水泥稳定碎石抗压模量

精心整理湘阴县城区道路提质改造工程监理水泥稳定碎石层工程监理实施细则编制：审批：时间：一、工程概况1、滨江路：南起白水江，北至漕溪港，全长2.88公里，路幅宽20米，其中车道12米，两侧人行道均为4米，东侧人行道有多宽改建多宽。

本工程车行道路面结构水泥稳定碎石层主要分布如下：3、尚书路：北起冬茅路，南至江东路，道路全长0.75km，道路红线宽20m。

本工程车行道路面结构水泥稳定碎石层主要分布如下：三、编写依据：1、《公路工程技术标准》JTGB01-200322、《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-20003、《公路路基施工技术规范》JTGF10-20064、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-20045、湘阴县滨江路提质改造工程施工设计图6、监理合同四、监理控制要点：（一）事前控制要点和方法1、组织监理人员进行设计图纸、合同、标准规范、文件的学习，要求熟悉工程项目的监理要求，监理的三控制目标。

23456100m789料（水泥、细集料、级配碎石、外加剂等）、工艺流程、生产配合比及其他质量保证措施，经建设单位、监理单位同意后方可进场使用。

（1）水泥：建议用32.5号水泥，水泥的物理性能及化学成分应符合现行国家标准的规定。

各级交通适用的水泥标号不宜低于下表的规定。

（2）细集料：有机质含量不超过2%细集料技术要求细集料标准级配范围和50%。

，（5）级配碎石（连续型级配）：要求抗压模量≥200MPa.碎石的级配见下表：（6）水：拌和用水不应含有影响混凝土质量的油、酸、碱、盐类、有机物等。

饮用水一般均适用于水泥稳定层；非饮用水，经化验符合下列要求时也可使用。

a.硫酸盐含量（按so42-计）小于27mg/cm3；b.含盐量不得超过5mg/cm3；2.1水泥稳定基层完工后，承包人应检查其强度与质量，面层允许偏差应符合下表的规定。

1石掺石灰和水泥稳定砂砾为95%。

2.2水泥稳定层拌和物的搅拌和运输控制：（1）拌和物的搅拌应采用机械搅拌、所用的石料必须过秤，磅秤使用前应检查校正；散装水泥必须过秤，袋装水泥以袋计量时应抽查其准确性；要严格控制加注:量的110%；②搅拌时间不宜过长，每一工作班至少应抽查两次；③表列时间为从搅拌加水算起；④当采用其他形式的搅拌设备时，搅拌的最短时间应按设备说明书的规定或经试验确定。

之 增加 ； （ ２ ） 无论 哪 种级 配类 型 的混合料 ， 无论哪 种 水泥 剂量 ， 随着龄 期 的增 长 ， 混合 料 的 无侧 限抗
压 强度 也 随之 增加 ； （ ３ ） 悬浮 密 实型 级 配 混合 料 在 各种 水 泥 剂 量 下其 ７天龄 期 的抗 压 强度 都 比 骨 架 密 实型 级 配混合 料 的强度 大 ， 但 其后 期 强 度 增 长较 慢 ； （ ４ ） 在 水 泥 剂量 一 定 的前 提 下 ， 骨 架 密 实 型级 配混 合料 的 ７天 、 ２ ８天、 ９ Ｏ天龄 期 的劈 裂 强度较 小 ， 悬浮 密 实型 级 配 的劈 裂 强度 较 大 ； （ ５ ）在
青海 交通科 技
２ Ｏ １ ７ —２
水 泥 稳 定 碎 石 力 学 性 能 研 究
陈 博
（ 中交第二公路工程局有 限公 司 陕西西安 ７ １ ０ １ １ ９ ）
摘 要 本 文以贵 州省 瓮安 至 江 口高速公 路路 面项 目水 泥稳 定碎 石 工程 为 载体 ， 通 过 大量 的 室 内
ｄ ｏ ｓ ａ ｇ ｅ，ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｎｄ ａ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎｄ ａ ｕ ｎ ｃ ｏ ｎ ｉｎ ｆ ｅ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ，ｓ ｐ ｌ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｎｄ ａ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ
ｏ ｆ ｒａ ｇ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｐｅ ｙ ｉｘ ｍ ｅ ｄ ｎ ｏ ａ ｔ ｍ ｔ ｅ ｒ ｗｈ ａ ｔ ｋ ｉ ｎ ｄ ｏ ｆ ａ ｔ ｍ ｅ ｒ ｉ ｌ ，ｃ ａ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｄ ｏ ｓ ａ ｇ ｅ，ｗ ｉｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ ｇ ｅ，ｔ ａ ｈｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｔ ａ ｋ ｅ ｓ

水泥稳定层施工工艺一、工程概况:起点与通安驿街道连接，终点与定陇公路平交。

全长648.7米，宽10.0米。

二、水泥稳定层施工水泥稳定层施工本工程设计的车行道路面基层为 20cm 厚水泥稳定碎石层。

水泥剂量通过配合比试验确定。

水泥稳定碎石层各材料需结合实际进场材料确定配合比，但抗压回弹模量不应小于 800MPa，水泥含量为 5%～6%。

为了确保工程进度及施工质量，本工程水泥稳定层采用厂家供料并用摊铺机摊铺。

1、材料要求水泥稳定层所用的集料级配必须满足《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034－2000）表 6.2.4 中 1 号级配的规定。

针、片状(≥1:3）颗粒含量＜20%。

稳定层采用的碎石应洁净，坚硬，有棱角，级配连续。

最大粒径不大于40mm，碎石压碎值应＜ 30%，含泥量＜3%。

拌制稳定层的水泥含量为 6%，不宜采用早强性水泥，在本工程中拟采用 3.25 号普通硅酸盐矿渣水泥。

施工过程中要严格控制含水量，拌和时含水量要比试验时的含水量略高，具体资料要根据现场的试验确定，主要是抵消灰土在运输过程中的水量损失和摊铺过程中的蒸发损失。

2、拌和、运输水泥稳定层采用专业厂家集中拌和，再用专用运输车运送至工地现场进行摊铺。

3、摊铺和碾压水泥稳定层在摊铺前要对基层的质量进行复验，符合分项工程质量要求后，方能进行水泥稳定层的摊铺。

①摊铺采用摊铺机摊铺，整幅一次性摊铺成型，两侧立钢模板，避免纵向接缝的产生。

摊铺时，严禁用四齿耙，严禁抛撒，摊铺成型后，设一个三人小组跟在压路机后面，及时消除粗集料带或窝，并及时补充细混合料，摊铺平整。

②本工程施工中车行道水泥稳定层厚度 25cm 一次性摊铺成型。

③摊铺时抛高要根据试验路段试验进行确定，严禁贴层施工，摊铺时应掌握“宁高勿低，宁铲勿补”的原则，严禁用齿耙拉平或抛撒。

摊铺后的混合料必须在 2 小时内碾压完毕，采用振动压路机压实，模板边缘及井周用小型震动碾压或人工夯实。

碾压时要先静后振，先边后中，轮迹应重叠三分之一轮宽以上。

1、材料的抗压回弹模量——6.2 室内抗压回弹模量试验方法——顶面法（T 0808-94）进行检测。其实 测结果是路面设计的重要基础数据，是设计单位前期材料调查和设计参数选定的重要工 作步骤。在“佛山一环”路面工程中测定现场施工材料的抗压回弹模量，可以很好的掌握
1131
细级配
——
1077
1016
871
1000
1123
粗级配
1237
1618
1495
1608
1970
2203
90 天 中级配
1098
1464
1263
1446
1506
1445
细级配
——
1337
1217
1356
1360
1446
注：1、粗级配——即 4.75mm筛孔累计筛余量靠近级配范围上限值；2、中级配——即 4.75mm 筛孔累计筛余量靠近级配范围中值；3、细级配——即 4.75mm筛孔累计筛余量靠近级配范围下限值。
为能更直接、客观的评价佛山“一环”路面基层施工质量，全面掌握“一环”路面基层 质量动态，对“一环”工程路面结构的可靠度进行再验算；同时为路面结构设计积累参数、 为今后交通工程质量监督和“一环”工程养护提供有价值的试验数据。根据佛山市交通工 程质量监督站的部署，佛山市公路桥梁工程监测站严格按照《佛山一环上基层无机结合 料抗压回弹模量检测实施办法》（见附件 1）计划要求，于 2006 年 8 月至 2007 年 5 月 开展一环路面上基层无机结合料稳定材料抗压回弹模量及现场钻芯测定芯样抗压回弹 模量的试验，目前本项工作已基本结束，现将试验成果分析总结如下：
由表 3 的数据绘制成佛山一环上基层试件抗压回弹模量不同龄期级配实测值示意

Cement production 水泥生产15水泥稳定碎石基层的最低劈裂强度和抗压强度研究田宇飞（乌兰察布市金桥公路工程有限责任公司，内蒙古乌兰察布 012000）中图分类号：TQ172 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2018）11-0015-02摘要：水泥稳定碎石基层位于沥青面层，主要承重层下或是水泥混凝土面板下使用超高质量建筑材料铺筑的一层。

水泥稳定碎石基层没有一定的限制，一层，两层都可以。

基层使用的材料也没有一定的限制，一种两种都可以。

目前，在我国，水泥稳定碎石基层被不断的推广应用，并获得业界广泛认可。

关键词：水泥稳定碎石基层；最低劈裂强度；抗压强度水泥稳定碎石基层强度高、整体性好、承载能力大,作为道路的主要承重层,在我国各种道路，特别是高等级道路中得到了广泛应用,为道路交通运输业的发展起了很大的作用。

水泥稳定碎石具有-一定的抗拉强度,环境温度越高、龄期越长,其强度和刚性(回弹模量)也越大.因此其优点是相当突出的。

但是水泥稳定碎石混合料经拌和压实后,因水分蒸发和混合料内部发生水化作用而产生体积收缩,以至出现收缩裂缝,引起沥青面层发生所谓的反射裂缝之后，一旦有水分进人，就将影响沥青路面的使用性能和使用寿命。

