路基施工中水泥穩(wěn)定混合料的配合比設計

1、<p>　　路基施工中水泥穩(wěn)定混合料的配合比設計</p><p>　　摘要：水泥穩(wěn)定混合料是一種半剛性基層材料，在國內(nèi)外高速公路建設工程中被廣泛用作道路基層、底基層填筑材料。水泥穩(wěn)定混合料的配合比方案直接影響到路面質(zhì)量和道路的安全耐用性，施工時必須結(jié)合道路設計要求和相應原材料的特性進行配合比設計、試驗和試鋪。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：道路 ； 路基；水泥穩(wěn)定 ； 配合比 ；

2、設計 </p><p>　　Abstract: the cement stabilized mixture is a kind of semi rigid base course materials, in the domestic and foreign highway construction project has been widely used as road base, filling materia

3、l. Cement stabilized mixture proportioning scheme directly affects the quality of pavement and road safety durability, construction must be combined with the road design requirements and corresponding to the characterist

4、ics of raw materials, mix design, experiment and test shop. </p><p>　　Key words: road; roadbed; cement stabilization; mix design; </p><p>　　中圖分類號：U213.1文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012） </p>&

5、lt;p><b>　　前言 </b></p><p>　　隨著道路施工技術(shù)的發(fā)展，以瀝青混凝土為代表的柔性路面具有了越來越高的穩(wěn)定性和耐久性，這就對道路結(jié)構(gòu)中用于承重的路基施工提出了更高的要求。半剛性水泥穩(wěn)定混合料具有良好的力學性能，適合于各種等級的道路施工，同時具有良好的抗滑、抗?jié)B、耐疲勞的性能以及高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性，因而被國內(nèi)外道路工程廣泛應用。水泥穩(wěn)定混合料是用水泥做凝膠材料

6、與土、石材料拌合而成的，常見的有水泥穩(wěn)定土、水泥穩(wěn)定碎石和水泥穩(wěn)定砂礫等。水穩(wěn)材料經(jīng)拌合、攤鋪、壓實和養(yǎng)生后可獲得較高的抗壓強度，具有很強的承重能力，可為路面材料提供非常優(yōu)質(zhì)的基礎。水泥穩(wěn)定混合料作為路基填筑料時必須具有足夠的強度和剛度、足夠的水穩(wěn)定性和冰凍穩(wěn)定性、足夠的平整度和抗沖刷能力，同時收縮性要小，且能與面層良好結(jié)合。 </p><p>　　一、根據(jù)規(guī)范要求設計試配方案 </p><p

7、>　　道路工程項目在涉及水泥穩(wěn)定混合料施工時一般都會對材料提出抗壓強度和碾壓密實度的要求。根據(jù)這些要求并結(jié)合相鄰、相似工程經(jīng)驗可以先初步擬定幾個配合比例，一般用水泥穩(wěn)定混合料中的水泥百分比含量來表示。為了能夠得到比較準確的配合比相關(guān)數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線，通常先擬定五個等差遞增的配合比例，如：3%、5%、7%、9%、11%。 </p><p>　　1、原材料檢測：在配合比設計之前，首先必須對組成水泥穩(wěn)定混合料的所有

8、組分進行常規(guī)檢測，確認水、水泥、砂石料的物理、化學性能符合工程材料常規(guī)試驗指標以及項目特殊規(guī)范的要求。 </p><p>　　2、最優(yōu)含水率：為了用最低的成本達到最優(yōu)的路基承載能力，水泥穩(wěn)定混合料必須在最優(yōu)含水率的狀態(tài)下碾壓成型，這樣才能使得路基結(jié)構(gòu)獲得較高的密實度，同時也就具有了較強的抗壓強度。根據(jù)擬定的配合比例分別制備不同的水泥穩(wěn)定混合料，然后通過擊實試驗得出各種材料密度與含水率的關(guān)系曲線，求出最大干密度和最

9、優(yōu)含水率。擊實試驗時為使數(shù)據(jù)準確，水泥和砂石材料的天然含水率要提前測定，并計入水泥穩(wěn)定混合料總含水量中。 </p><p>　　3、試拌材料準備：首先根據(jù)水泥穩(wěn)定混合料最大干密度以及項目規(guī)范對材料碾壓密實度的最低要求，求得工程施工時材料干密度所需達到的最小值；其次利用材料的最優(yōu)含水率，求得該干密度所對應的濕密度；然后用這個濕密度乘以試塊模具的容積可得到制作一個試塊所需的水泥穩(wěn)定混合料的量；最后結(jié)合配合比例、最優(yōu)含

10、水率、天然含水率等相關(guān)數(shù)據(jù)可求出水、水泥、砂石料的用量。這樣，根據(jù)試拌過程中各項試驗所需試塊的個數(shù)就可以算出各種材料的最少用量。 </p><p>　　二、試拌和相關(guān)參數(shù)的檢測 </p><p>　　無論是廠拌法試拌還是試驗室試拌都應該嚴格遵照試配方案中擬定的配合比例來進行，為了監(jiān)控配料精確度，還可以取混合料樣品進行含水量以及水泥含量的檢測。試拌過程中需要制作試塊對材料的工作性能以及強度性

11、能進行測定。 </p><p>　　1、水泥穩(wěn)定混合料的試拌：根據(jù)預定的配合比例拌合出足夠用于試塊和試驗的混合料。廠拌法試拌時出于精確度考慮，最少拌合量一般不少于設備單次拌合能力的一半，而且，取樣時應盡量取中心、均勻的拌合料。天氣、溫度、設備、儀器等情況，以及拌合過程中的各種影響因素要進行詳細記錄。 </p><p>　　2、制作試塊：根據(jù)試驗方案中求出的每個試塊所需水泥穩(wěn)定混合料的重量，

