许小兰
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摘要∶水泥稳定碎石基层的力学性能，路用性能和结构特性他们的关系非常密切。结构是指组成材料之间相互作用的特性，它们相对位置的分布以及它们之间关系的状态。水泥稳定碎石的强度来自水泥水化反应后水泥石的骨架结构和矿物骨料。近年来，随着对基础材料的技术要求的提高和对基础材料的道路性能的理解的加深，半刚性基础混合物中骨料的分布对混合物性能的影响已变得越来越明显，越来越重要。通过改变水泥稳定的梯度碎石的结构形式，将传统的悬浮压实结构转变为骨架压实结构，从而改善了半刚性基础材料的机械性能。
关键词∶水泥稳定碎石；等级类型道路表现
引言∶各种无机粘合剂稳定粒料的级配是根据最大密度原理设计的连续级配，在一定程度上解决了混合物的强度和稳定性问题。然而，多年的道路建设表明存在严重的收缩裂缝和泥浆泵送等问题。根据SMA级配设计概念，本研究通过实验测量和分析了不同结构的水泥稳定碎石的力学性能。
一、水泥稳定碎石基层级配混合料级配检验
目前，一般认为，根据材料结构的特性，半刚性基层混合物的结构可以分为四种类型。《公路沥青路面设计规范》（JTG d50-2017）也明确将半刚性基层分为均匀致密结构，悬浮致密结构，骨架致密结构和骨架孔隙结构。将悬浮的致密结构，致密骨架结构和骨架孔三种类型划分时，采用体积法确定结构类型：根据压实粗骨料形成的孔体积与压实细骨料形成的孔体积之间的关系（包括水泥），细粉和水）。各种混合物的等级类型介绍如下：
1.均匀致密的结构
均匀致密的结构主要是指由无机粘结剂稳定的细粒土料组成的混合物。根据“公路岩土工程测试规范”，细粒土壤是指细粒质量占试样总质量的50％以上的土壤。它被称为细粒土壤，可以根据可塑性图进行分类。基于扰动土壤的两个塑性指标，它可以更好地反映土壤颗粒与水之间相互作用的某些性质。将土壤材料用作工程对象是一种更好的方法。
2.悬浮致密结构
以水泥稳定材料为例，该水泥稳定混合物的级配结构是根据致密性原理构成的，并采用连续的致密级配。根据“松排骨架和紧密堆积”的原理设计混合物的总级配。固体颗粒根据粒径规则地排列，并且可以获得具有最高密度和最小孔隙率的混合物。为了填充上层骨料的孔，下层骨料中必须有更多的骨料。上部集料的空隙被挤出，导致较少的粗集料，其几乎悬浮在细集料中，形成“致密”的结构，但形成悬浮的致密结构。在该等级中，结构强度主要由不同粒径的骨料与水泥之间的结合力组成，并由骨料粒子之间的插层力和内摩擦阻力来补充。试验表明，本规范推荐的悬浮致密结构等级范围的最终指标满足基础要求，并具有足够的强度，使路面具有较高的承载力。它具有足够的水稳定性，但随着细粒土壤含量和可塑性指数的增加，水稳定性会下降。
3.致密骨架结构
具有稠密骨架的混合物必须满足两个条件：粗骨料完全嵌入以形成骨架结构；小于4.75mm的混合物完全充满了骨架的孔，使混合物致密。细骨料主要起填充孔的作用，因此粒度不应太大。细骨料的粒径越小，骨架密实渐变的稳定性越好。根据该规范，骨架致密水泥稳定基材的最大粒径不超过31.5mm，并且在该规范中还规定了骨料的分级范围。半刚性基层混合物中的粘合剂和聚集体中小于4.75 mm的颗粒统称为基质材料。只有当有足够的基质材料填充由粗骨料形成的孔时，才能达到指定的密度，这对于混合物的强度和耐久性非常重要。但是，如果基质材料过多，则混合物将从“骨架密集”更改为“悬浮液密集”。如果基体材料太小，则混合物可能会从“骨架密集型”变为“骨架孔隙型”，混合物的强度可能无法满足要求，并且在施工过程中会发生偏析。因此，研究框架的致密级配的基本原理是在确保混合物的抗压强度的前提下使细骨料的含量最小化，从而使混合物的整体抗裂性最大化。
