张 文 霞

(山西施宇公路工程质量检测有限公司，山西 大同 037011)

1 材料性能的分析

水泥稳定碎石材料的性能直接影响着水泥稳定碎石的使用寿命，对材料的分析有助于提高配合比设计的合理性和实用性。

1.1 水泥的性能

采用山西省潞城市卓越水泥有限公司生产的矿渣硅酸盐水泥P.S.A32.5，技术指标见表1。

从表1中可以看出终凝时间为380 min，规范要求大于360 min且小于600 min[1]。终凝时间的长短对施工过程中的水泥稳定碎石是有一定的影响。这主要是考虑当地的施工环境，最远施工距离造成的最大施工时间以及特殊情况下施工时间的长短。由于本工程只属于改扩建工程，施工道路相对顺畅、施工干扰较少。在满足施工质量的前提下，可以与水泥厂结合确定终凝时间。结合当地的类似工程的经验，确定终凝时间为380 min，属于合理数据，便于施工。

水泥采用矿渣硅酸盐水泥P.S.A32.5，本身此种水泥与水反应的时候产生的水化热较少，对于减少路面的裂缝是有利的一面。

水泥的3 d 抗压强度为17 MPa,对水泥稳定碎石成型的时间有一定的影响。采用普通硅酸盐水泥P.O42.5，3 d胶砂强度在20 MPa～27 MPa之间，水泥剂量一般在3.8%左右的时候，7 d无侧限抗压强度一般在4.0 MPa～4.5 MPa附近，路面最早成型的时间一般为2.5 d～3 d。而采用矿渣硅酸盐水泥P.S.A32.5水泥剂量一般在4.0%左右的时候，7 d无侧限抗压强度一般在4.0 MPa～4.5 MPa附近，路面最早成型的时间一般为3 d。二者成型的时间大致相等。但是在路面产生裂缝的数量和成本造价方面，采用矿渣硅酸盐水泥P.S.A32.5具有一定的优势，因此综合考虑采用矿渣硅酸盐水泥P.S.A32.5是有一定的合理性。

表1 水泥物理力学性能试验结果

1.2 碎石的分析

该工程采用粗集料为潞城市鑫光工贸有限公司生产的19 mm～26.5 mm，9.5 mm～19 mm，4.75 mm～9.5 mm碎石；细集料采用潞城市鑫光工贸有限公司生产的0 mm～4.75 mm石屑；水采用饮用水。碎石的压碎值为21.5%，石灰岩碎石的压碎值一般为17%～19%之间，说明此种岩石在施工过程中容易产生一些碎末。针片状为9.8%，说明颗粒比较方正。粗集料小于0.075 mm颗粒含量最大为0.8%。说明粗集料比较洁净，细集料塑性指数为3，说明材料的杂质较少。小于0.075 mm颗粒含量为10.8%，粉尘含量也符合规范要求，属于较好的材料。综合分析碎石的质量比较稳定，唯一的缺陷就是粗集料碎石的压碎值偏大一些，因此在施工过程中要考虑碾压工艺的影响。

2 目标配合比设计的分析

根据JTG/T F20—2015公路路面基层施工技术细则和《山西省黎城(冀晋界)至长治公路改扩建工程两阶段施工图设计(第一册)》的要求，上基层水泥稳定碎石目标配合比为碎石混合料中外掺4.0%水泥剂量，碎石混合料比例为19 mm～26.5 mm碎石∶9.5 mm～19 mm碎石∶4.75 mm～9.5 mm碎石∶石屑=18∶19∶27∶36，其最大干密度为2.350 g/cm3，最佳含水率为5.0%，施工时的压实度按不小于98%控制。设计的合成级配见表2。

表2 水泥稳定碎石设计的合成级配数据表

以上数据符合常规的实践数据，级配设计方面19.0 mm筛孔的通过量在82.7%。路面大颗粒不易聚集。4.75 mm，2.36 mm筛孔通过量的数值说明粗细集料搭配合理。0.075 m颗粒的通过量为4.0%，说明粉尘含量较少，有利于减少路面的裂缝，因此设计配合比合理。

3 生产配合比设计的分析

生产配合比是接近生产的最后一步，控制施工参数也是确保生产的关键因素。生产配合比阶段对材料的稳定性以及上料速率进行标定成为质量控制的第一个基础要点。调试上料速率的时候注意对拌和机设定的技术参数、输送带的输出量大小进行观察。对于电机外壳的温度、皮带的偏移量、磨损量、上料顺序进行监测，以上措施都是保证冷料上料速度的均匀性。第二个基础要点是控制水泥剂量延迟时间、EDTA消耗量以及最佳水泥剂量强度和干密度的变化情况。根据延迟时间—强度、密度关系曲线，当混合料放置1 h，混合料的强度与干密度的变化不是很明显。当放置3 h后混合料的强度及干密度有所降低但幅度不大。当放置5 h后混合料的强度及干密度显著降低。所以施工期间延迟时间应控制在3 h左右。

在施工过程中水泥稳定碎石的含水量要求在最佳含水量±0.5%的偏差，这样我们是在5.0%的最佳含水量的情况下进行的，因此在施工过程中还要考虑含水量波动的最低和最高限强度和密度的变化情况、车辆的运距的长短、当地的风力以及气温状况。本设计在目标配合比中5%的最佳含水量时混合料无侧限抗压强度代表值为4.6 MPa,在施工的过程中最佳含水量以控制在最佳含水量的下限，但是同时要考虑混合料延迟时间对强度和密度的影响。施工过程中由于施工碾压机械的压实功要大于室内实验的击实功。另外也要确定施工机械碾压组合的过程中要考虑石料的压碎值状况，因此在施工过程中控制最佳含水量为4.7%～5.1%为宜。

通过以上配合比设计需要在试验路段上铺筑试验段，验证室内混合料设计的准确性、验证施工工艺的合理性、验证机械组合的可靠性。通过试验段存在的问题进行调整。我们的实验路段通过质量检测数据都符合设计要求，施工过程设备运行稳定、材料规格稳定。经过7 d以后路面取芯，芯样完整。经过6个多月的观察，路面无明显裂缝，施工效果良好。同时也证明了设计的水泥稳定碎石配合比的合理性和科学性。

4 结语

本文结合长邯高速公路改扩建工程对水泥稳定碎石配合比进行设计分析，得到以下观点：

1)结合当地材料的状况选择合理的水泥品种。

2)针对当地材料的特点，适当调整施工过程中技术参数减少材料的不利性。

3)目标配合比设计的合成级配以及最佳含水量和最佳灰剂量都符合规范要求，和以往类似的工程配合比比较接近，具有一定的可靠性。

4)生产配合比设计过程中注意拌和楼设备对施工质量的影响，进一步完善施工配合比。

5)通过试验段完善验证配合比的可行性。