所以,其缺点也是相当明显的。

大量研究表明:水泥稳定碎石的强度与其收缩量关系很大，一般规律是强度升高,收缩量增大。

因此，制定水泥稳定碎石基层的强度标准时应该考虑在一定的安全度条件下,与其受力状况相适应。

水泥的类型和用量、细集料的含量、颗粒含量和混合料的含水量的因素都影响着水泥碎石强度，因此在实际工程应用中，为了达到施工要求，收缩裂缝，必须改善水泥的级配组成，在满足规范所规定的抗压强度前提下，限制水泥的用量；同时，还要在减少集料中含泥量的情况下，限制细集料的用量，尤其是0.075mm 以下颗粒的含量；另外，还需要考虑实际施工时的气候条件来调节水泥的含水量等。

实践证明，这些措施能够有效的改善水泥裂缝情况，但是对于水泥稳定碎石的7d抗压强度的大小却没有明确规定，这一问题仍然困扰着世人。

水泥稳定碎石知识
水泥稳定碎石作用原理：水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实。

其压实度接近于密实度，强度主要靠碎石间的嵌挤锁结原理，同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。

它的初期强度高，并且强度随龄期而增加很快结成板体，因而具有较高的强度，抗渗度和抗冻性较好。

水泥稳定碎石水泥用量一般为混合料3%～6%，7天的无侧限抗压强度可达 5.0Mpa，较其他路基材料高。

水泥稳定碎石成活后遇雨不泥泞，表面坚实，是高级路面的理想基层材料。

交通与汽车工程学院课程设计说明书课程名称: 交通路基路面工程课程设计课程代码:题目: 南京某地区新建沥青路面设计年级/专业/班: 2011级交通工程1班学生姓名: 许明学号: 3122开始时间: 2013 年 10 月 14 日完成时间: 2013 年 10 月 25 日课程设计成绩：学习态度及平时成绩（30）技术水平与实际能力（20）创新（5）说明书（计算书、图纸、分析报告）撰写质量（45）总分（100）指导教师签名：年月日交通路基路面工程课程设计任务书学院名称：交通与汽车工程学院课程代码：___6010629__专业：交通工程年级：2011一、设计题目交通路基路面工程课程设计——某沥青路面设计子题目（自拟）或挡土墙设计（自拟）二、主要内容某地区拟新建一条公路，其中某段经调查路基为*土，地下水位*m，路基填土高度*m。

在现有交通量构成及交通流量确定的情况下，根据特定的交通流量年平均增长率，预测新建路面使用年限内当量标准轴载。

当地沿河可开采砂砾，碎石，并有石灰、水泥、沥青、粉煤灰供应。

根据所给的资料，拟定路面设计方案，进行路面结构厚度计算，要求设计计算条理清晰，符合要求，并确定路面方案。

三、具体要求及应提交的材料具体要求：1：熟悉设计资料，认真查阅规范，获取相关参数。

2：按照设计要求进行相关计算。

3：可利用程序计算。

4：绘制路面结构图。

5：将设计计算资料整理装订成册，上交。

提交材料：1.课程设计说明书一份2.电子文档（用姓名和学号建立压缩文件夹,每个小组1份）3.路面结构图一份（CAD图）四、主要技术路线提示1.确定公路等级、路面等级、面层和基层类型。

2.计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。

3.确定路基干湿类型、土基回弹模量值。

4.拟定可能的路面结构组合与厚度方案，确定各结构层材料的抗压回弹模量。

5.确定各层劈裂强度，计算抗拉强度结构系数，容许拉应力。

6.计算路面厚度。

（可用程序计算）五、进度安排1、第7周周四：开设计动员大会，分组并下发设计资料，与指导老师进行见面；2、第8周周一～8周周三：收集相关资料，初步选定题目并进行题目论证；3、第8周周四～9周周三：进行方案设计；4、第9周周四～9周周五：完成并提交设计报告、图纸。

水泥稳定碎石施工方案水泥稳定碎石路基施工方案一、水泥稳定碎石施工工艺本工程基层主要为5%水泥稳定级配碎石16cm厚，是路面施工中的关键项目。

按照技术规范的要求，结合摊铺碾压机械的性能，以20cm/层进行分层施工；5%水稳层下层20cm，上层15cm，分两层施工。

水泥碎石稳定层采用拌合站集中拌合，自卸汽车运输车运输，人工摊铺，振动压路机及光轮压路机碾压成型，施工完成后，进行洒水养生。

水泥碎石稳定层的施工工序：施工准备→拌合站集中拌合→运输车运输混合料→人工摊铺→混合料碾压成型→接缝及调头处处理→养生。

施工工艺见后附图：水泥稳定碎石路面基层施工工艺框图。

1.1下承层准备施工前，对下承层进行全面的检验验收，会同监理工程师对每一断面的标高、横坡、平整度、宽度、压实度等进行检测，对有不符合规范要求的断面进行处理，达到监理工程师满意。

下承层表面平整、密实，具有规定的路拱，无松散及软弱地点。

经监理工程师认可，满意后方可进行水泥碎石稳定层的施工。

施工前，下承层表面干燥时，可洒少量水湿润。

按照设计宽度在下承层边缘按照摊铺的厚度进行支立模板。

模板采用钢钎固定在下承层上，具有足够的稳定度，保证在碾压时不发生内倾或外倾，保证边缘的直顺及有效宽度。

1.2材料准备①水泥可采用通俗硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰硅酸盐水泥。

利用前，按标准要求进行取样检验安定性、初凝时间、终凝时间和强度，合格前方可进场利用。

水泥的质量应符合现行国家有关标准的划定。

②碎石·碎石应坚硬、耐久、无杂质。

·碎石级配应满足表6-2的级配要求。

·水泥稳定级配碎石的压碎值不大于30%。

1水泥稳定碎石施工方案路面基层碎石级配表表6-2筛孔直径（mm）31.519.0通过筛孔的质量百分率（%）10068~8638~5822~3216~288~150~39.504.752.360.60.075③水：水应洁净，不得含有有害杂质。

④配合比准备：在监理工程师监督下,试验室根据现场的材料取样进行配合比的选定。

水泥稳定土碎石基层是公路路面工程中常见的一种基层结构形式，其特点是在普通碎石基层表面铺设一层水泥稳定层，通过水泥的胶结作用和充填作用使碎石基层具有较好的强度和稳定性。

而在水泥稳定土碎石基层工程中，回弹模量和抗压回弹模量是两个重要的工程技术指标，对其进行科学准确的测试和分析，对于保证基层工程的质量和安全具有十分重要的意义。

一、水泥稳定土碎石基层水泥稳定土碎石基层是一种通过在碎石基层表面浇铺水泥砂浆或水泥混凝土层，再经过合理的压实和养护使其成为一层具有一定强度和稳定性的基层材料。

其主要特点包括：1. 水泥稳定层与碎石基层形成一体，降低了基层的渗水性能。

2. 水泥对碎石进行胶结作用，提高了碎石基层的整体强度。

3. 减少了碎石基层的变形和沉降，提高了路面的使用寿命。

水泥稳定土碎石基层具有上述特点，被广泛应用于高速公路、一级公路和城市次干道等道路的基层结构中。

而在实际工程中，对水泥稳定土碎石基层的回弹模量和抗压回弹模量的测试和分析十分重要。

二、回弹模量回弹模量是指在一定范围内受力形变后，物体恢复原状的能力。

在水泥稳定土碎石基层工程中，回弹模量是衡量基层材料弹性模量的一个重要指标，通常用来反映基层材料的弹性变形能力。

其测试方法主要为采用回弹模量仪对基层进行试验，通过试验数据计算出基层的回弹模量数值。

在水泥稳定土碎石基层中，回弹模量的大小直接关系到基层材料的质量和使用性能。

一个合格的基层材料应当具有合适的回弹模量数值，以保证其在受到外部荷载作用后能够保持较小的弹性变形，从而保证路面的平整度和使用寿命。

三、抗压回弹模量抗压回弹模量是指在一定应力作用下，物体在弹性阶段内受力形变后，解除应力后能够恢复原状的能力。

在水泥稳定土碎石基层工程中，抗压回弹模量是评价基层材料抗压性能的一个重要指标，通常用来反映基层材料在受力作用下的弹性抗压能力。

其测试方法主要为采用回弹模量仪对基层进行试验，通过试验数据计算出基层的抗压回弹模量数值。

10%水泥稳定碎石面层施工方案一、编制依据1、钦州港大榄坪3#〜8#泊位后方陆域一期工程件杂货堆场《施工合同书》、招标文件、设计图纸。

2、《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）。

二、工程概况1、概况水泥稳定碎石面层（10%）厚20cm,共42020.62m3,要求压实度不小于97%,弯拉回弹模量不小于1300 Mpa,抗拉弯强度不小于0.5Mpa。

我部计划于2011年2月25日进行水泥稳定碎石面层施工。

2、水泥稳定碎石层的一般要求：① 碎石单个颗粒的最大粒径不应超过31.5mm,颗粒组成应在下表所列3号级配范围内。

水泥稳定土的颗粒组成范围②水泥及混合料必须合格，颗粒级配符合要求，配合比、混合料拌和均匀。

普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥都可用于稳定土，但应选用初凝时间3h 以上和终凝时间较长（宜在6h以上）的水泥。

不应使用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥。

宜采用标号325或425的水泥。

③施工中尽可能缩短加水拌和到碾压终了的延迟时间，最大不应超过2小时。

铺筑后的高程、厚度、横坡、压实度各项质量指标符合规定要求。

④ 洒水养生不宜少于7天基层表面始终保持湿润。

3、材料要求：①水泥:本工程采用标号32.5红水河牌水泥，水泥符合规定的技术标准。

② 碎石:对所用的碎石应预先筛分，颗粒级配符合要求，对碎石进行压碎值及含泥量试验须符合要求。

③水:使用生活饮用水。

④ 按设计要求做好配合比试验。

三、施工准备1、机械设备：水稳拌和站2座，装载车2辆，自卸车5辆（根据产量及摊铺能力随时调整），摊铺机1台，压路机（20t）1台，打夯机一台，洒水车一辆。

2、材料准备：将合格的碎石材料分类堆存在拌和站场地上存放备用。

3、原材料的试验①在水泥稳定土层施工前，应取所定料场中有代表性的土样进行下列试验：A、颗粒分析；B、液限和塑性指数；C、相对密度；D、击实试验；E、碎石的压碎值；②混合料的配合比设计确定各种混合料的最佳含水量和最大干（压实）密度，至少应做三个不同水泥剂量混合料的击实试验，即最小剂量、中间剂量和最大剂量。

