大温差下水稳基层的温缩性能测试

刘 帆 赵中奇 孙海霞

1中交路桥北方有限公司（100000） 2中交路桥建设有限公司（101149） 3沈阳工业大学（110870）

半刚性基层的缺点是抗变形能力差,在温度和湿度变化时发生收缩,从而形成反射裂缝,严重影响路面的耐久性能[1]。所以应该科学地进行材料配合比设计，把裂缝减少到最低程度。文章通过干缩试验来考虑水泥剂量的选择、骨料的搭配，从而避免结构产生过大的收缩应力和过多的收缩裂缝。

1 试验半刚性基层材料选择

结合施工规范的强度要求,某项目依托连霍高速（G30）新疆境内乌鲁木齐至奎屯改扩建项目第WKGJ-4标段的路面工程，选取高速公路三标水泥稳定料场的级配砂砾进行胶结料与集料比例分析。该试验中，水泥主要采用新疆乌鲁木齐五家渠青松建材有限责任有限公司生产的“青松”牌复合32.5硅酸盐水泥和普通42.5硅酸盐水泥。

2 集料与集配类型

目前按照水泥稳定材料级配范围的规定，级配范围采用 《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2017）中的骨架密实型和悬浮密实型级配。本项目对水泥和集料的相关技术指标进行了现场试验检测，各项指标均满足《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034—2000）。

3 水稳砂砾试件制备

为了与击实成型下水稳材料的特性一致，采用重型击实的方法确定水稳砂砾的最佳含水量及最大干密度，试验结果见表1。

表1 最佳含水量及密度

4 干缩性能研究

4.1 干缩试验准备

按最佳含水量和最大干密度制备混合料，闷料4 h后，按所需混合料质量制作100 mm×100 mm×400 mm的梁式试件。脱模后放入养护室，保温、保湿养护到规定时间，然后进行干缩试验。制作标准试件，经过7 d保湿养护后取出，把试件编号，每个类型做6个试件，并在每个试件表面安装测头，放在自然通风环境下风干。本次试验室内温度基本保持在17℃～25℃，观测不同试件随着风干时间增加其重量变化和收缩变形，直至小梁试件含水量不再减小，体积基本保持不变为止。试验时，将小梁横放于干缩试验架上，底面放置金属杆，使小梁可以自由伸缩（如图1所示）。将其一端放置千分表，每隔1 d读取千分表度数变化及试件失水量，将失水量与最终干梁质量的比值定义为失水率。4.2试验结果分析

图1、2为不同品种水泥掺量、级配类型干缩系数随时间变化趋势。

图1 悬浮密实型干缩系数

图2 骨架密实型干缩系数

5 结语

由图1、2可知，水泥稳定砂砾的干缩应变随试验时间延长而增大。前7 d由于混合料中水分散失的影响，在试验初期干缩应变的增加幅度较大，7～15 d干缩应变的增加趋势逐渐减缓。在水泥用量相同时，骨架密实结构干缩变化最小，悬浮密实结构最大。

在相同级配条件下，不同类型的水泥标号会对水泥稳定碎石的干缩应变产生影响。相同环境下，掺有42.5普通硅酸盐水泥的梁试件的干缩应变要比掺有32.5复合硅酸盐水泥的梁试件的干缩应变更大一些。

同种集料级配下，随着水泥含量的增加，水泥稳定碎石干缩系数会随之增大,路基抗裂性能也随之下降,如水泥剂量6%的水泥稳定碎石干缩系数大于水泥剂量4%的水泥稳定碎石。