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摘要：在我国，半刚性基层已经成为高等级公路路面基层的主要结构形式。其中水泥稳定碎石是一种典型和常用的半刚性基层材料，多年的使用表明水泥稳定碎石基层具有承载力高、早期强度高、较强的抗冲刷能力等优点。虽然水泥稳定碎石基层有诸多优点，但是由于水泥稳定碎石中的水泥属于一种水硬性胶凝材料，与水容易产生凝结硬化的作用，对于施工控制极为不利，因此研究水泥稳定碎石延迟时间显得尤为重要。
延迟时间是水泥稳定碎石基层施工关键控制因素，本文采用的是低标号矿渣硅酸盐水泥，采用了4.5%、5.0%、5.5%三种不同水泥剂量，分别进行了0h、2h、4h、6h的延迟试验。通过试验结果表明，延迟时间为2h时，采用三种不同水泥用量的混合料7d无侧限抗压强度指标均满足设计要求。但从经济效益角度分析，适合选用剂量为4.5%的P.S.A32.5矿渣硅酸盐水泥，施工延迟控制时间宜为2h。
本文通过对三种不同水泥剂量的延迟试验结果进行比较，为工程施工前选择适合的水泥剂量提供参考依据；通过研究得到合理的施工延迟控制时间，其结果可供工程施工参考、借鉴。
关键词：路面基层；水泥稳定碎石；水泥；延迟时间
前言
鉴于水泥稳定碎石基层施工与石灰粉煤灰稳定碎石基层施工相比，其控制难点主要在于水泥与集料遇水产生凝结硬化作用，混合料逐渐胶结在一起，压实时必有一部分压实功用来破坏这种胶结作用。当压实功不变时，必然影响其压实及后期成形后的强度。因此，从加水拌和到碾压终了的延迟时间对水泥稳定碎石混合料的强度和所能达到的干密度有明显的影响。延迟时间愈长，混合料强度和干密度损失愈大。水泥延迟时间的长短也直接影响水泥稳定基层的施工质量。过短，影响水泥稳定混合料的搅拌、运输、摊铺和压实等工序；过长，则影响水泥稳定基层强度的形成。
考虑到我国高速公路水泥稳定碎石的施工采用集中厂拌法，水泥稳定碎石受到水泥初凝时间内运至工地或碾压完成时间不超过2h的限制，给施工带来一定的难度，因此，既应采用终凝时间长的水泥，又应规定施工的延迟时间[1]。现通过延迟试验进一步确定施工时需要控制的延迟时间，为今后的北京高速公路建设积累施工经验。
一、原材料的选择
（一）集料的选择
在高速公路路面基层施工中，为了不至于在试验或施工中出现压实不均或离析现象，碎石的单个颗粒的最大粒径不应超过37.5mm，碎石压碎值要求不大于30%。
对于本次延迟试验我们选择三种粒径规格的碎石作为试验研究骨料，经检验压碎值满足要求，其级配符合《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20-2015）表4.5.2中1号级配中值范围。
《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20-2015）要求组成范围
（二）水泥的选择
1.水泥的品种
延迟时间对混合料强度的影响取决于两个因素，即水泥和集料的性质，特别是所使用水泥品种对延迟时间的影响至关重要，因此，既应采用凝结时间长的水泥，又应规定施工的延迟时间。
普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰硅酸盐水泥都可用于水泥稳定碎石。并且宜选用低标号水泥，初凝时间应3h以上、终凝时间宜6h以上。严禁使用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥，且各项技术指标应满足相关规范的要求[1]。
对于水泥选择，我们按照三个原则进行：①技术指标满足相关规范的要求；②使用初凝、终凝时间较长的水泥；③从经济效益角度出发，宜选用价格适中的水泥，从而节约成本。遵循以上三个原则，综合考虑最适宜的应是低标号矿渣硅酸盐水泥，且矿渣硅酸盐水泥具有一定的缓凝效果，因此本次试验采用矿渣硅酸盐水泥P.S.A 32.5。
对矿渣硅酸盐水泥P.S.A32.5主要技术指标进行检验，检验后发现矿渣硅酸盐水泥P.S.A32.5初凝时间为322min，终凝时间为436min。
具体试验结果列入表2-1中。
矿渣硅酸盐水泥（P.S.A 32.5）试验结果表 表2-1
2.水泥的用量