某某道路工程
序号 1 路床底面土 2 路床80cm山皮石 3 20cm级配碎石 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 18cm水泥稳定碎石基层 18cm水泥稳定碎石基层 行车道 土基回弹模量30MPa 弯沉值266.2，压实度≥95% 弯沉值146.5，压实度≥95% 弯沉值53.2，压实度≥97%，7天无侧限抗压强度≥3.5MPa 水泥参考剂量5%，碎石最大粒径≤31.5mm，压碎值≤30% 弯沉值53.2，压实度≥97%，7天无侧限抗压强度≥3.5MPa 水泥参考剂量5%，碎石最大粒径≤31.5mm，压碎值≤30%
6cmAC-20C中粒式沥青混凝土面层 弯沉值≥25.3，压实度≥96% 4cmAC-13F细粒式玄武岩改性沥青混凝土面层 弯沉值≥23，压实度≥96% 人行道 素土压实 15cm级配碎石 6cmC15细石混凝土 3c防滑等级R3，相应防滑性能指标BRN≥65 花岗岩路牙A型、B型 干燥压缩强度≥100.0MPa，弯曲强度≥8.0MPa

水泥稳定碎石力学性能研究陈博【摘要】本文以贵州省瓮安至江口高速公路路面项目水泥稳定碎石工程为载体,通过大量的室内试验研究,分析了水泥稳定碎石不同水泥剂量、不同龄期以及不同级配与其无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量的关系.结果表明:(1)无论哪种级配类型的混合料,随着水泥剂量的增加,无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量都呈显著的增长趋势;而且随着龄期的增长,抗压强度也随之增加;(2)无论哪种级配类型的混合料,无论哪种水泥剂量,随着龄期的增长,混合料的无侧限抗压强度也随之增加;(3)悬浮密实型级配混合料在各种水泥剂量下其7天龄期的抗压强度都比骨架密实型级配混合料的强度大,但其后期强度增长较慢;(4)在水泥剂量一定的前提下,骨架密实型级配混合料的7天、28天、90天龄期的劈裂强度较小,悬浮密实型级配的劈裂强度较大;(5)在水泥剂量一定的前提下,悬浮密实型级配混合料后期抗压回弹模量较大.【期刊名称】《青海交通科技》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】5页(P62-66)【关键词】水泥剂量;龄期;无侧限抗压强度;劈裂强度【作者】陈博【作者单位】中交第二公路工程局有限公司陕西西安710119【正文语种】中文水泥稳定碎石由于其具有较多的优点，如强度高、稳定性好、刚度大、整体性好等，已被广泛的应用于我国的高速公路建设中，并成为高速公路基层的主要结构类型。

虽然有很多优点，但在实际施工过程中，一些地区片面的追求高强度、高模量，从而在经济可行的前提下尽可能多的加大水泥剂量，会导致水泥稳定碎石开裂等一系列问题，因此，研究不同水泥剂量、不同水泥稳定碎石级配、以及龄期对无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量的影响，对提高路面结构的疲劳寿命、服务水平具有一定的意义。

本文将以贵州省瓮安至江口高速公路为工程载体，通过工程实际所用的水泥、砂石料为原材料，按照既定的试验方案开展试验研究，以期揭示水泥剂量、碎石级配、不同龄期对无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量的影响规律。

水稳碎石论文低剂量水泥论文低剂量水泥稳定碎石强度分析摘要：本文低剂量水稳碎石采用2.5％~5％不等剂量的水泥用量，通过不同级配水稳碎石的7d无侧限抗压强度试验、28d无侧限抗压强度试验，提出低剂量水稳碎石合理的强度指标和适用于二、三等级道路的合理水泥剂量。

关键词：水稳碎石；低剂量；模量；水泥；基层一、水泥稳定碎石基层混合料强度形成分析混合料强度是水泥稳定碎石基层混合料配合比设计中的重要指标，是进行混合料组成设计的基础。

对于基层，首先要满足承重传荷的作用，其路用性能的其它方面必须在满足强度的基础上加以改善和提高。

水泥中的各种化合物遇水后，发生水化、凝结和硬化作用，生成物与集料胶结，经养生，形成一定强度的整体材料。

1．1 水泥水化1．硅酸三钙（c3s）生成的水泥硅酸钙呈凝胶状态，其钙硅比与反应过程液相中ca(oh)2的浓度、温度等因素有关。

在水泥的几种有效成分中，硅酸三钙是水泥强度的主要来源。

2．硅酸二钙（c2s）硅酸二钙水化速度较硅酸三钙慢，在饱和溶液中水化速度显著降低。

水化硅酸钙在高温高压下可由胶体状态转变为晶体状态，而常温下，需经长期硬化才可转变为晶体。

3．铝酸三钙（c3a）铝酸三钙遇水很快发生剧烈的水化反应，是各种组分中热量最大反应最快的物质，生成大量的方板状水化铝酸钙，反应式如下：3caoal2o3＋6h2o→3caoal2o36h2o4．铝酸四钙（c4af）铝酸四钙对材料抗折有利，能提高混合料的抗折强度。

c4af的水化反应如下：4caoal2o3fe2o3＋4h2o→3caoal2o3h2o+ caofe2o3h2o5．石膏（caso4 h2o）作用水泥中的c3s遇水后，迅速溶解成ca(oh)2，并很快形成饱和溶液。

此时，石膏也溶于水，形成石膏溶液。

c3a先与caso4作用，生成并析出难溶的针状三硫型水化硫铝酸钙，亦称钙矾石。

当石膏消耗殆尽或者其溶解度低于水化硫铝酸钙结晶速度时，一部分水化硫铝酸钙会析出caso4，形成六方板状的单硫型水化硫铝酸钙。

《水泥稳定碎石施工技术》
长安大学公路学院 郝培文 2006-7
一. 基本概念
半刚性基层:
用石灰,粉煤灰和水泥等结合料稳定土或处治碎砾石铺筑成的基层. 我国常用的是水泥稳定土和二灰稳定土,石灰稳定土.
半刚性基层沥青路面:
半刚性基层上铺筑厚度小于18厘米的柔性结构层.
组合式沥青路面:
在半刚性材料层上铺筑18-30厘米的柔性结构层.
混合料设计步骤
1,分别按下列五种水泥剂量配制同一级配不同的 混合料;
对于基层;3.5%,4%,4.5%,5%,5.5% 对于底基层;3%,3.5%,4%,4.5%,5% 2.确定各种混合料的最佳含水量和最大干密度. 3,按规定压实度分别计算不同水泥剂量的试件应
有的干密度. 4.按最佳含水量和计算得到的干密度制备试件.
用水泥稳定集料作基层时,水泥剂量宜为4-5.5%;底基层 水泥剂量宜为3-4%,水泥剂量一般不宜超过5.5%.水泥 的最小剂量宜等于或大于3%.
2006-7
长安大学公路学院
七.水泥稳定类材料的配组成
1.悬浮密实型水泥稳定类集料级配
编 通过下列筛孔(mm)的质量百分率,% 号
37.5 31.5 19.0 9.5 4.75 2.36 0.6 0.07 5
2.高速公路,一级公路的基层宜选用骨架密实型的稳定集 料.
3.二级和二级以下公路的基层和各级公路的底基层均可 采用悬浮密实型混合料.
4.均匀密实型稳定细粒土可用于二级及二级以下公路路 面的基层或底基层,但不能用于高速公路和一级公路的 基层.
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五.半刚性基层的一般规定
2.当V1>V2 时,为悬浮密实 当V1=V2时,为骨架密实 当V1<V2时,为骨架空隙

