水泥稳定碎石底基层配合比设计及试验室控制要点

李伟

摘要：底基层是公路路面工程的重要组成部分，本文结合实例以试验室角度对水泥稳定碎石底基层的配合比设计、施工控制等方面进行了阐述。

关键字：水泥稳定碎石、底基层、配合比设计、试验室质量控制

中图分类号： U416.214 文献标识码：A 文章编号：

Abstract: subbase road is an important part of the project, this paper in view of the laboratory of the cement stable macadam mixture ratio design of subbase construction control, and discussed in this study.

Key word: of the cement stable macadam mixture ratio design of the basic unit, and bottom, laboratory quality control

水泥稳定碎石作为半刚性基层底基层材料，具有强度高、稳定性好、刚度大等特点，被广泛应用于高等级公路建设中。虽然其优点很多，使用范围也比较广泛，但是若对其特点了解不足，施工质量控制不好，就会对路面造成严重的后果。笔者以太原至古交高速公路水泥稳定碎石底基层施工实践为例．浅谈水泥稳定碎石配合比设计及试验室对质量控制要点。

一、 工程概况

太原至古交高速公路项目起点（k0+000）位于太原市万柏林区东社乡袁家庄村，设东社枢纽立交与太原西北环高速公路和兴华街相接；终点（k20+000）位于古交市河口镇河下村。并通过1.977km的一级公路连接线与古交滨河南路相接。

本项目路线全长23.404公里（含东社枢纽主线段1.427公里，连接线1.977公里）。主线按双向四车道高速公路标准建设，设计速度采用80公里/小时，整体路基宽度采用24.5米，分离式路基宽2﹡12.25米。连接线长1.977公里，采用一级公路标准建设，设计速度采用60公里/小时，路基宽度采用20米。水泥混凝土路面结构：重交通方向（太原至古交）采用26cm单层钢筋网水泥混凝土面板+18cm掺40%粉煤灰贫混凝土+20cm水泥稳定碎石；特重交通方向（古交至太原）采用28cm双层钢筋网混凝土路面板+20cm掺40%粉煤灰贫混凝土+20cm水泥稳定碎石；古交连接线路面结构采用28cm双层钢筋网混凝土面板+20cm掺40%粉煤灰贫混凝土+20cm水泥稳定碎石+15cm砂砾垫层；主线收费广场路面结构同特重车道。

底基层采用水泥稳定碎石，水泥剂量在3%-5%之内，最终计量应以实验的7d进水抗压强度符合设计要求为准。水泥、碎石等技术指标同水稳碎石基层材料的要求：

类型 通过下列筛孔的质量百分率（%）

37.5 31.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075

水泥稳定级配碎石 100 93-100 75-90 50-70 29-50 15-35 6-20 0-5

底基层强度要求：在铺筑路面面层和基层之前，首先应对各结构层进行强度试验，必须满足《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）中对抗压强度的要求，对不满足其强度要求的不能铺筑。底基层压实度及7天龄期的无侧限抗压强度见表：

层位 高速公路

压实度（%） 抗压强度（MPa）

底基层 >96% 2.5

二、原材料技术要求

1、水泥：此类结合料对于水泥要求较宽．可采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥等，但禁止使用快硬水泥、旱强水泥及受潮变质的水泥，施工时选用初凝时间3h 以上和终凝时间较长（宜在6h 以上），标号较低的水泥，利于减少收缩裂缝的产生。本标段试验室通过对各厂家比对，选定山西吉港水泥厂成产的P.S.A矿渣硅酸盐水泥。通过抽检，该水泥各项指标满足GB175-2007《通用硅酸盐水泥》各项标准。

2、碎石：项目沿线碎石储量较为丰富，石料强度较高。根据实际对比，选取古交市鑫磊石料厂生产的9.5—31.5mm、4.75—9.5mm、石粉为原材料，通过对碎石取样试验．筛分、表观密度及饱和面干密度、针片状颗粒含量、压碎值等均检测合格。应注重控制集料中小于0．075mm 的颗粒含量，对于粒径小于0.6mm的集料做液限和塑限试验。

