浅谈水稳粒料的组成设计和施工

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1、浅谈水稳粒料的组成设计和施工朱岳水泥稳定粒料作为路面基层，具有早期强度高，雨季对施工影响相对较小，施工机械化程度较高等特点，这些都有利于保证进度和质量，因此被越来越广泛地应用到公路工程中去，近几年来我公司先后进行了几个工程项目水稳粒料的施工，如唐津高速公路、一江两岸工程、106国道、疏港公路改造工程及现阶段施工中的307国道等，现就其组成设计及现场施工谈几点体会。一、水稳粒料具备的特点1、优点：（1）早期强度高，短时间内（5～7天）可获提2.0Mpa以上的强度。（2）稳定性好，结构层本身具有一定的通透性，受水份影响较小。（3）可以根据设计需要，通过改变其组

2、成设计，而调整所需要的强度，而其它结构层的强度则受材料本身制约较大。（4）机械化施工，质量好，进度快，小段落的零星工程，可以采用简易机械或人工拌和摊铺，灵活而经济。2、缺点：（1）强度形成以后易产生干缩裂缝，裂缝是水稳粒料主要病害之一，能够引起上面层的开裂，而导致雨季时路基浸水，引起路堤早期破坏，缩短路的使用寿命。（2）施工时易离析。（3）强度形成后在车轮等外力作用下，表面易被剥落、磨耗。（4）延迟时间短，即从拌和到碾压成型要在较短的时间内完成，要求施工节奏紧凑，对设备临时故障要有预防措施，以免造成材料浪费。（5）一般虚铺厚度大，碾压对平整度有不良影响。二

3、、组成设计水稳粒料作为路面基层或底基层，设计厚度一般在15cm至20cm左右，7天强度为2-4Mpa。进行组成设计时，即要符合设计要求，又要考虑施工条件、环境和材料特点，针对其一般的缺点应予以克服，例如用平地机施工情况，混合料应具有较高的和易性，以防止离析，混合料的终凝时间也要相应延长；在较高温度下施工时，水泥剂量应用低限，细集料（0.075mm以下料）含量采用中低限，以防止干缩和温缩裂缝；由于水泥在较高温度和较低含水量下凝结时间大大缩短，当在夏季较高温度下施工时，组成设计要求用初、终凝时间更长的水泥，混合料含水量略高。1、材料：水泥棗易选择低标号水泥，初

4、凝时间大于3小时，终凝时间大于6小时，不能用早强和快硬水泥，同时应有合适的细度、较低的水化热。集料棗级配碎石、级配砂砾、未筛分碎石等都可以作为稳定粒料的集料。采用级配砂砾时可用天然砂砾与一定比例的中粗砂配制如一江两岸工程路面基层；当集料是未筛分碎石时，0.5mm以下细料通过率偏大，如唐津高速公路铁十一局施工段，采用的就是这种集料；级配碎石可以用三种或三种以上单级配集料配制，优点是可以根据进场材料的变化情况机动的调整用料比例，使级配接近设计要求，弥补了材料的不均匀性而造成的配合比偏差，当细集料级配不良时，可以掺配一定比例的中粗砂、石灰或粉煤灰加以改善。无论何

5、种集料，其最大粒径控制在2.0-3.0cm为好，控制0.075mm以下的细料小于5%。2、确定级配组成：选定材料后用平衡面积法确定各种规格单级配集料的比例关系，调整接近规范级配中值，然后通过一定的筛分来验证和修正。3、水泥剂量的确定：应根据室内试验的结果并考虑施工的水平来确定水泥剂量。厂拌时325#水泥可用5～6%的剂量，425#水泥用4～5%的剂量，拌和站作计量控制时提高0.5%。4、确定最大干密度和最佳含水量：水稳粒料的最佳含水量常在4.5～6.5%之间，这里仅指重型击实试验中能达到最大干密度时的含水量，一般随水泥剂量增加而增大，最大干密度一般在2.2

6、～2.4g/cm3之间，当集料的级配不同会对最大干密度有影响，干密度与水泥剂量的关系也呈现不同的规律，当细集料较多时（干密度也较大），干密度随水泥剂量的增加而减小，其他情况则相反。从“一江两岸”工程水稳砂砾的施工和唐津高速公路砂砾回填的压实证明重型击实法得到的最大干密度往往较小，最佳含水量较大，即使室内外集料组成完全相同，压实度超百的现象仍比较普遍，因此在测定水稳砂砾的最大干密度和最佳含水量时，应参照“无粘性土、自由排水中粗粒土”的标干确定方法进行试验，即振动台法或振动压实仪法。　三、强度的形成原理当水泥、水、集料拌和后水泥的主要矿物成份：硅酸三钙、硅酸二

7、钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙先与水进行水解和水化反应，同时溶液中分解出氢氧化钙，并形成水化硅酸钙、水化硫铝酸钙、水化铁铝酸钙等水化物，并随着时间的推移形成浆状体凝结硬化，由塑性体变成坚固的石状体，形成水泥骨架。水泥水化物游离的氢氧化钙Ca(OH)2与水中的HCO3ˉ生成CaCO3，这种碳酸化作用是水泥稳定粒料部分细集料固结成强度。如果细集料中存在粘土，部分水泥参与粘土的“离子交换团粒化”作用　╱Na+土+Ca2+→土Ca2++Na+(或K+)╲K+　用于粘土颗粒的结合，并封闭土团的孔隙，形成联合硬凝反应，粘土中的SiO2、Al2O3同Ca2+进行化学反

8、应，生成不溶于水的稳定结晶物。以上化学反应是水稳强度形成的基本过程