施 磊

(辽宁省交通厅公路管理局，辽宁 沈阳 110005)



水泥剂量及级配对水稳碎石抗压强度的影响

施 磊

(辽宁省交通厅公路管理局，辽宁 沈阳 110005)

通过试验，研究了不同水泥掺量的水泥稳定碎石的无侧限抗压强度，分析了不同水泥掺量对水泥稳定碎石基层力学性质的影响规律，为沥青路面反射裂缝成因分析及防治技术研究提供参考依据。

水泥稳定碎石，无侧限抗压强度，水泥掺量，反射裂缝

0 引言

近年来，我国公路交通事业得到迅速发展，为国民经济和社会发展提供了有力的交通保障。随着重载交通的日益增长，半刚性基层沥青路面以其各方面优点满足了公路建设经济与技术方面的要求，在我国公路建设中得到了广泛的应用[1]。但是其自身却存在着严重缺陷，主要表现为沥青路面反射性裂缝及其衍生出的一系列问题。对于沥青路面反射裂缝成因分析及防治技术相关问题的研究，水泥稳定碎石无侧限抗压强度是其中重要的部分之一。本文分别采用水泥掺量为3%，4%和4.5%水泥稳定碎石，进行无侧限抗压强度试验，就水泥掺量的不同对水泥稳定碎石无侧限抗压强度的影响进行研究分析。得出不同水泥掺量对水泥稳定碎石基层力学性质的影响及影响规律。并且为沥青路面反射裂缝成因分析及防治技术研究室内试验中试件制备提供参考价值。

1 水泥稳定碎石结构设计

1.1 混合料中碎石的级配设计

水泥稳定级配碎石作为基层材料，其抗裂性能取决于水泥稳定碎石混合料的组成及结构，包括原材料性能、矿料级配等。而良好的矿料级配对水泥稳定碎石抗裂性能的提高具有重要的作用。因此可通过对影响水泥稳定碎石抗裂性能的各方面因素进行控制，尤其是确定合理的矿料级配，来提高水泥稳定碎石基层混合料抗裂性能。针对水泥稳定碎石和级配碎石特点，对级配进行综合优化并针对我省路面状况提出试验路的级配范围。

1.2 水泥掺量设计

现通过对其数据的分析对比可得：随基层水泥掺量下降，百米裂缝数呈明显下降趋势，试验路段每百米裂缝数量，相比于对比路段水泥掺量为4%和4.5%的，呈现出明显减少的趋势，说明降低水泥掺量对抑制路面反射裂缝的作用是十分明显的。随着时间及荷载作用的增长，通过试验分析对比可知：水泥掺量在2%～4%之间时，分析得出掺量为3%的效果较好，其具体级配范围(Ⅰ型)如表1所示，4%和4.5%剂量的水泥稳定碎石级配范围(Ⅱ型)采用JTG D50—2006公路沥青路面设计规范悬浮密实型水泥稳定类集料级配见表2。

表1 低水泥剂量稳定级配碎石级配范围(Ⅰ型)

表2 水泥稳定级配碎石级配范围(Ⅱ型)

2 试验设计

2.1 试验方案

为了进行更好地对比，本文选取新民叶苗线和抚顺宝上线两段试验路进行取料试验，分别对3%，4%，4.5%水泥掺量的试件进行无侧限抗压试验。根据试验结果对比分析不同水泥掺量无侧限抗压强度的大小以及何种级配具有更佳的力学性能。

2.2 试验方法

无机结合料无侧限抗压强度试验是按照JTG E51—2009公路工程无机结合料稳定材料试验规程[2]中无机结合稳定材料无侧限抗压强度试验方法(T0805—1994)来制作。为了保证试验结果的可靠性和准确性，每组试件的个数不应少于13个。

2.3 试验过程

首先，按照JTG E51—2009公路工程无机结合料稳定材料试验规程[2]中(T0804—1994)给出的方法来完成击实试验。以此确定水泥稳定碎石无机结合料的最大干密度和最优含水率。