第42卷第8期2023年8月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.42㊀No.8August,2023垂直振动成型CTB-50水泥稳定碎石抗压强度增长规律及预测模型蒋应军1,王煜鑫1,周传荣1,李明杰2,杨㊀明2,蒋学猛3(1.长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室,西安㊀710064;2.河南省交通基本建设质量检测站,郑州㊀450016;3.陕西省交通工程咨询有限公司,西安㊀710003)摘要:为表征最大粒径为53mm 水泥稳定碎石(CTB-50)的抗压强度,评价了垂直振动试验方法(VVTM)的可靠性,研究了水泥稳定碎石抗压强度随水泥掺量㊁龄期的增长规律,建立了抗压强度增长方程及预测模型,并分析了级配类型对抗压强度的影响㊂结果表明:VVTM 试件抗压强度与试验段芯样相关性较高,可达91%左右;抗压强度随水泥掺量增加呈线性增大,在养护初期强度增长较快,60d 后强度趋于稳定;建立的抗压强度增长方程㊁预测模型与试验结果相关系数分别不小于0.982㊁0.976,预测值误差绝对值分别小于3%㊁6%;CTB-50的初始㊁极限抗压强度分别约为传统水泥稳定碎石(CTB-30)的1.25倍㊁1.09倍,相同的强度控制指标下,CTB-50可减少水泥用量,有利于降低工程造价,减少基层裂缝㊂关键词:路基工程;CTB-50水泥稳定碎石;垂直振动试验方法(VVTM);抗压强度;增长方程;预测模型中图分类号:U414㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)08-3045-10收稿日期:2023-04-23;修订日期:2023-06-12基金项目:陕西省创新能力支撑计划(2022TD-06);交通运输行业重点科技项目(2021-MS1-011);长安大学中央高校基本科研业务费专项资金资助(300102213401)作者简介:蒋应军(1975 ),男,博士,教授㊂主要从事道路与铁道工程研究㊂E-mail:jyj@通信作者:王煜鑫,硕士研究生㊂E-mail:2021121195@Compressive Strength Growth Law and Prediction Model for CTB-50Cement-Stabilized Macadam Based on Vertical Vibration CompressionJIANG Yingjun 1,WANG Yuxin 1,ZHOU Chuanrong 1,LI Mingjie 2,YANG Ming 2,JIANG Xuemeng 3(1.Key Laboratory of Highway Engineering in Special Region of Ministry of Education,Chang an University,Xi an 710064,China;2.Henan Province Traffic Infrastructure Quality Inspection Station,Zhengzhou 450016,China;3.Shaanxi Traffic Engineering Consulting Co.,Ltd.,Xi an 710003,China)Abstract :In order to characterize the compressive strength of cement-stabilized macadam with a maximum particle size of 53mm (CTB-50),the reliability of vertical vibration compression testing method (VVTM)was evaluated,and the growth law of cement-stabilized macadam compressive strength with cement dosage and age was studied.The growth equation and prediction model of compressive strength were established,and the influence of gradation type on compressive strength was analyzed.The results show that the compressive strength of VVTM specimens is highly correlated with the core samples of test section,up to about 91%.The compressive strength increases linearly with the increase of cement dosage.The strength increases rapidly at the initial curing stage and tends to be stable after 60d.The correlation coefficients of established compressive strength growth equation and prediction model with test results are not less than 0.982and 0.976,respectively,and the absolute values of predicted value errors are less than 3%and 6%,respectively.The initial and ultimate compressive strength of CTB-50are about 1.25times and 1.09times that of conventional cement-stabilized macadam (CTB-30),respectively.With the same strength control index,CTB-50can reduce the amount of cement,which is conducive to reducing the project cost and cracks of semi-rigid subgrade.3046㊀道路材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷Key words:subgrade engineering;CTB-50cement-stabilized macadam;vertical vibration testing method(VVTM);compressive strength;growth equation;prediction model0㊀引㊀言水泥稳定碎石凭借在技术及经济上的优势,被广泛应用于我国各等级公路基层㊂目前我国常用的水泥稳定碎石最大粒径为37.5mm(CTB-30),但其存在收缩开裂问题且尚未得到很好的解决[1-2]㊂理论上,骨料粒径越大,一则颗粒的比表面积越小,裹附㊁黏结骨料所需的水化产物越少,混合料水泥掺量越低,抗裂性㊁经济性㊁环保性更好;二则骨料间更易形成嵌挤骨架结构,触发颗粒移动所需外力更大,稳定性更强,力学性能及耐久性更好[3-4]㊂国计凯[4]㊁关笑楠[5]经研究认为增大骨料粒径可以提高水泥稳定碎石抗裂性能,课题组部分研究[6-9]也表明最大粒径为53mm的CTB-50比传统的CTB-30有更好的路用性能,有望缓解半刚性基层的开裂问题㊂力学性能是水泥稳定碎石主要路用性能之一,抗压强度作为水泥稳定碎石的重要力学性能指标,受到了研究人员的广泛关注㊂马士宾等[10]对微裂后水泥粉煤灰稳定碎石的力学性能变化规律进行了研究,结果表明:试件的力学强度随龄期增长而增大,且增长速率呈早期快㊁后期慢的规律;随粉煤灰掺量增加,试件的抗压㊁劈裂强度先增大后减小,抗压回弹模量有所降低㊂Deng等[11]研究了水泥掺量㊁养护龄期和级配类型对水泥稳定碎石力学强度的影响,结果表明:水泥稳定碎石力学强度随水泥掺量㊁养护龄期的增加而增大,相比于悬浮密实级配,骨架密实级配水泥稳定碎石的强度更高㊂朱挺等[12]通过设计正交试验分析了水泥掺量㊁压实度和级配对水泥稳定再生碎石抗压强度的影响,发现混合料抗压强度受水泥掺量和压实度影响较为显著,受级配(上限㊁中值㊁下限)影响较小㊂Xu等[13]研究了养护温度对水泥稳定碎石抗压强度的影响,结果表明,低温(10ħ)养护下试件的抗压强度增长速率小于标准温度(20ħ)养护的试件㊂Zhao等[14]㊁王洪国等[15]㊁董武等[16]对比分析了不同搅拌工艺对水泥稳定碎石抗压强度的影响,发现与常规搅拌混合料相比,振动搅拌混合料的强度更大,变异系数更低,微观结构更致密,孔隙分布更均匀且闭合程度更高㊂吕松涛等[17]㊁Sun等[18]研究了橡胶对水泥稳定碎石力学性能和抗裂性能的影响,结果表明:橡胶的掺入会降低水泥稳定碎石的7d抗压强度,但会增强其抗裂性能㊂吴启一等[19]研究了玄武岩纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石力学性能的影响,结果表明:混合料力学性能随纤维掺量增加先增强后减弱,当掺入纤维长度为18mm㊁掺量为集料总质量的0.1%时混合料力学性能增强效果最好㊂但以上有关抗压强度的研究多针对最大粒径Dɤ37.5mm的水泥稳定碎石展开,对最大粒径为53mm 的CTB-50抗压强度研究未见报道㊂此外,已有研究多基于静压法(static pressure method,SPM)展开,但SPM试件无法准确反映现场施工机械振动碾压成型的路面材料实际力学性能[20],而垂直振动试验方法(vertical vibration compression testing method,VVTM)试件与路面芯样相关程度较高[21-23]㊂抗压强度是水泥稳定碎石设计时的重要控制指标之一,研究并表征CTB-50的抗压强度具有实际意义㊂鉴于此,本研究以传统水泥稳定碎石(CTB-30)与超大粒径水泥稳定碎石(CTB-50)为研究对象,评价了不同成型方法(SPM㊁VVTM)试件与试验段芯样抗压强度的相关性,研究了水泥稳定碎石抗压强度增长规律,建立了抗压强度增长方程及预测模型,并分析了级配类型对抗压强度的影响,成果可供工程实践参考㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料与级配1.1.1㊀原材料试验用粗集料技术指标见表1,细集料技术指标见表2,水泥技术指标见表3㊂其中粗㊁细集料为陕西宝鸡顺通达矿业有限公司生产的石灰岩,粗集料按粒径大小分为五档,细集料规格为0~5mm,水泥采用陕西尧柏特种水泥有限公司生产的普通硅酸盐水泥P㊃O42.5㊂第8期蒋应军等:垂直振动成型CTB-50水泥稳定碎石抗压强度增长规律及预测模型3047㊀表1㊀粗集料技术指标Table 1㊀Technical index of coarse aggregateTechnical index Size /mm37.5~5331.5~37.519~31.59.5~19 4.75~9.5Apparent relative density 2.786 2.769 2.7612.731 2.729Flakiness content /% 2.17.57.112.9Water absorption rate /%0.410.590.91 1.690.79Crushing value /% 17.9 表2㊀细集料技术指标Table 2㊀Technical index of fine aggregateTechnical indexApparent relative density Lump content /%MB value /(g㊃kg -1)Test value 2.72800.8Canonical value ȡ2.5ɤ1.0ɤ1.0表3㊀水泥技术指标Table 3㊀Technical index of cementTechnical indexFineness%Stability /mm Setting time /min Compressive strength /MPa Flexural tensile strength /MPa InitialFinal 3d28d3d28dTest value 2.68 2.521942622.3048.20 5.808.06Canonical value ɤ10.0ɤ5.0ȡ45ɤ600ȡ21.0ȡ42.5ȡ4.0ȡ7.01.1.2㊀级配CTB-50和CTB-30级配见表4㊂其中CTB-30级配取自‘垂直振动法水泥稳定碎石设计施工技术规范“(DB 61/T 529 2011)中强嵌挤骨架密实级配范围中值,CTB-50级配由课题组经前期研究得到㊂表4㊀CTB-30和CTB-50的级配Table 4㊀Gradation of CTB-30and CTB-50Material Passing percentage /%53mm 37.5mm 31.5mm19mm 9.5mm 4.75mm 2.36mm 0.6mm 0.075mm CTB-50100.070.0 60.042.034.026.014.0 4.5CTB-30100.0100.094.064.042.032.024.012.0 4.51.2㊀试验方法1.2.1㊀试件成型方法图1㊀VVTE 构造Fig.1㊀Construction of VVTE垂直振动试验仪(vertical vibration compaction testing equipment,VVTE)构造见图1㊂经前期研究得到VVTE 的工作参数为:振动频率30Hz,名义振幅1.2mm,上车系统质量122kg,下车系统质量180kg,击实试验振动时间165s(确定最佳含水率和最大干密度),成型试件振动时间120s㊂CTB-50最大公称粒径为53mm,常规尺寸水泥稳定碎石试件(ϕ150mm ˑh 150mm)可能不再适合㊂根据初步试验,较大的试件尺寸(ϕ200mm ˑh 200mm)可消除尺寸效应的影响㊂因此,本研究CTB-50与CTB-30试件尺寸均为ϕ200mm ˑh 200mm㊂试件成型后,按‘公路工程无机结合料稳定材料试验规程“(JTG E51 2009)中T 0845 2009方法进行标准养护㊂3048㊀道路材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷1.2.2㊀无侧限抗压强度试验方法无侧限抗压强度试验按‘公路工程无机结合料稳定材料试验规程“(JTG E51 2009)中T 0805 1994进行,加载速率为1mm /min㊂试件无侧限抗压强度按式(1)计算㊂R c =F S (1)式中:R c 为试件无侧限抗压强度,MPa;F 为试件破坏时最大压力,N;S 为试件底面积,mm 2,按式(2)计算㊂S =14πD 2(2)式中:D 为试件直径,mm㊂1.3㊀VVTM可靠性评价图2㊀CTB-50芯样Fig.2㊀Core sample of CTB-50通过对比分析相同条件下室内成型试件与路面芯样7d 抗压强度R c7的相关性,评价VVTM 的可靠性㊂试验段位于郑西高速栾双段LSZCB-1项目段太平互通D 匝道,现场取回水泥稳定碎石湿混合料进行室内成型,将成型完毕的试件转移至现场,确保与现场养护条件尽可能接近㊂图2为试验段现场CTB-50芯样,其水泥掺量为3%(质量分数,下同),密度为2.381g /cm 3,振动击实试验确定的CTB-50最大干密度为2.421g /cm 