水泥稳定碎石中强度指标在很大程度上取决于水泥的剂量，随着水泥剂量的增加，水泥稳定碎石的物理—力学性质也将显著地改变。不过，过多的水泥用量，虽然可以获得强度的增加，但会产生较大干缩裂缝和温缩裂缝，同时，在经济上也是不合理。因此，在进行水泥稳定碎石基层材料设计时，要综合地考虑各种因素来加以确定水泥剂量。本次延迟试验选择矿渣硅酸盐水泥P.S.A32.5，分别测定在采用4.5%、5.0%、5.5%的水泥用量时，不同的延迟时间对混合料的7d无侧限抗压强度的影响。
二、延迟试验方案
（一）设计要求
水泥稳定碎石的7d无侧限抗压强度设计值为3.0Mpa，根据不同的水泥剂量、不同的延迟时间分别进行7天无侧限抗压强度试验。
（二）环境条件选择
铺筑水泥稳定碎石基层大都集中在5～10月份，因此将延迟试验拟选用该期间最不利气候条件，即时间选在7月份和8月这个时间段进行室内延迟试验。
（三）延迟时间的选择
本次试验，延迟时间（从加水拌和后到7d无侧限抗压试件制作完成时间）分别取0h、2h、4h、6h。
（四）试验方法
无侧限抗压强度试验[2]
1）按照高径比为1：1成型（150×150）mm圆柱体试件，每组13个试件；
2）将成型好的试件放在脱模器上脱模；
3）称量试件的质量，测量试件直径及高度后立即用塑料袋密封；
4）将试件放入养护室（温度20℃±2℃，相对湿度在95%以上）内进行养生，养生龄期为7天，最后一天将试件取出，浸泡于20℃±2℃水中。
5）将养生后的试件从水中取出，吸去试件表面水分，称量试件的质量，测量试件直径及高度。将试件放到压力机上保持1mm/min的加载速率进行抗压试验。
6）计算试件的无侧限抗压强度。
三、延迟试验结果及分析
在其他条件相同的情况下，分别加入4.5%、5.0%、5.5%矿渣硅酸盐水泥P.S.A32.5配制三种试验用混合料，分别测定它们在不同的延迟时间对7d无侧限抗压强度的影响。对应延迟时间为0h、2h、4h、6h，养护条件为标准养护。延迟试验结果汇总表如下：
不同水泥用量情况下延迟时间对7d无侧限抗压强度的影响 表4-1
注：表中Za=1.645；Rd为设计抗压强度=3.0Mpa.
水泥剂量的变化对7d无侧限抗压强度的影响 图4-1
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通过以上试验结果可以得出如下结论：
1、由表4-1可以看出，延迟时间对混合料的7d无侧压强度具有一定的影响，延迟时间为2h时，强度损失量最小；延迟时间为6h时，强度损失量最大。
2、由表4-1可以看出，延迟时间为2h时，水泥剂量4.5%、5.0%、5.5%时的混合料7d无侧限抗压强度指标均满足设计要求；延迟时间为4h时，水泥剂量5.0%、5.5%时的混合料7d无侧限抗压强度指标均满足设计要求；延迟时间为6h时，水泥剂量4.5%、5.0%、5.5%时的混合料7d无侧限抗压强度指标均不满足设计要求。
3、由图4-1可以看出，适当的增加混合料的水泥剂量可以增加延迟控制时间。
四、延迟试验结论
通过这次延迟时间试验，得出以下结论：
1、通过试验发现，矿渣硅酸盐水泥P.S.A32.5的初凝、终凝时间较长，具有一定的缓凝效果，适宜用于水泥稳定碎石混合料使用。
2、相同条件的混合料在不同延迟时间内7d无侧压强度具有一定的变化，延迟时间越长，强度损失越大。
3、延迟时间为2h时，采用矿渣硅酸盐水泥P.S.A32.5剂量为4.5%、5.0%、5.5%的混合料7d无侧限抗压强度指标均满足设计要求。但从经济效益角度分析，适合选用剂量为4.5%的P.S.A32.5矿渣硅酸盐水泥，施工延迟控制时间宜为2h。
4、考虑到我国高速公路水泥稳定碎石的施工采用集中厂拌法，如果运输路途距离比较近的情况下，适合选用剂量为4.5%的P.S.A32.5矿渣硅酸盐水泥，施工延迟控制时间宜为2h；如果运输路途距离较远的情况下，适合选用剂量为5.0%的P.S.A32.5矿渣硅酸盐水泥，施工延迟控制时间宜为4h。
参考文献：
[1]《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20-2015）.北京.人民交通出版社，2015
[2]《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51-2009）.北京.人民交通出版社，2009
作者简介：
王波（1982.11-），男，汉族，辽宁凌源，大学本科，助理工程师，研究方向：建筑材料。