水泥稳定碎石混合料抗冻性能研究

水泥稳定碎石混合料抗冻性能研究

徐寅东

青海省公路建设管理局青海西宁810000

摘要：本文主要研究抗裂嵌挤型水稳碎石和传统型水稳碎石混合料的抗冻性能，目的在于广大工程建设人员对其有进一步的认识，为水泥稳定碎砾石混合料的优化设计提供指导和工程建设施工管理提供管理决策思路。

关键词：水泥稳定碎石；抗冻性能；试验研究

引言

我国公路建设中目前普遍采用的是半刚性基层，存在抗冻性能差以及耐久性不足等问题，是导致路面达不到设计年限的重要原因，寒区公路更是如此。而大多数的基层混合料属于有孔隙材料，当受到冻融循环作用的时候，混合料的孔隙内壁会受到水冰相变膨胀而产生附加内力的挤压。而青海省大部分地区的施工外部环境相对恶劣，经调研，青海高原山区的寒冷气候导致了水稳基层施工时强度难以快速形成，同时由于降水相对丰富、冻融循环次数多，导致了该地区水稳基层强度低、松散。国内外研究表明，目前逐渐推广的骨架嵌挤密实型级配对水泥稳定碎石的抗冻性能有一定的提高作用，且不增加造价。本章对骨架嵌挤密实型级配和悬浮密实型级配的水泥稳定碎石进行抗冻性试验研究，为青海水泥稳定碎砾石混合料的优化设计提供指导。

1原材料和级配设计

试验所用原材料为P.C32.5级缓凝硅酸盐水泥，青海生产石灰岩碎石和石屑，各种集料和水泥的试验结果均满足技术指标要求。为了研究水泥稳定碎石的抗冻性能，选择了下表1所述的级配A（传统型水泥稳定碎石、骨架悬浮型）与级配B（抗裂型水泥稳定碎石、骨架密实型）两种形式。

表1水泥稳定碎石级配组成

2室内试验

为了对比研究级配A与级配B的抗冻性能差异，分别采用3.5%、4.0%、4.5%的水泥剂量，在不同的冻融循环次数下进行无侧限抗压强度试验，分析水泥稳定碎石强度衰减变化规律。

根据击实试验结果将试件制成直径为15cm×15cm圆柱型试件，每个配合比9组试件，每组试件6个，试件的压实度均为98％。将制好的成型试件用塑料袋密封，放入温度为20℃±2℃且相对湿度为95％的恒温恒湿养生箱中养生，养生龄期分别为7d、28d和90d，接着将试件进行冻融循环5次、10次（保持冰冻时间16h±1h，冷冻温度为18℃±1℃，然后放入水中融化，融化时间8h±1h为一个冻融循环），并进行无侧限抗压强度试验。通常意义上，材料的抗冻性用冻融残留抗压强度比（BDR）来评价，详细试验结果见表2。

表2水泥稳定碎石抗冻试验结果分析

3结论

由上表数据可以得出以下规律：

（1）相对于悬浮密实型水稳碎石，骨架密实型水稳碎石具有更好的抗冻性能。

（2）水泥稳定碎石的早期抗冻性能较差，不适于在冰冻气候来临之际进行水泥稳定碎石基层施工。

（3）随着水泥剂量增加，水泥稳定碎石抗冻性逐渐增强；随着养生龄期的增加和强度的形成，水泥稳定碎石抗冻性逐渐增强。

（4）水泥稳定碎石的抗冻性与水泥剂量和养生龄期成正比，而养生龄期是提高水泥稳定碎石抗冻性的一个至关重要的因素，养生龄期超过28d才具有较好的抗冻性能。从另一个角度讲，通过掺加外加剂、吸热覆盖等措施来保证水稳碎石的强度迅速形成，也是提高水稳碎石早期抗冻性的有效措施。

参考文献

[1]JTGD50-2006公路沥青路面设计规范[S]．

[2]JTG/TF20-2015公路路面基层施工技术细则[S]．

[3]JTGE51-2009公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S]．