3,可知芯样压实度为98%㊂不同试件和芯样的 R c7见表5㊂其中, R c7代表试件或芯样的7d 抗压强度平均值,C v 代表变异系数,R c0.95代表95%保证率的抗压强度代表值㊂‘公路工程无机结合料稳定材料试验规程“(JTG E51 2009)规定大尺寸试件抗压强度试验结果C v ɤ15%,表5中C v 均满足此要求㊂根据表5数据可知,与SPM 试件(相关性约69%)相比,VVTM 试件与现场芯样R c 相关性更高,可达91%左右,这表明VVTM 试件可较好地模拟现场施工工艺和碾压效果,更具代表性㊂此外,由表5还可以看出,CTB-50的抗压强度大于CTB-30,这可能是因为CTB-50的粒径较大,骨料间嵌挤力更强[5]㊂表5㊀不同试件和芯样的 R c7㊁C v 和R c0.95Table 5㊀ R c7,C v and R c0.95of different specimens and core samplesMaterial Molding sampleR c7/MPa C v /%R c0.95/MPa SPM sample 5.9 4.9 5.4CTB-50VVTM sample 7.8 4.87.2Core sample8.6 6.07.8SPM sample 4.4 5.6 4.0CTB-30VVTM sample 5.8 4.5 5.3Core sample 6.4 5.3 5.92㊀结果与讨论2.1㊀抗压强度增长规律水泥稳定碎石无侧限抗压强度R c 室内试验结果见表6,P s 代表水泥掺量㊂2.1.1㊀随水泥掺量增长规律根据表6绘制不同P s 下两种级配(CTB-50㊁CTB-30)水泥稳定碎石7㊁28d 龄期R c 增长曲线,见图3㊂由图3可知,CTB-50㊁CTB-30的R c 随P s 增加呈线性增大,此外,CTB-30和CTB-50强度拟合曲线斜率近似,截距差与强度差大致相同,CTB-50的R c 高于CTB-30,且随P s 增加,R c 差值几乎不变㊂这表明,两种水泥稳定碎石R c 差异与P s 相关性较低,级配类型主导了这种差异㊂这可能是因为,在CTB-50试件中,骨料压实形第8期蒋应军等:垂直振动成型CTB-50水泥稳定碎石抗压强度增长规律及预测模型3049㊀成的嵌挤结构强度比CTB-30更高㊂表6㊀水泥稳定碎石R c 试验结果Table 6㊀R c test results of cement stabilized macadamMaterial P s /%R c /MPa 0d 3d 7d 14d 28d 60d 90d 120d 1.5 3.4 5.57.68.79.510.410.911.32.03.5 6.19.210.511.612.613.213.8CTB-50 2.5 3.5 6.910.111.813.214.715.515.83.0 3.67.410.912.914.216.016.817.53.5 3.77.711.714.115.617.318.118.84.0 3.78.212.214.916.518.219.519.91.5 2.7 4.0 6.37.38.29.29.610.32.02.8 4.47.28.79.911.011.612.2CTB-30 2.5 2.8 4.88.19.610.912.413.214.03.0 2.85.08.910.712.214.014.815.33.5 3.0 5.69.511.713.615.616.217.04.0 3.0 6.210.112.615.117.118.118.6图3㊀不同P s 时R c 增长曲线Fig.3㊀R c growth curves at different P s 2.1.2㊀随龄期增长规律根据表6绘制不同龄期T 时CTB-50㊁CTB-30的R c 增长曲线,见图4㊂图4㊀不同龄期时R c 增长曲线Fig.4㊀R c growth curves at different ages3050㊀道路材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷由图4可知,随T 的增加,不同级配㊁不同P s 的水泥稳定碎石R c 增长规律相似,在养护初期(T <14d)增长较快,此阶段水泥水化反应最为剧烈,Ca(OH)2等水化产物较多,14d 后增长速度逐渐减缓,60d 后强度趋于稳定㊂此外,表6还列出了水泥稳定碎石初始强度(T =0d)R c0的室内试验结果,由表6㊁图4可知,水泥稳定碎石具有一定的初始强度,0d 时CTB-50㊁CTB-30的R c 差距最小,且随P s 增加,R c0的增长并不明显,这可能是因为,水泥水化反应还未完全开始,水化产物尚不多,骨料压实形成的骨架强度是试件强度的主要来源㊂2.2㊀抗压强度增长方程及预测模型2.2.1㊀强度形成机理水泥稳定碎石的强度是由水泥㊁骨料和水之间的多种相互作用所形成,包括物理作用㊁物理化学作用和化学作用等㊂物理作用包括混合料拌和㊁压实后骨料间的嵌挤作用等,物理化学作用包括骨料和水泥水化产物之间的黏附㊁水化产物的凝结硬化作用等,化学作用包括水泥水化与凝结硬化㊁离子交换反应和火山灰反应等㊂在水泥稳定碎石养护初期,初始强度R c0主要由骨料间的嵌挤力及少量水化产物的黏聚力构成,随T 的增加,水泥水化㊁凝结硬化等化学作用持续进行,水化产物不断形成,强度不断增大,直至水泥熟料用尽时,强度不再增加,即达到极限强度R c ɕ㊂2.2.2㊀强度增长方程基于以上分析,假设水泥稳定碎石存在抗压强度增长方程,并满足三个边界条件(见式(3)),由此建立水泥稳定碎石抗压强度增长方程,见式(4)[11]㊂R c T =R c0,T =0R c T =R c ɕ,T =ɕR c0<R c ɕìîíïïï(3)R c T =R c ɕ-R c ɕ-R c0λc ㊃T +1(4)式中:R c T 为龄期为T 时的抗压强度,MPa;λc 为强度增长方程回归系数㊂采用式(4)方程对表6中数据进行拟合,得到水泥稳定碎石极限抗压强度R c ɕ及强度增长方程回归系数λc ,结果列于表7,其中R 2为相关系数㊂由表7可知,拟合得到的水泥稳定碎石R c 随T 的增长方程相关系数均不小于0.982,表明式(4)可较好地描述水泥稳定碎石R c 增长规律㊂表7㊀水泥稳定碎石R c 增长方程参数Table 7㊀R c growth equation parameters of cement-stabilized macadam Material P s /%R c ɕ/MPa λc R 21.511.50.1320.9912.014.00.1400.988CTB-50 2.516.30.1310.9953.017.90.1300.9923.519.30.1350.9944.020.60.1330.9941.510.60.0980.9822.012.70.1000.988CTB-30 2.514.50.0970.9853.016.10.1010.9873.517.90.0980.9934.019.80.0950.9972.2.3㊀强度预测模型根据表6㊁表7计算不同T 时水泥稳定碎石R c T 与R c ɕ比值,见表8㊂考虑不同T 时R c T /R c ɕ的均值,绘制R c T /R c ɕ与ln(T +1)的曲线,见图5㊂第8期蒋应军等:垂直振动成型CTB-50水泥稳定碎石抗压强度增长规律及预测模型3051㊀表8㊀不同龄期时水泥稳定碎石R c T /R c ɕ结果Table 8㊀R c T /R c ɕresults of cement-stabilized macadam at different ages Material P s /%R c T /R c ɕ0d 3d 7d 14d 28d 60d 90d 120d 1.50.300.480.660.760.830.900.950.982.00.250.440.660.750.830.900.940.99CTB-50 2.50.210.420.620.720.810.900.950.973.00.200.410.610.720.790.890.940.983.50.190.400.610.730.810.900.940.974.00.180.400.590.720.800.880.950.971.50.250.380.590.690.770.870.910.972.00.220.350.570.690.780.870.910.96CTB-30 2.50.190.330.560.660.750.860.910.973.00.170.310.550.660.760.870.920.953.50.170.310.530.650.760.870.910.954.00.150.310.510.640.760.860.910.94由图5可知,R c T /R c ɕ与ln(T +1)曲线近似服从幂函数㊂因此,可假设水泥稳定碎石R c T /R c ɕ-T 存在式(5)所示函数关系㊂R c T R c ɕ=A [ln B (T +1)+C ],T ɤ120d (5)式中:A ㊁B ㊁C 为回归系数㊂采用式(5)对表8中数据进行拟合,结果见表9,回归曲线见图6,其中,R 2为相关系数㊂图5㊀R c T /R c ɕ-ln(T +1)关系Fig.5㊀Relationship between R c T /R c ɕand ln(T +1)图6㊀R c T /R c ɕ-T 拟合关系Fig.6㊀R c T /R c ɕand T fitting relationship ㊀㊀由表9㊁图6可知,采用式(5)对水泥稳定碎石R c T /R c ɕ-T 进行拟合,相关系数R 2均不小于0.976,表明所建立的R c 预测模型式(6)可较好地预测任意龄期时水泥稳定碎石的抗压强度㊂表9㊀R c T /R c ɕ-T 拟合回归系数Table 9㊀R c T /R c ɕ-T fitting regression coefficientMaterial Regression parameter A B C R 2CTB-500.2100.837 1.0070.978CTB-300.1690.992 1.0410.976CTB-50:R c T R c ɕ=0.210[ln 0.837(T +1)+1.007],T ɤ120d CTB-30:R c T R c ɕ=0.169[ln 0.992(T +1)+1.041],T ɤ120d ìîíïïïï(6)3052㊀道路材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷为便于研究成果的应用,根据R c7测试结果对式(6)进行转化㊂由表8可知,CTB-50㊁CTB-30的R c7与R c ɕ之比的均值分别为0.62㊁0.55,则预测模型式(6)可转换为式(7)㊂CTB-50:R c T R c ɕ=0.339R c7[ln 0.837(T +1)+1.007],T ɤ120d CTB-30:R c T R c ɕ=0.307R c7[ln 0.992(T +1)+1.041],T ɤ120d ìîíïïïï(7)同理,也可根据表8中3d 龄期抗压强度试验结果R c3对式(6)进行转化,限于篇幅,此处不再赘述㊂2.3㊀方程及模型可靠性分析2.3.1㊀强度增长方程可靠性分析为评价R c 强度增长方程的可靠性,选取P s 为3%,T 分别为14㊁60㊁120d 的水泥稳定碎石的R c 实测值,并计算预测值及误差,结果见表10㊂由表10可知,R c 增长方程的预测值误差绝对值小于3%,说明式(4)方程较为准确㊂表10㊀不同龄期时R c 增长方程预测值及误差Table 10㊀Predicted values and errors of R c growth equation at different ages Material 14d 60d120d R c /MPa Measured value Predicted value Error /%R c /MPa Measured value Predicted value Error /%R c /MPa Measured value Predicted value Error /%CTB-5012.912.83-0.5416.016.28 1.7517.517.04-2.63CTB-3010.710.59-1.0314.014.22 1.5715.315.09-1.372.3.2㊀强度预测模型可靠性分析为评价R c 预测模型的可靠性,选取P s 为3%,T 分别为14㊁60和120d 的水泥稳定碎石的R c 实测值,并计算预测值及误差,结果见表11㊂由表11可知,R c 预测模型的预测值误差绝对值小于6%,表明当级配类型㊁P s 及R c7已知时,式(7)可较为准确地预测水泥稳定碎石任意龄期时的R c ㊂因此,R c 预测模型可有效缩短试验时间,减少测试量,在一定程度上避免了长期R c 的测试,具有广泛的适用性㊂表11㊀不同龄期时R c 预测模型预测值及误差Table 11㊀Predicted values and errors of R c prediction model at different ages Material 14d 60d120d R c /MPa Measured value Predicted value Error /%R c /MPa Measured value Predicted value Error /%R c /MPa Measured value Predicted value Error /%CTB-5012.912.23-5.1916.015.78-1.3817.517.45-0.29CTB-3010.710.18-4.8614.013.95-0.3615.315.78 3.142.4㊀级配类型影响研究根据表6㊁表7数据计算相同条件下CTB-50与CTB-30的R c 比值r c ,见表12㊂表12㊀CTB-50与CTB-30的R c 比值Table 12㊀R c ratio of CTB-50to CTB-30P s /%r c 0d 3d 7d 14d 28d 60d 90d 120d ɕ1.5 1.26 1.38 1.21 1.19 1.16 1.13 1.14 1.10 1.082.0 1.25 1.39 1.28 1.21 1.17 1.15 1.14 1.13 1.102.5 1.25 1.44 1.25 1.23 1.21 1.19 1.17 1.13 1.123.0 1.29 1.48 1.22 1.21 1.16 1.14 1.14 1.14 1.113.5 1.23 1.38 1.23 1.21 1.15 1.11 1.12 1.11 1.084.0 1.23 1.32 1.21 1.18 1.09 1.06 1.08 1.07 1.04Average value1.25 1.40 1.23 1.20 1.16 1.13 1.13 1.11 1.09第8期蒋应军等:垂直振动成型CTB-50水泥稳定碎石抗压强度增长规律及预测模型3053㊀图7㊀R c7-P s 关系Fig.7㊀Relationship between R c7and P s ㊀㊀由表12可知,CTB-50的抗压强度大于CTB-30,表5中数据也证明了这一点㊂CTB-50的R c0㊁R c ɕ分别约为CTB-30的1.25倍㊁1.09倍,随T 的增长,r c 平均值先增大后减小,在养护初期CTB-50的强度优势较为明显㊂这可能是因为:养护初期试件强度主要由骨架强度构成,CTB-50较CTB-30骨料粒径更大,压实后骨料间嵌挤情况更好,形成的骨架结构强度更大,表现为CTB-50的初期强度更高;但随T 的增长,水泥水化反应逐渐深入,对强度形成的贡献主要由水化产物的黏聚力提供,水化产物总量一定,由级配因素带给CTB-50的强度优势逐渐减弱[5,7]㊂根据表6绘制CTB-50㊁CTB-30的R c7与P s 关系见图7㊂由图7可知,在相同的强度控制指标下,即CTB-50㊁CTB-30要达到相同的R c7,CTB-50对应的P s 小于CTB-30㊂如水泥稳定碎石R c7要求不小于8MPa,则CTB-50㊁CTB-30的最小水泥掺量分别为1.6%㊁2.4%,前者可减少33%的水泥消耗㊂较小的水泥用量,不仅能降低工程造价,还有利于降低温缩㊁干缩系数,减少基层裂缝[24-26]㊂3㊀结㊀论1)VVTM 试件与现场芯样抗压强度相关性可达91%左右,而SPM 试件与现场芯样抗压强度相关性约为69%,VVTM 可较好地模拟现场施工工艺和碾压效果,更具代表性㊂2)水泥稳定碎石抗压强度随水泥掺量增加呈线性增大,在养护初期(T <14d)强度增长较快,14d 后增长速度逐渐减缓,60d 后强度趋于稳定㊂3)建立的抗压强度增长方程㊁预测模型与试验结果相关系数分别不小于0.982㊁0.976,预测值误差绝对值分别小于3%㊁6%,在确定水泥掺量㊁级配类型及短期强度后,可较为准确地预测水泥稳定碎石各龄期时的抗压强度㊂4)CTB-50的初始㊁极限抗压强度分别约为CTB-30的1.25倍㊁1.09倍;在相同的强度控制指标下,CTB-50水泥用量较少,有利于降低工程造价,减少基层裂缝㊂参考文献[1]㊀JIANG Y J,WANG H T,YUAN K J,et al.Research on mechanical properties and influencing factors of cement-graded crushed stone usingvertical vibration compaction[J].Materials,2022,15(6):2132.