崔興鳳

（新疆晉昌公路交通勘察設(shè)計研究院（有限公司），新疆 昌吉 831100）

0 引言

近年來，隨著交通量的增加及經(jīng)濟的發(fā)展，各種重型車輛日益增多，渠化交通越來越嚴(yán)重，路面的早期破壞類型越來越明顯，為了避免由裂縫對路面整體強度和穩(wěn)定性造成的不利影響，一些專家已著手從基層集料的級配來解決。水泥穩(wěn)定砂礫是公路施工中比較常見的材料之一，有助于改變傳統(tǒng)公路結(jié)構(gòu)的綜合性能。建筑工程材料發(fā)揮作用之前，必須要確保材料配合比例的協(xié)調(diào)性，尤其是骨料之間的搭配利用。因而，水泥穩(wěn)定砂礫使用前進(jìn)行三級配摻配試驗，對后期公路施工具有借鑒性的意義。

1 水泥穩(wěn)定砂礫作用原理

為了更好地完成摻配試驗操作，應(yīng)先熟悉水泥穩(wěn)定礫石的作用原理。根據(jù)工程材料學(xué)理論，水泥穩(wěn)定礫石本質(zhì)上是一類骨料，必須采用級配礫石作為骨料才能起到級配作用。具體原理：選擇膠凝物質(zhì)、灰漿兩種材料對骨料空隙進(jìn)行填充，所選膠凝材料、灰漿的用量應(yīng)符合工程要求。材料施工過程中對水泥穩(wěn)定礫石做壓實處理，當(dāng)壓實度與混合材料密度相互靠近時即可。由于混合料可在一定時間內(nèi)形成板體，使水泥穩(wěn)定礫石的整體強度指標(biāo)優(yōu)越。按照公路工程材料使用標(biāo)準(zhǔn)，水泥穩(wěn)定礫石在所有混合料里所占比例為3%～7%，持續(xù)1周的抗壓強度大于5.0MPa，這是普通公路材料難以達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。

2 水泥穩(wěn)定砂礫三級配摻配的試驗要點

由于水泥穩(wěn)定砂礫在公路項目施工里的廣泛應(yīng)用，與材料配合試驗相關(guān)內(nèi)容的研究更加深入，這樣才能促進(jìn)公路施工流程的優(yōu)化改進(jìn)，全面發(fā)揮新型公路材料的利用價值?，F(xiàn)結(jié)合S111線阜康過境段公路改建項目對水泥穩(wěn)定砂礫三級配摻配的試驗流程及控制要點進(jìn)行分析，收集對公路施工操作有用的信息資料。

（1）工程概況

S111線阜康過境段全線均為阜康市準(zhǔn)噶爾路，起點位于阜康市西進(jìn)口的飲料廠，里程樁號為K54+344.108，途經(jīng)瑤池路交叉、迎賓路交叉、天池街交叉、文化路交叉、東大橋（K57+502.1）、博南路交叉、瑤池園，終點位于天池岔口，里程樁號為K59+634.675，路線總長5.29km。合同工期為2010年8月30日—2010年10月20日，總工期為52d。

（2）原材料

由于工期緊、任務(wù)重，而當(dāng)?shù)?月份多為雨季，充分考慮各種因素并結(jié)合當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的原材料，通過初步試驗確定選用20～30mm、10～20mm、5～20mm礫石及天然砂進(jìn)行水泥穩(wěn)定砂礫基層的配合比設(shè)計。在確定原材料后，檢測人員對各種原材料進(jìn)行檢查，按照抽樣檢測方式逐一排查，保證了公路水泥穩(wěn)定砂礫原材料質(zhì)量符合《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTG E42—2005）、《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》（JTG E51—2009）等的要求。

（3）確定配合比摻配比例

配合比是決定水泥穩(wěn)定砂礫工程性能的關(guān)鍵因素，控制好材料配合比非常關(guān)鍵。本工程水泥穩(wěn)定砂礫配合比為設(shè)計配合比級配范圍內(nèi)的骨架密實型。試驗中采用了多道工序，嚴(yán)格執(zhí)行工程材料試驗操作流程。對各原材料進(jìn)行試驗，在保證原材料合格的情況下，確定最合理的摻配比例（見表1），合成級配見表2。摻配后的混合料其針片狀、壓碎值、液限、塑性指數(shù)均符合技術(shù)要求，見表3。

