浅谈水稳碎石基层施工控制

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1、前言水泥稳定碎石(以下简称水稳)作为半刚性材料，其作为路面基层和底基层(以下简称基层)具有良好的力学性能和整体性、稳定性(水稳定性和温度稳定性)、耐久性和抗冻性、承载力高及与面层结合好的技术特点，且料源广泛，可就地取材，便于原材料和混合料的加工,易于机械摊铺操作，在高等级公路路面基层施工屮被广泛应用。2水稳路面基层施工技术水稳路面慕层技术是针对我国高等级公路建设中的实际问题，通过对已建设的主要公路进行咨询调查，在全面总结沥青路血使用成功经验和失败的教训的基础上，对轴载换算、不同荷载模式卜-的路面应力状态进行了分析、基层及面层混合料设计方

2、法等方面进行了系统的研究，对比分析了常用的不同类型混合料的性能特点，通过综合经济比较，提出的改进的混合料类型。2.1强度形成原理在水稳中，rti于水泥川量很少，水泥的水化完全是在混合料中进行的，凝结速度比在水泥混凝土中进行得缓慢。水泥与集料掺水拌和后，水泥矿物与水分发牛强烈的水解和水化反应，同时从溶液中分解岀Ca(OH)2并形成其它水化物。当水泥的各种水化物生成示，冇的H身继续硬化形成水泥石骨架，有的则同有活性的细集料、矿粉进行反应。归纳起來有如下儿种形式：2.1.1离子交换及团粒化作用在水泥水化后的胶体屮，Ca(OH)2和Ca2+、共

3、存，而构成集料的矿物是以CaCO3、SiO2为骨架合成的板状、针状、块状的结晶，通常其表面会冇Na+和K+等离了进行当量吸附交换，结果使大量的细集料、矿粉颗粒形成较大的颗粒。由于水泥水化生成物Ca(OH)2具有强烈的吸附活性，使这些较大的颗粒进一步与粗集料结合起來，形成水泥碎石的链条状结构，形成坚固的联结，这是水稳具有一定强度的主要原因。2.1.2硕凝反应随着水泥水化反应的深入，溶液屮析出人蜃Ca2+,当Ca2+的数量超过上述离了交换的需要量后，则在碱性的环境中使组成矿物的SiO2和A12O3的一部分同Ca2+进行化学反应，生成不溶于水

4、的稳定的结品矿物，从而增大了混合料的强度。这种反应称为硬凝反应。2.1.3碳酸化作用水泥水化物中的游离Ca(OH)2不断地吸收水小的HCO和空气中的CO2,牛成CaCO3。这种反应也能使集料固结，提高集料的强度，但比硬凝反应的作用差一•些。2.2影响水稳强度的因索2.2.1集料对水稳强度的影响集料的类别和性质是影响水泥碎石强度的重要因素之一。表2-2-1中简列了碎石水泥稳定后的一些特性。表2-2-1水稳的特性无侧限抗压强度(7d)(MPa)弯拉弹性模量(MPa)CBR*水泥用量(集料的％)2.8-10.5以上(7-21)x103>600

5、<52.2.2水泥的成分和剂量对水稳强度的影响各种类型的水泥都可以用于稳定碎石。对于同一•种集料，水泥矿物成分是决定水稳强度的主导因素。在通常的情况下，硅酸盐水泥的稳定效果较好，而铝酸盐水泥则较差。当水泥的矿物成分相同时，水稳的强度随着水泥比表面和活性的增人而捉高。在硬化条件相似的情况卜,当水泥的矿物成分相同时，随着水泥分散度的增大，其化学活性程度和便化能力也冇所增长,从而水泥稳定的强度也人人提高。水稳的强度还在很大程度上取决于水泥的数量，即随着水泥剂量的增加，水稳的物理-力学性质也将显著地改善（如图2-2-1）,但不存在最佳水泥剂量。

6、过多的水泥用量，虽可获得强度的增长，但经济上是不合理的，因而存在一个经济用呆。同时由于收缩性增加，还会使基层的裂缝增多、增宽。所需的水泥用量，按强度和耐久性需要并考虑其经济性，由试验确定，通常随细粒含量而增加。2.2.3含水量对水泥强度的影响水稳混合料屮的含水量对水稳的强度有很大的彫响。当混合料屮含水不足时，水泥就要与集料争水，若集料对水有更人的亲和力，就不能保证水泥的完全水化和水解作用。水泥正常水化所需要的水量约为水泥重虽的20%o另外，水稳的含水量不适宜时，也不能保证水泥在混合料中的均匀分布，更不能保证达到最大压实度的耍求。2.2.

7、4工艺过程及养生条件对水泥强度形成的影响水泥、集料拌和得愈均匀，水稳的强度和稳定性愈高。拌和不均匀会使水泥剂量少的地方强度不足，而水泥剂量多的地方则裂缝增加。从开始加水拌和到完成压实的延迟时间，对水稳的密实度和强度冇很大的影响。间隔过长,水泥会部分结硬，一方面影响到水稳的压实度，而压实度对强度的影响很人；另一方面将破坏已结硬水泥的胶凝作用，使水稳的强度下降。如图2-2-2所示为的强度损失试验曲线。一般水稳宜在加水拌和后2h内压实完毕。水稳的强度也随龄期而增长（如图2-2-3）,为保证水泥的水化，在初期养生阶段应洒水保持潮湿，每天洒水的次

8、数和养生天数视当地气候条件而定。水稳路面基层初期强度高并「L强度随龄期增长，提高了路面使用品质，延长了使用寿命，nJ*以节约大量的后期养护费用，貝有较好的经济效益。2.3水稳路面基层施工工艺水稳路而基层施工