然后，按照JTG E51—2009公路工程无机结合料稳定材料试验规程中(T0843—2009)的方法制作无侧限抗压强度圆柱形试件。我们采用粗集料，试件尺寸为直径150 mm×高150 mm，为研究不同水泥掺量对水泥稳定碎石基层力学性质的影响及影响规律，本试验分别对试件掺入3%，4%，4.5%的水泥进行无侧限抗压试验。

试件制作完成后，放置3 h～4 h后进行脱模，试件称量后应立即放入塑料袋中或使用塑料薄膜进行封闭保存，同时使用潮湿的毛巾覆盖在表面，放入养生室内。养护过程如图1所示。20 ℃的条件下潮湿养护6 d，浸水1 d后做7 d龄期的无侧限抗压强度试验[3]。

在进行无侧限抗压强度试验之前，应先将试件的两端各抹一层甘油和滑石粉的混合物并用蜡油密封，以减小摩擦力。

然后，将试件放在万能试验机的底座上，操作仪器，使底座缓慢上升，试样与加压板刚好接触，将测力计读数调整为零。根据试样的软硬程度选用不同量程的测力计，进行抗压强度试验。试验过程中，应保持加载速率为1 mm/min。记录试件破坏时的最大压力。图2为万能试验机的仪器。

当仪器读数出现峰值时，继续进行3%～5%的应变后停止试验，试验结束，取下试样，描述试样破坏后的形状。无侧限抗压压完的试件如图3所示。

3 试验数据

经试验得出的数据如表3～表5所示。

表3 低水泥无侧限抗压强度试验数据

表4 4%水泥无侧限抗压强度试验数据

表5 4.5%水泥无侧限抗压强度试验数据

运用origin软件对表中得出的试验数据进行分析，得到如图4所示的对比曲线。

4 结语

从表4，表5及图4可以知道，水泥掺量为4%时，叶苗线和宝上线无侧限抗压强度分别为2.76 MPa和3.63 MPa，水泥掺量为4.5%时，叶苗线和宝上线无侧限抗压强度分别为3.16 MPa和4.02 MPa。由此可得，同种级配下随着水泥剂量的增加，7 d无侧限抗压强度呈增长趋势。

由于低水泥剂量稳定级配碎石和4%，4.5%水泥稳定碎石采用不同级配，Ⅰ型和Ⅱ型级配特点不同，3%低水泥剂量稳定级配碎石所用级配(Ⅰ型)叶苗线抗压强度是3.07 MPa，宝上线抗压强度是3.65 MPa，而4%水泥稳定碎石所用级配(Ⅱ型)叶苗线和宝上线分别为2.76 MPa和3.63 MPa，得出3%低水泥抗压强度均大于4%剂量的抗压强度，这说明级配(Ⅰ型)强度高于级配(Ⅱ型)强度，级配(Ⅰ型)具有更优的力学性能。

分析得出了不同水泥掺量对水泥稳定碎石基层力学性质的影响及影响规律，并且为沥青路面反射裂缝成因分析及防治技术研究室内试验中试件制备提供参考。

[1] 张 毅.水泥稳定碎石配合比及无侧限抗压强度的完整性[J].山西建筑,2014，40(34)：125-126.

[2] JTG E51—2009，公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].

[3] 陈伟东，陈 伟，刘运兰.水泥稳定碎石无侧限抗压强度影响因素试验研究[J].施工技术,2014(11):72-75.

Effect of cement dosage on unconfined compressive strength of cement stabilized crushed stone

Shi Lei

(RoadAdministrativeBureau,LiaoningJiaotongDivision,Shenyang110005,China)

The unconfined compressive strength of cement stabilized crushed stone with different cement content was studied by test, analysis different cement dosage effect on the mechanical properties of cement stabilized macadam base and the influence law， and provide reference for the research on the cause of formation and prevention of reflection cracks in the asphalt pavement.

cement stabilized crushed stone, unconfined compressive strength, cement content, reflection crack

1009-6825(2016)13-0121-03

2016-02-26

施 磊(1982- )，男，工程师

TU525

A