表1 摻配比例

表2 合成級配

表3 摻配后技術(shù)要求

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，本次配合比試驗合成級配滿足公路施工方案的設(shè)計要求，符合公路工程材料配制標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

（4）無側(cè)限試驗

按照合成級配的比例選用水泥劑量為3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%，每一水泥劑量分別以含水率為3%、4%、5%、6%、7%進(jìn)行擊實試驗，以確定各水泥劑量的最大干密度及最佳含水率，試驗結(jié)果見表4。

表4 擊實試驗結(jié)果

以每一水泥劑量的最佳含水率與最大干密度制備試件，試件在規(guī)定溫濕度（20℃+2℃，濕度≥95%）下保濕養(yǎng)生6d，浸水（水溫20℃+2℃）24h后，按《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》（JTG E51—2009）進(jìn)行無側(cè)限抗壓強度試驗，結(jié)果見表5。

表5 無側(cè)限抗壓強度試驗結(jié)果

由此選定水泥劑量為5.0%，按其最佳含水率與最大干密度做延時4h的試件，同樣試件在規(guī)定溫濕度（20℃+2℃，濕度≥95%）下保濕養(yǎng)生6d，浸水（水溫20℃+2℃）24h后，按《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》（JTG E51—2009）進(jìn)行無側(cè)限抗壓強度試驗，結(jié)果見表6。

表6 延時4h無側(cè)限抗壓強度試驗結(jié)果

（5）試驗結(jié)果

根據(jù)上述一系列的試驗，對本次水泥穩(wěn)定砂礫級配情況有了明確的方案，選定摻配礫石的配合比：20～30mm礫石∶10～20mm礫石∶5～20mm礫石∶天然砂=30∶15∶27∶28，水泥劑量為5.0%，最大干密度為2.358g/cm3，最佳含水率為5.4%。按照這一配合方式參與施工，能夠保證公路結(jié)構(gòu)性能達(dá)到預(yù)定的要求。這一公路試驗的成功，為日后其他工程材料試驗提供了可靠的依據(jù)。

3 施工中注意事項

（1）材料控制

控制原材料質(zhì)量對公路結(jié)構(gòu)性能具有決定性作用，這是水泥穩(wěn)定砂礫試驗特別強調(diào)的內(nèi)容。因此，運輸至公路現(xiàn)場的材料，都要經(jīng)過質(zhì)檢人員綜合檢查，合格后才能應(yīng)用到施工中。

（2）工藝控制

水泥穩(wěn)定砂礫施工要注意控制材料攤鋪工藝流程，鋪設(shè)后對材料進(jìn)行碾壓處理，這是筑造公路結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵步驟，也是混合料發(fā)揮結(jié)構(gòu)性能的基礎(chǔ)。本次試驗中提到，施工壓實度與材料密實度相接近時，水泥穩(wěn)定砂礫級配功能是最好的，公路性能達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。

（3）檢修控制

當(dāng)公路設(shè)施使用較長時間之后，應(yīng)安排專業(yè)人員進(jìn)行檢修處理，及時發(fā)現(xiàn)公路路面或路基存在的病害問題。選用高等級配材料進(jìn)行填充處理，增強了公路結(jié)構(gòu)層的抗病害性能，具體加固填充方式可參照摻配試驗結(jié)果。

4 結(jié)語

盡管我國公路工程劃分為多種類別，但任何一類公路結(jié)構(gòu)性能與材料工程是密切相關(guān)的，注重材料配合比例控制是保證公路性能的根本。水泥穩(wěn)定碎石是現(xiàn)代公路建造十分普遍的材料之一，其對于維持整體公路結(jié)構(gòu)層穩(wěn)定性發(fā)揮了重要作用。公路施工單位需對水泥穩(wěn)定砂礫級配情況展開試驗，按照混合料摻配試驗要點執(zhí)行每一步操作。根據(jù)試驗結(jié)果，得出公路施工應(yīng)注意材料質(zhì)量、操作工藝、后期檢修等方面的工作。

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