二、水泥稳定基层的综合要求
水泥稳定基层应考虑各种技术指标要求，其原则是：压实度是基本的道路性能要求。如果混合物不稠密，则其强度和耐久性以及整个路面结构的安全性将产生不利影响。致密化是为了减少通车后基材的渗水。同时，必须在顶表面上提供密封层以密封水。如果雨后表面长时间保持湿润，则内部毛孔必须太大，容易造成早期损坏；抗裂性好，不易产生裂纹，沥青表面无反射裂纹；如果表面是水泥混凝土表面，由于混凝土的收缩率比基层的收缩率大得多，因此不宜在各层之间进行连接，应设置密封层以形成沥青表面。基层强度高，经久耐用；骨料级配应连续，平整，以减小最大粒径，并确保材料和施工质量的均匀性。
三、裂纹形成机理分析
在水泥的凝结和硬化过程中，由于水和水泥的化学反应，水和水泥的结合形成水泥石。水泥的分子量大于水泥的分子量。首先，体积在凝固过程中膨胀，然后体积在成型过程中收缩。致密的水泥稳定基层收缩的主要原因是在强度形成过程中，由于材料之间没有空隙，水的挥发和混合物温度的变化导致固化后的体积收缩。并且在产生收缩应力后开裂超过基本强度。水泥稳定的基础材料之间存在一定的间隙，并且在间隙中发生膨胀和收缩而不会引起开裂。如果密度较大，也可以减少收缩。这种理论也反映在大空隙混凝土排水基础上。大孔隙混凝土排水基底的收缩率小于致密混凝土的收缩率。综上所述，根据作者多年的建设经验，基层应保持一定的差距（约5％）。但是空隙不应由未压缩的材料形成，而应由材料本身的空隙形成。空隙率不能太大，否则雨水的渗透很容易被破坏。尽管混合物的结构易于达到一定的压实度，但孔隙率越小，混合物的机械性能和道路性能越好，因此应根据每条道路的性能确定最佳范围。
四、水泥稳定碎石排水基层的施工工艺及方法
水泥稳定碎石排水基层的技术和方法采用“软防水”的新设计理念，与同一方向兼容：
（1）新型改性沥青防水层的质量要求高于常规密封，特别是在5°C下的粘结强度，软化点，低温柔韧性和延展性均高于常规密封海豹。
（2）在基层的顶表面上的沥青膜的厚度中，新防水层所需的沥青被广泛地分布并且不流动。石头的大小是单一的。但是，传统密封件中改性沥青的分布很小，并且易于流动。而且，所用的石粉含量大，并且一些改性的沥青被石粉吸收。沥青膜可以形成在非常薄的基层上。因此，该防水层的改性沥青膜的厚度比常规密封层改性沥青膜的厚度大得多，并且抗龟裂和防水效果优于常规密封层。
（3）在使用碎石材料时，选择两种类型的单一尺寸的碎石作为新的防水层，并且在不同的阶段具有开裂和防水的效果。选择用于常规密封层的米石材料满足临时通过的要求，但是该层中包含的石粉极大地降低了抗裂性和防水效果，并且容易影响表面层和基层之间的结合。简而言之，水泥稳定碎石排水基层的设计既具有高强度又具有良好的弹性，可以满足路面温度变形的需要，充分吸收了路面基层的温度收缩和开裂的应力，并起到了防双重作用。
五、结语
因此，为了确保施工质量，水泥稳定的碎石基料应在施工过程中混合后2小时内轧制。综上所述，水泥稳定碎石基料在实际公路中的应用，为保证其抗压强度及其他性能，结合综合经济考虑，水泥含量应在4％至5％之间。建议比其他两个结构更好地选择密集帧类型。
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