型水泥稳定碎石性能影响因素研究

李明洁

（上海市政工程检测中心有限公司，上海市 200014）

0 引言

骨架密实型水泥稳定碎石虽具有强度高、刚度大、整体性强、水泥稳定碎石性和抗冻性好以及抗行车疲劳性能较好的特点，也是我国目前主流的基层结构形式，为了进一步了解含水量、水泥剂量、集料类型等因素对水泥稳定碎石性能的影响，依据相关试验规范展开了一系列相关试验研究[1-4]。

1 水泥剂量对水泥稳定碎石强度的影响研究

采用表1所列的三种级配的骨架密实型水泥稳定碎石进行混合料性能的对比试验研究，三种级配4.75 mm的通过率分别是25%、30%、35%。

表1 骨架密实型水泥稳定碎石级配组成表

由表2和图1可见三种不同级配水泥稳定碎石的比对结果表明：随着水泥剂量增加，水泥稳定碎石的最大干密度越大。

表2 水泥稳定碎石混合料击实试验结果汇总表

图1 不同4.75 mm通过率下击实最大干密度随水泥剂量变化曲线图

表3为相同级配不同水泥剂量下的无侧限抗压强度，所研究的三种级配试验结果表明：随着水泥剂量增加，水泥稳定碎石的无侧限抗压强度越大。

表4为相同级配不同水泥剂量下的劈裂强度，所研究的三种级配试验结果表明：随着水泥剂量增加，水泥稳定碎石的劈裂强度越大。

表3 混合料7 d无侧限抗压强度试验结果（振动法成型）

表4 混合料7 d劈裂强度试验结果（振动法成型）

2 不同集料种类对水泥稳定碎石强度的影响研究

对于不同集料种类对水泥稳定碎石强度的影响，在以往的研究中该内容相对较少，其实水泥稳定碎石强度的大小与集料的岩石种类有着明显的关系。本次研究水泥稳定碎石的强度选用石灰岩和玄武岩进行比对，表5为石灰岩、玄武岩的级配。

表5 用于水泥稳定碎石的石灰岩和玄武岩级配

不同集料种类的最佳含水量及最大干密度见表 6、表 7和图 2、图 3。

表6 石灰岩水泥稳定碎石混合料击实试验结果

表7 玄武岩水泥稳定碎石混合料击实试验结果

图2 两种集料种类-最佳含水量比较

图3 两种集料种类-振动成型法最大干密度变化曲线

图2和图3表明，在各水泥掺量下的最佳含水量和最大干密度，两种集料种类的比较结果表明：玄武岩最佳含水量均大于石灰岩，且两种集料种类的最佳含水量变化规律一致，而最大干密度的比较结果为：石灰岩大于玄武岩，变化规律也趋同。

根据上述试验结果对不同集料种类的7 d无侧限抗压强度（振动压实法）进行试验比较，试验结果见表8、表9、图4。

表8 石灰岩水泥稳定碎石混合料7 d振动法成型强度

表9 玄武岩水泥稳定碎石混合料7 d振动法成型强度

图4 不同集料类型-强度变化曲线

从表8、表9和图4可知，两种不同集料种类的水泥稳定碎石无侧限抗压强度，均随着水泥剂量的增加而增加。

玄武岩水泥稳定碎石的强度变异系数与水泥剂量呈现正相关的关系。因此玄武岩水泥稳定碎石的强度开始时逐渐增加，水泥剂量达到4.0%时，玄武岩的强度代表值增加减缓。石灰岩水泥稳定碎石的强度变异系数与水泥剂量的变化呈现逆相关关系，因此其强度代表值是一条单增曲线。

3 水泥稳定碎石抗干燥收缩性能影响因素研究

选取4.75 mm通过率为30%的级配进行干缩试验，试验组合见表10。

表10 干缩试验组合

由图5可知，3.5%水泥含量下，最佳含水量下的干缩系数最小，最佳含水量-1%下的干缩系数最大；4%水泥含量下，最佳含水量-1%下的干缩系数最小；4.5%水泥含量下，最佳含水量-1%下的干缩系数最小。

图5 含水量对干缩系数影响曲线图

图6 水泥剂量对干缩系数影响曲线图

由图6可知，最佳含水量下随着水泥含量的增加，干缩系数变大。

4 结语

研究了含水量、水泥剂量、集料类型等因素对骨架密实型水泥稳定碎石性能的影响，得到如下结论：

（1）对于同样的级配，水泥剂量越大，最大干密度、无侧限抗压强度、劈裂强度和干温缩变形越大。

（2）压实含水量和水泥剂量会影响水泥稳定碎石基层中的结合水的含量，进而对混合料的干缩特性造成影响。最佳含水量下随着水泥含量的增加，干缩系数变大。