3、拌合用水：采用当地汾河水源，满足规范要求。

三、配合比设计

1、矿质混合料组成设计：针对三种集料采用图解法进行配合比组成设计，通过试配调整确定三种集料用量为9.5—31.5mm：4.75—9.5mm：石粉=40：20：40。矿料级配图如下：

2、配料进行标准击实试验：针对级配情况走向分别选用3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%的水泥剂量，含水量预计按照3.0%、4.0%、5.0%、6.0%、7.0%配料进行击实试验，从而确定每种剂量下的混合料最大干密度和最佳含水量如下表：

水泥剂量（%） 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

最大干密度（g/cm3） 2.38 2.39 2.40 2.40 2.41

最佳含水量（%） 4.5 4.6 4.8 5.0 5.0

3、制备无侧限抗压强度试件：根据击实试验结果确定的最大干密度和最佳含水量，按规定要求96 % 的压实度，成型Φ150mm无侧限强度试件（每组13个）。混合料从加入水泥拌和到成型完试件控制在1小时以内，超过1小时的混合料予以废弃。 经静力压实成形的无侧限试件一经脱模称重后，立即采用塑料薄膜包裹放入养护室内养生，养护室温度保持在20℃±2℃ ，湿度≥95%。养生6天后取出试件，去掉薄膜将试件浸入水中，在试压前将试件拿出用软布擦掉表面自由水后将表面稍干称重后试压，得出7天无侧限抗压强度。

水泥剂量（%） 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

无侧限抗压强度均值（MPa） 2.6 3.3 4.1 4.5 5.2

Rd/(1-Za×Cv) 2.7 3.1 2.9 2.8 3.1

根据试件强度情况，灰剂量3.5%以上即能满足要求，结合JTJ034—20O0《公路路面基层施工技术规范》对集中厂拌水泥剂量需增加0.5％，考虑运输、摊铺过程中水分散失等因素最佳含水量增加1%，經调整后得施工配合比为：水泥剂量4.0％，最大干密度为2．40g/cm3，最佳含水量控制在5.8％左右。

四、试验室控制要点

1、原材料方面

对于进场原材料应根据规范要求检验频率进行检测，注意取样的代表性问题。如材料级配发生变化，应及时调整比例，料源发生变化重新进行配合比试验。由于进料量较大，应注重料场的堆放布置，避免混杂。如遇到雨雪天气，应对原料进行覆盖，避免含水量变化较大，并及时掌握各类集料含水量一手数据。

2、拌合运输方面：

在铺筑试验段前应做好相应的准备工作，包括对拌合站的标定工作，确保其骨料、粉料、水等各种物料的配合比精度；严格按照配合比例进行生产拌合，严禁混合料直接投放在运输卡车中，安排专人指挥运输车辆，前后移动卡车，分层装铺混合料，减少离析。及时将混合料运输到施工现场进行施工，运输车辆要加盖蓬布，减少水份蒸发。运输车辆要与拌合机生产能力相匹配，避免车辆太少摊铺机等料，车辆太多运输车辆排队卸料现象。

3、现场检测方面

通过EDTA滴定试验检查水泥用量，严格控制灰剂量，保证满足配合比设计要求，水泥剂量太小，不能保证水泥稳定土的施工质量，而剂量太大，既不经济，还会使底基层的裂缝增多、增宽；通过灌砂法试验控制碾压效果，保证压实度满足96%要求。

4、强度测评方面

现场取料，采用静压方式制作无侧限抗压强度试件，标准养护6d浸水1d测定试件强度；由于标养试件不能完全反映现场实际情况，可按规范要求钻取芯样，如能顺利取出芯样则表明强度满足要求。

五、结束语

工地试验室在工程中起着指导施工与控制质量的重要作用，应严格按照施工技术规范、试验规程开展试验检测工作。控制混合料各项技术参数，如：混合料级配、水泥剂量、含水量，以及压实度、无侧限抗压强度等，提高质量意识，发挥其客观、公正、科学作用，，创造合格工程优良工程。

参考文献：

1、水泥稳定基层施工与质量控制 高峻峰，李宏伟，孙秀丽 黑龙江交通科技2005年第3期

2、水泥稳定碎石基层配合比设计及施工质量的控制 宁丽,霍善学 科技信息2008年第3O期

3、水泥稳定碎石配合比设计方法的研究 郭永雄 山西交通科技 2011年10月

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。