[2]㊀ZHENG Y X,ZHANG P,CAI Y C,et al.Cracking resistance and mechanical properties of basalt fibers reinforced cement-stabilized macadam[J].Composites Part B:Engineering,2019,165:312-334.[3]㊀雷㊀力.大粒径集料嵌锁型材料的防裂扩展机理及应用研究[D].武汉:武汉理工大学,2019.LEI L.Study on crack propagation mechanism and application of large-size aggregate interlocking materials[D].Wuhan:Wuhan University ofTechnology,2019(in Chinese).[4]㊀国计凯.超大粒径嵌挤结构水稳破口砾石路面基层试验研究[D].邯郸:河北工程大学,2018.GUO J K.Experimental study on the primary test of gravel pavement with super-large size inlaid structure[D].Handan:Hebei University ofEngineering,2018(in Chinese).[5]㊀关笑楠.大粒径水泥稳定碎石抗裂性能试验研究[D].杭州:浙江大学,2006.GUAN X N.Research on crack resistance behavior of cement treated large crushed stone [D].Hangzhou:Zhejiang University,2006(inChinese).[6]㊀JIANG Y J,TIAN T A,DENG C Q,et al.Effects of cement content,curing period,gradation,and compaction degree on mechanical behaviorof cement-stabilized crushed gravel produced via vertical vibration test method[J].Advances in Civil Engineering,2020,2020:1-13.[7]㊀蒋应军,李明杰,张俊杰,等.水泥稳定碎石强度影响因素[J].长安大学学报(自然科学版),2010,30(4):1-7.JIANG Y J,LI M J,ZHANG J J,et al.Influence factors of strength properties of cement stabilization of crushed aggregate[J].Journal ofChang an University (Natural Science Edition),2010,30(4):1-7(in Chinese).3054㊀道路材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷[8]㊀杨㊀明,蒋应军,李明杰,等.CTB-50水泥稳定碎石抗冻性能研究[J].公路,2023,68(1):46-51.YANG M,JIANG Y J,LI M J,et al.Research on frost resistance of CTB-50cement stabilized macadam[J].Highway,2023,68(1):46-51 (in Chinese).[9]㊀毕玉峰,聂晨亮,蒋应军,等.超大粒径CTB-50劈裂强度增长规律与影响因素[J].公路,2022,67(9):38-43.BI Y F,NIE C L,JIANG Y J,et al.Growth law of splitting strength and influencing factors of super-large particle size CTB-50[J].Highway, 2022,67(9):38-43(in Chinese).[10]㊀马士宾,张晓云,曲㊀磊,等.微裂后水泥粉煤灰稳定碎石力学性能变化规律研究[J].硅酸盐通报,2018,37(12):3781-3788.MA S B,ZHANG X Y,QU L,et al.Study on mechanical properties of cement fly ash gravel stabilized macadam after microcracking[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society,2018,37(12):3781-3788(in Chinese).[11]㊀DENG C Q,JIANG Y J,LIN H W,et al.Mechanical-strength-growth law and predictive model for cement-stabilized macadam[J].Constructionand Building Materials,2019,215:582-594.[12]㊀朱㊀挺,赵建明,陈晓清,等.水泥稳定再生碎石无侧限抗压强度的正交试验研究[J].公路,2022,67(8):77-81.ZHU T,ZHAO J M,CHEN X Q,et al.Orthogonal experimental study on unconfined compressive strength of cement stabilized recycled macadam[J].Highway,2022,67(8):77-81(in Chinese).[13]㊀XU Y L,YANG G A,ZHAO H pressive strength gain behavior and prediction of cement-stabilized macadam at low temperature curing[J].Journal of Advanced Transportation,2020,2020:1-10.[14]㊀ZHAO K Y,ZHAO L J,HOU J R,et al.Impact of mixing methods and cement dosage on unconfined compressive strength of cement-stabilizedmacadam[J].International Journal of Concrete Structures and Materials,2022,16(1):1-16.[15]㊀王洪国,苏纪壮,张㊀民,等.振动搅拌对掺铁尾矿砂水泥稳定碎石混合料的影响研究[J].硅酸盐通报,2021,40(12):4209-4216.WANG H G,SU J Z,ZHANG M,et al.Effect of vibration mixing on iron tailing cement stabilized macadam mixture[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society,2021,40(12):4209-4216(in Chinese).[16]㊀董㊀武,谢诗元,赵利军,等.振动对水泥稳定碎石搅拌过程和性能的影响[J].中国公路学报,2019,32(5):181-190.DONG W,XIE S Y,ZHAO L J,et al.Influence of vibration on mixing process of cement stabilized macadam and its performance[J].China Journal of Highway and Transport,2019,32(5):181-190(in Chinese).[17]㊀吕松涛,王双双,王盘盘,等.橡胶-水泥稳定碎石持强增韧特性研究[J].中国公路学报,2020,33(11):139-147.LYU S T,WANG S S,WANG P P,et al.Strength and toughness of rubber-cement stabilized macadam[J].China Journal of Highway and Transport,2020,33(11):139-147(in Chinese).[18]㊀SUN X Y,WU S Y,YANG J,et al.Mechanical properties and crack resistance of crumb rubber modified cement-stabilized macadam[J].Construction and Building Materials,2020,259:119708.[19]㊀吴启一,姚华彦,扈惠敏,等.玄武岩纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石力学性能的影响[J].硅酸盐通报,2022,41(1):192-198.WU Q Y,YAO H Y,HU H M,et al.Effect of basalt fiber on mechanical properties of cement stabilized porous basalt macadam[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society,2022,41(1):192-198(in Chinese).[20]㊀李㊀智,刘㊀健,靖红晨,等.基于微观骨架指标的水泥稳定碎石振动成型时间研究[J].建筑材料学报,2019,22(4):553-558.LI Z,LIU J,JING H C,et al.Vibration compaction time of cement-stabilized crushed rock material based on micro-skeleton indices[J].Journal of Building Materials,2019,22(4):553-558(in Chinese).[21]㊀JIANG Y J,YUAN K J,DENG C Q,et al.Fatigue performance of cement-stabilized crushed gravel produced using vertical vibration compactionmethod[J].Journal of Materials in Civil Engineering,2020,32(11):04020318.[22]㊀DENG C Q,JIANG Y J,YUAN K J,et al.Mechanical properties of vertical vibration compacted lime-fly ash-stabilized macadam material[J].Construction and Building Materials,2020,251:119089.[23]㊀WANG F Y,PANG W C,FANG Y A,et parative research on mechanical properties and void distribution of cement stabilized macadambased on static pressure and vibration compaction[J].Applied Sciences,2020,10(24):8830.[24]㊀郑大为,刘㊀畅,李翱翔.水泥稳定碎石收缩性能试验研究[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2017,36(3):292-296.ZHENG D W,LIU C,LI A X.Research on shrinkage deformation properties of cement-stabilized macadam[J].Journal of Liaoning Technical University(Natural Science),2017,36(3):292-296(in Chinese).[25]㊀于保阳,王㊀宇,张丽萍.低剂量水泥稳定碎石混合料收缩性能试验[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2016,35(3):283-288.YU B Y,WANG Y,ZHANG L P.Low doses of cement stabilized macadam roadbase-shrinkage performance research[J].Journal of Liaoning Technical University(Natural Science),2016,35(3):283-288(in Chinese).[26]㊀张敏江,王新波,王㊀丹,等.水泥剂量对半刚性基层沥青路面反射裂缝的影响[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2006,22(5):718-721.ZHANG M J,WANG X B,WANG D,et al.The influence of cement dosage of semi-rigidity base course on reflective cracking in asphalt pavement[J].Journal of Shenyang Jianzhu University(Natural Science),2006,22(5):718-721(in Chinese).。