12、用電子秤稱出適量材料，分三層填滿試模并每層用搗棒搗實。試塊的最終成型可以使用震擊錘也可以使用壓力機，期間要監(jiān)測已填混合料的重量，確?；旌狭系拿軐嵍鹊扔陧椖恳?guī)范對材料碾壓密實度的最低要求值。為了檢測水泥穩(wěn)定混合料的工作性能，需要在拌合完成后0小時、0.5小時、1小時、1.5小時、2小時、2.5小時、3小時、3.5小時、4小時等不同時間制作試塊，并進行詳細的記錄和標識。在等待制作試塊的期間，應對水泥穩(wěn)定混合料采取一定的保濕措施，防止水分過快

13、損失。 </p><p>　　3、試塊養(yǎng)護和檢測：試塊制作完成后即可脫模，在對重量、尺寸進行測量后放入標準養(yǎng)護室進行養(yǎng)護，養(yǎng)護6天浸水1天后進行抗壓強度檢測。檢測前對試塊的重量、尺寸進行復測，對于重量損失偏大的試塊應予棄用。試塊檢測的數(shù)據(jù)要進行詳細記錄并與試塊的檔案資料對應起來，避免張冠李戴。 </p><p>　　4、試拌檢測數(shù)據(jù)整理 </p><p>　　首先，

14、收集每種試配方案所有試塊的檢測結(jié)果，繪制出試塊延遲制作時間與試塊強度的關(guān)系曲線，了解各種水泥穩(wěn)定混合料的成品強度隨延遲時間逐漸降低的趨勢。同時，結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況制定適宜的水泥穩(wěn)定混合料工作時間，根據(jù)經(jīng)驗一般不超過2小時。 </p><p>　　其次，根據(jù)每種試配方案在確定的工作時間點上所能得到的抗壓強度值，繪制出這一組試配方案中水泥含量與試塊強度的關(guān)系曲線。如果項目規(guī)范所要求的材料強度值恰好在該曲線上某一點，

15、則可求得該點對應的水泥含量值。如果項目規(guī)范所要求的材料強度值不在該曲線上，則可將曲線隨其變化趨勢進行延長，以便找到該值所對應的點，求得相應的水泥含量值。但如果所求得的水泥含量值超出試配方案中最低水泥含量值或最高水泥含量值太多（一般以二者之差的五分之一為限），則需重新擬定試配方案，重做所有試拌、檢測工作。 </p><p>　　然后，考慮一定的安全保證系數(shù)，確定配合方案中水泥用量，一般在試驗所確定的水泥含量的基礎上

16、增加一到二個百分點，特別是在采用路拌法施工的情況下由于拌合不均勻等問題的存在將不得不使用更多的水泥。如：試驗確定的水泥用量為7%的話，在實際施工過程中則可采用8%～9%的水泥用量，具體用量可視現(xiàn)場試塊強度情況來進一步確定。 </p><p>　　最后，針對確定好水泥用量的水泥穩(wěn)定混合材料進行擊實試驗，求得材料的最優(yōu)含水率。在實際生產(chǎn)時，考慮到水分蒸發(fā)等因素，水泥穩(wěn)定混合料的加水量要適當增加一至二個百分點。當然，原

17、材料中的天然含水也應計算在內(nèi)。 </p><p>　　5、配合比的檢驗：為了最終確認水泥穩(wěn)定混合料配合比的各項性能指標能夠達到預期要求，可用設計好的配合比參數(shù)進行試拌并檢測、核實其工作性能和抗壓強度。 </p><p>　　三、需要注意的問題 </p><p>　　1、制作試塊時，要確保試塊的密度等于規(guī)范所要求的最低壓實度條件下的材料干密度。不能隨意改變試塊的密實度

18、，否則每組試拌所做的各個試塊就會失去比較意義，所得出的結(jié)論也會產(chǎn)生很大偏差。 </p><p>　　2、水泥穩(wěn)定混合料的養(yǎng)護工作非常重要，養(yǎng)護溫度對試塊強度的影響也非常大，嚴格進行標準養(yǎng)護才能使得檢測結(jié)果具有較高的精確性。 </p><p>　　3、水泥用量應按干集料的重量百分比來計。一般經(jīng)驗認為，硅酸鹽水泥的穩(wěn)定效果較好，鈣酸鹽水泥的穩(wěn)定效果較差。 </p><p&g

19、t;　　4、在滿足道路結(jié)構(gòu)強度要求的情況下，盡量用最小的水泥含量，以防止路基施工時出現(xiàn)干縮裂縫。 </p><p>　　5、水泥穩(wěn)定混合料要隨拌隨鋪，然后盡快碾壓成型，以減少延遲時間和材料強度損失。同時要時刻關(guān)注天氣情況，避免材料在碾壓成型之前淋到雨水。 </p><p>　　6、水泥穩(wěn)定混合料中的砂石料最大粒徑不宜超過31.5毫米，否則材料在攤鋪過程中容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，并且，大粒徑材料會

20、影響到路基表面的平整度。 </p><p>　　7、水泥穩(wěn)定混合料路基施工盡量選擇氣溫較高的季節(jié)，日最低氣溫低于5攝氏度時不宜施工。 </p><p>　　8、攤鋪和碾壓施工中的各種參數(shù)可以通過試驗段的試鋪和試壓來確定，避免發(fā)生鋪筑高程不準確和浪費碾壓設備的形象。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p&