由公式可以看出，表征基层（抗剪）强度（R）的大小取决于基层材料 的粘聚性（c）,和材料的內摩阻力（φ），也就是说c值和φ值越大，基层 强度越高；
有助于φ值增大的因素是基层中粒状材料颗粒之间能够很好的形成“嵌 挤”和“咬合”结构，从而有效提高集料颗粒间的摩阻力，这就是二灰类材 料强度集料用量要在80%以上，继而形成骨架结构的原因所在；
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干缩
收缩特性
干缩裂缝，反射至路面影响路面使用性能
干缩使拌和碾压时间缩短，不利于施工控制
湿涨干缩是材料的属性。无论是水泥稳定基层还是其他 半刚性材料都不可避免，但可以通过实验探索干缩的规律， 尽量避免路面反射裂缝或减少裂缝的产生；也可以通过实验 找到拌合及碾压的延迟时间，实现对施工的有效控制。
石灰类基层材料结构强度形成原理
综上所述，石灰加入土中以后，经过物理作用、物理化学 作用特别是化学作用后，使松散的土颗粒发生团聚，井生 成凝胶物质，构成初步的凝胶结构。随龄期的增长，各种 产物结晶体产生井不断发育生长，形成结晶体的网架结构 。龄期的继续发展，凝胶物结构层加厚，结晶的网架结构 加密，发展成了凝胶——结晶的网状混合结构，并逐渐向 结晶缩合结构转化，使整个结构的强度、刚度和水稳性得 到不断提高和发展。
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温缩
收缩特性
水泥稳定基层受日温差或季节性温差的影响， 产生温缩裂缝。
严重的温缩影响结构稳定性，缩短使用寿命
有研究表明：水泥稳定碎石材料的收缩系数与组 成材料的粒径大小有关。集料粒径较大其温度收 缩系数小; 随着集料粒径的减 小, 尤其是填料部分的细粒土成分偏高, 收缩系数 也大。
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这种交换反应的结果导致土的分散性降低和粘聚性 提高，土的微团粒结构强度和稳定性得以提高，是 造成石灰土早期变化的主要原因。

文章编号:1671-7619(2018)02-0027-05水泥稳定碎石的强度和模量随龄期变化规律普布贵吉(广东省长大公路工程有限公司,广州510620)摘要:为了有效预防沥青路面的早期损坏,针对水泥稳定类基层的设计㊁施工控制和验收等指标存在的差异,通过室内试验,揭示水泥稳定碎石基层材料的无侧限抗压强度和抗压回弹模量随龄期的变化规律㊂结果表明:水泥稳定碎石基层材料的无侧限抗压强度和抗压回弹模量均随着龄期的增长而增长,两者的变异系数都随着龄期的增长而减小,并且其无侧限抗压强度和抗压回弹模量之间有着密切的关系㊂关键词:水泥稳定碎石;基层;强度;模量;龄期中图分类号:U416.212 文献标志码:A基金项目:广东省交通运输厅科技项目(编号:科技-2013-01-002)㊂作者简介:普布贵吉(1978.05-),男,藏族,大专学历,助理工程师,主要从事公路工程施工管理工作,E-mail:20426953@㊂0　引言水泥稳定碎石作为一种半刚性材料,在道路基层填筑中应用广泛,受经济和技术制约,今后也将作为主导性基层材料应用于高等级公路和一般公路㊂水泥稳定碎石结构是由水泥胶浆和粗细骨料经物理作用拌合而成的一种混合材料组成,通常作为路面和土质路基的过渡层,能有效地将路面和路基结合形成有机整体[1-2]㊂水泥稳定碎石材料其力学性能复杂,受养生龄期的影响非常显著,我国现行规范在设计㊁施工㊁和验收过程中对半刚性基层材料的力学性能进行评价的时候,对其龄期都进行了相应的规定[3-4]㊂在半刚性沥青路面设计时规范中规定水泥稳定类基层结构采用90d 的无侧限抗压回弹模量,然而对于施工过程中,一般采用7d 的无侧限抗压强度来表征基层材料的强度性能[5-8]㊂问题的根源在于沥青路面施工过程中,受施工因素的制约,水泥稳定基层铺筑完毕后到路基交工验收时不能确保其龄期刚好达到养护标准90d,从而造成了设计㊁施工与交工验收时控制指标的不一致性㊂本文依托广佛肇高速公路建设项目,运用振动压实机成型试件,通过室内试验测试水泥稳定碎石在不同龄期下的无侧限抗压强度和抗压回弹模量,进一步分析了两者随龄期的变化关系,并提出采用这两个指标作为半刚性水稳基层设计㊁施工和交工验收进行质量控制的方法㊂1　试验简介1.1　试件制备1.1.1　试件原材料水泥:润丰牌P㊃F32.5粉煤灰硅酸盐水泥㊂碎石集料:20~30mm 碎石㊁10~20mm 碎石㊁5~10mm 碎石㊁0~5mm 石屑,产地均为高良石场㊂水:饮用水㊂各种材料的技术指标均满足规范要求,试验结果汇总如表1㊂表1　水泥和集料试验结果材料名称表观密度/(g /cm 3)表干密度/(g /cm 3)毛体积密度/(g /cm 3)针片状含量/(%)压碎值/(%)<0.075/(%)吸水率/(%)20~30mm 碎石 2.702 2.680 2.66810.20.20.4710~20mm 碎石 2.699 2.670 2.65413.722.20.30.635~10mm 碎石 2.699 2.667 2.64813.1 0.20.720~5mm 碎石2.6962.6342.5989.8 1.39水泥初终凝时间/mm安定性强度/MPa 细度/(%)238/3850.5 4.3/17.9 1.8㊃72㊃2018年第2期 广东公路交通Guangdong Highway CommunicationsVol.44No.2Apr.2018对水泥稳定碎石材料的矿料各规格组成进行筛分实验,从而确定各集料的通过百分率㊂根据级配上㊁下限并依据筛分结果给予调整取合成级配作为最优配合比设计㊂水稳碎石矿料级配见表2,水稳碎石合成级配曲线如图1㊂表2　水稳碎石矿料级配筛孔尺寸/mm各集料通过百分率/(%)0~5mm 碎石5~10mm 碎石10~20mm 碎石20~30mm 碎石合成级配通过百分率/(%)31.5100.0100.0100.0100.0100.0100~10019100.0100.094.67.176.268~869.5100.092.99.1 2.950.338~584.7590.88.3 1.40.933.525~352.3659.0 2.30.60.321.216~280.626.40.40.60.39.58~150.0759.80.20.20.23.60~5掺配比例/(%)35.013.028.024.0--图1　水稳碎石合成级配曲线1.1.2　试件成型无侧限抗压强度和抗压回弹模量试验中,对于水泥稳定碎石试件尺寸形状,明确约定为圆柱形试件,试件尺寸为直径×高=150mm×150mm;水泥稳定碎石级配经试配搅拌均匀后,通过振动压实机成型圆柱型试件;成型的试件都严格按98%的压实度进行质量控制用于测试试验,对于不满足的予以剔除;试件成型后即放置于标准养护室内进行养生,试验前浸水24h 后方可用于试验[9-10]㊂水稳试件振动成型及水稳试件样图如图2和图3㊂图2　振动成型机图3　试验芯样1.2　试验方法运用多功能材料试验系统(MTS)对水稳试件的无侧限抗压强度和抗压回弹模量进行测试,整个试验过程由计算机编程自动控制,配套有温控系统(Tenny 环境箱,温控精度为±0.2℃)及数据采集系统,试验过程采用位移控制模式,加载速率为1mm /min [11-13]㊂水泥稳定碎石试验如图4㊂图4　水泥稳定碎石试验2　试验方案及结果分析2.1　重型击实试验在水稳碎石试件成型之前,需通过重型击实㊃82㊃2018年第2期 广东公路交通 总第155期试验来确定其最大干密度和最佳含水率,从而得到最优级配设计用于成型水稳试件㊂根据试验规程,选取水泥剂量4.0%㊁4.5%㊁5.0%㊁5.5%㊁6.0%五个类别分别与矿料的合成级配拌合,经振动压实成型试件用以开展重型击实试验,从而可确定特定水泥剂量下水稳碎石的最大干密度和最佳含水量㊂各水泥剂量下重型击实试验结果见表3㊂表3　各水泥剂量重型击实试验结果水泥剂量/(%)最大干密度/(g /cm 3)最佳含水量/(%)4.0% 2.324 4.94.5% 2.326 5.15.0% 2.337 5.45.5% 2.338 5.36.0%2.3405.52.2　确定最佳水泥用量依据重型击实试验结果,对不同水泥剂量下成型的试件进行无侧限抗压强度试验㊂各水泥剂量下的强度试验结果见表4㊂表4　水稳碎石无侧限抗压强度试验结果水泥剂量/(%)强度平均值/MPa 标准差/MPa变异系数/(%)95%保证率值/MPa 是否满足要求4.0 3.70.1995.389 3.4不满足4.5 4.20.186 4.236 4.1满足5.0 5.00.171 3.482 4.6满足5.5 5.40.236 4.369 5.0满足6.05.80.264 4.5415.4满足根据试验结果表3和表4,可知随着水泥剂量的增加,抗压强度均值逐渐增大,水泥剂量取5.0%时,抗压强度均值增长幅度最为显著;基于水泥剂量的用量一定程度上将会对半刚性基层的温度收缩裂缝产生较大影响[14],考虑到施工现场,综合研究考虑选取最佳水泥用量为5.0%,最大干密度为2.337g /cm 3,最佳含水量为5.4%㊂2.3　不同龄期无侧限抗压强度试验对养护时间为3d㊁7d㊁14d㊁28d㊁60d㊁90d共六个龄期值的水稳试件分别测试其无侧限抗压强度,试验结果汇总见表5㊂通过对试验数据结果进行拟合分析,可得到不同龄期下无侧限抗压强度变化规律(图5)以及不同龄期下试件无侧限抗压强度的变异系数变化规律(图6)㊂表5　无侧限抗压强度试验数据龄期/d 各平行试验抗压强度/MPa平均值/MPa平均方差变异系数/(%)3 3.7 2.9 2.8 2.8 3.00.4414.6673.54.2 4.3 3.7 3.90.399.93145.4 4.7 4.6 4.8 4.90.367.3628 4.9 5.7 5.3 5.5 5.40.356.4260 5.6 5.4 5.9 6.0 5.70.28 4.8690 5.76.05.75.95.80.152.63图5　不同龄期无侧限抗压强度变化规律图6　不同龄期无侧限抗压强度变异系数㊃92㊃2018年第2期普布贵吉:水泥稳定碎石的强度和模量随龄期变化规律总第155期(1)根据图5可知,无侧限抗压强度其增长速度在前14d 较快,在14~90d 增长较慢,并在第90d 时趋于稳定;试验中3d 的强度均值远小于90d 的强度均值,强度均值随着龄期的增加不断增大,且前期增长速度较快,随着龄期的继续延长,强度均值逐步趋于稳定㊂(2)根据图6水稳碎石的无侧限抗压强度变异系数变化规律可知,随着养生龄期的增加,各平行试验的强度值离散性逐渐趋于平稳,强度变异系数不断减小,90d 的变异系数相比3d 的变异系数降低幅度显著㊂表明无侧限抗压强度试验前期强度离散性远大于后期,对于水稳碎石等半刚性基层材料施工铺筑完毕后应有充足的养生龄期㊂2.4　不同龄期抗压回弹模量试验对养护时间为3d㊁7d㊁14d㊁28d㊁60d㊁90d共六个龄期值的水稳试件分别测试其抗压回弹模量,试验结果汇总见表6㊂通过对试验数据结果进行拟合分析,可得到不同龄期下抗压回弹模量变化规律(图7)以及不同龄期下试件抗压回弹模量的变异系数变化规律(图8)㊂表6　抗压回弹模量试验结果龄期/d 各平行试验回弹模量/MPa 平均模量/MPa平均方差变异系数/(%)318301357156015781581193.7612.26720031913194522922038173.228.501422372048235424372269168.837.442827052458266523872554155.16 6.086035593832377538763761140.55 3.749041684278449642754304137.693.20图7　不同龄期下试件抗压回弹模量变化规律图8　不同龄期下试件抗压回弹模量变异系数(1)根据图7可知,抗压回弹模量试验中3d的模量平均值远小于90d 的模量平均值,随着龄期的增加模量平均值不断增大,在3d 到90d 的龄期内,回弹模量增长曲线呈线性变化,在很长一段时间内,模量均值仍缓慢增长㊂(2)根据图8水稳碎石的抗压回弹模量变异系数变化规律可知,随着养生龄期的不断增加,各平行试验的模量均值离散性逐渐趋于平稳,强度变异系数不断减小,90d 的变异系数相比3d 的变异系数降低幅度显著㊂表明抗压回弹模量试验前期强度离散性远大于后期,对于水稳碎石等半刚性基层材料施工铺筑完毕后应保障充足的养生龄期㊂2.5　不同龄期无侧限抗压强度与抗压回弹模量之间的关系在各种试验条件均相同情况下,进行了无侧限抗压强度和抗压回弹模量试验,通过对试验数据进行分析,养生龄期对水泥稳定类碎石材料的力学性能影响非常显著㊂随着龄期的增长,抗压强度和回弹模量能得到充分的拓展,并且两者的离散性随龄期增长都逐渐减小,集中表现为变异系数随龄期增长逐渐减小㊂不同点是:无侧限抗压强度试验中所采用的是以1mm /min 的匀速连续加载方式,直至试件被破坏;抗压回弹模量试验中所采用的是在0.5~0.7MPa 的压力条件下对试件进行逐级加载和卸载的试验方法㊂不同的试验过程由于所采用的加载方式不㊃03㊃2018年第2期 广东公路交通 总第155期同,试件所经历的变形阶段也会不同㊂对于无侧限抗压强度试验,试验过程是连续加载,试验过程中试件经历的变形为:弹性变形→塑性变形→强度破坏,该试验测试的是水稳材料所承受的最大破坏压力㊂但采用分级加载卸载的方式进行抗压回弹模量试验,试件的变形主要呈现为弹性阶段的变形,评价的是在弹性变形阶段的力学性能,从而确定材料在弹性变形阶段可以承受的最大破坏压力㊂虽然无侧限抗压强度和抗压回弹模量所体现材料的性质是不同的,但两者之间也存在着紧密的联系,在对水泥稳定类基层材料进行设计㊁施工和验收的过程中,可以采取将两者相结合作为控制指标来指导工程应用㊂3　结语通过对水泥稳定碎石材料的无侧限抗压强度和抗压回弹模量试验,探讨了不同龄期下两者的变化规律㊂得出以下结论:(1)无侧限抗压强度均值随龄期的增加而不断增大,其增长速度在前14d较快,在14d~90d增长较为缓慢,并在第90d时趋于稳定;随着龄期的增加,抗压强度变异系数不断减小,表明各平行试验的抗压强度离散性随龄期增长逐渐趋于平稳㊂(2)抗压回弹模量均值随龄期的增加而不断增大,在3d到90d的龄期内,回弹模量增长曲线呈线性变化,在很长一段时间内,模量均值仍缓慢增长㊂90d的变异系数相比3d的变异系数降低幅度显著,表明抗压回弹模量试验前期强度离散性远大于后期㊂(3)无侧限抗压强度和抗压回弹模量所体现材料的性质是不同的,但两者之间也存在着紧密的联系,在对水泥稳定类基层材料进行设计㊁施工和验收的过程中,可以采取将两者相结合作为控制指标来指导工程应用㊂参考文献:[1]公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTG E51 -2009[S].北京:人民交通出版社,2009.[2]公路沥青路面设计规范JTG D50-2006[S].北京:人民交通出版社,2006.[3]公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004[S].北京:人民交通出版社,2004.[4]公路路面基层施工技术细则JTG/T F20-2015 [S].北京:人民交通出版社股份有限公司,2015. 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[13]沙爱民.半刚性基层的材料特性[J].中国公路学报,2008(1):1-5.(收稿日期:2018-01-06)Variation with Age of Strength and Modulus of Cement Stabilized GravelPUBU Guiji(Guangdong Province Changda Highway Engineering Co.,Ltd.,Guangzhou510620) Abstract:In order to effectively prevent early damages of asphalt pavement,according to the index differences between design,construction control and acceptance for the cement stabilized base course,through indoors experiments,the variation law of unconfined compressive strength and compression rebound modulus with age of the cement stabilized gravel base material has been revealed.Results have shown that the unconfined compressive strength and compressive modulus of resilience of the cement stabilized gravel base material increase as the growth of age,while both variation coefficient decrease as the growth of age,and there is close relationship between the unconfined compressive strength and compressive modulus of resilience.Key words:cement stabilized gravel;base course;strength;modulus;age㊃13㊃2018年第2期普布贵吉:水泥稳定碎石的强度和模量随龄期变化规律总第155期。