專利名稱：一種高強(qiáng)度、低裂度水泥穩(wěn)定級配碎石及其制備方法
一種高強(qiáng)度、低裂度水泥穩(wěn)定級配碎石及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬公路工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水泥穩(wěn)定級配碎石材料及其制備工藝，該材料具有較高的強(qiáng)度較低的收縮開裂率，從而提高水泥穩(wěn)定級配碎石基層的整體承載能力和路面的使用壽命，可用于修建半剛性基層的長壽命浙青路面和水泥路面。
背景技術(shù)：
半剛性基層，特別是水泥穩(wěn)定碎石基層，具有力學(xué)性能優(yōu)良、板體性能好、剛度大、 承載能力強(qiáng)、適宜的工作性能和方便的施工工藝等優(yōu)點(diǎn)，與其他類基層相比，更能適應(yīng)當(dāng)今大噸位汽車運(yùn)輸和交通量的迅速發(fā)展。設(shè)計(jì)優(yōu)良的半剛性水泥穩(wěn)定碎石基層能滿足公路 “足夠的強(qiáng)度、適宜的剛度和耐久性、較小的變形”的技術(shù)要求。在當(dāng)前和今后一段時(shí)間內(nèi)， 水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層路面仍是我國公路路面的主要結(jié)構(gòu)形式。
但是，由于我國公路路面建設(shè)時(shí)間較短，經(jīng)驗(yàn)不足，路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)中也只單純強(qiáng)調(diào)了半剛性基層的抗壓強(qiáng)度和模量，加之施工、經(jīng)濟(jì)投入和交通量增長過快等諸多因素， 已經(jīng)建成的許多道路出現(xiàn)了開裂、沖刷唧漿等早期損壞現(xiàn)象，其中收縮裂縫問題最為突出， 并已成為該半剛性路面結(jié)構(gòu)的主要缺陷。更有甚者，為減少水泥穩(wěn)定碎石基層的收縮裂縫， 采用降低水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度、減少水泥劑量等技術(shù)措施，降低了基層承載力，又更加劇、催化了基層開裂現(xiàn)象。
基層裂縫的出現(xiàn)破壞了路面結(jié)構(gòu)整體性和連續(xù)性并在一定程度上導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的削弱(如裂縫處彎沉增大、回彈模量降低等)。而且隨著雨水或雪水的浸入，基層變軟，在大量行車荷載反復(fù)作用下導(dǎo)致路面強(qiáng)度大大降低，產(chǎn)生沖刷和唧漿現(xiàn)象，使裂縫加寬；裂縫兩側(cè)的浙青路面破碎，加速浙青路面的破壞，從而影響公路使用質(zhì)量和壽命。
目前，公路行業(yè)科研及工程技術(shù)人員主要集中在水泥穩(wěn)定級配碎石基層的抗開裂研究上，技術(shù)措施主要有如下幾類
(1)改善水泥穩(wěn)定碎石的級配，減小半剛性基層材料的收縮系數(shù)，增強(qiáng)基層的抗裂性；
(2)在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上限制水泥用量，并且盡量選用低標(biāo)號、水化熱小、干縮性小的水泥，適當(dāng)加入緩凝減水劑、緩凝阻裂劑、減縮劑等外加劑，為提高后期強(qiáng)度，減少收縮裂縫可用粉煤灰代替部分水泥劑量等；
(3)在水泥穩(wěn)定碎石材料組成設(shè)計(jì)中摻入添加劑或者是加筋材料(玻璃纖維、聚丙烯纖維等)來限制其收縮；
(4)在日本，用水泥和特殊浙青乳劑綜合穩(wěn)定使水泥與浙青混合以防水分的蒸發(fā)， 而浙青乳劑中的水分則供給水泥硬化，使收縮系數(shù)隨浙青劑量的增加而減小。
值得指出的是，能同時(shí)提高水泥穩(wěn)定碎石材料強(qiáng)度并降低水泥穩(wěn)定碎石基層收縮開裂率的技術(shù)措施，且實(shí)體工程實(shí)用效果較好的技術(shù)措施，尚未見報(bào)道。
研發(fā)使用高強(qiáng)度、低裂度水泥穩(wěn)定級配碎石基層，可提高路面結(jié)構(gòu)的承重能力，以適應(yīng)當(dāng)前繁重的交通和惡劣的氣候變化；同時(shí)，還可提高路面基層的抗收縮開裂能力，以避免或減少路面早期損壞現(xiàn)象；在提高路面的使用質(zhì)量與壽命，降低返修次數(shù)，提高公路運(yùn)營的綜合效益方面都十分必要且意義重大。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種高強(qiáng)度、低裂度的水泥穩(wěn)定級配碎石，其7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度提高到6-8MPa，干縮系數(shù)減少到0. 008-0. 013。
同時(shí)本發(fā)明還提供該材料的制備方法。
高強(qiáng)度、低裂度的水泥穩(wěn)定級配碎石，包括級配的礦料，所述礦料級配分為5-6 檔，其中4. 75mm通過率在35% -40%,粗粒徑碎石的壓碎值為22%以下。
所述礦料級配下表
權(quán)利要求
1.高強(qiáng)度、低裂度的水泥穩(wěn)定級配碎石，所述礦料級配分為5-6檔，其中4. 75mm通過率在35% -40%，粗粒徑碎石的壓碎值為22%以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度、低裂度的水泥穩(wěn)定級配碎石，所述礦料級配按下表
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)度、低裂度的水泥穩(wěn)定級配碎石，其中6檔礦料為26. 5_19mm、19-13· 2mm、13· 2-9. 5mm、9· 5-4. 75mm、2· 36mm-4. 75mm、0_2· 36mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)度、低裂度的水泥穩(wěn)定級配碎石，其中細(xì)集料中0.075mm 以下含量有10%，則合成級配中0. 075mm以下的含量為3% _4%。
5.高強(qiáng)度、低裂度的水泥穩(wěn)定級配碎石的制備方法，包括如下步驟1)按權(quán)利要求1-4任一所述高強(qiáng)度、低裂度的水泥穩(wěn)定級配碎石級配及備料要求礦料級配合成；2)現(xiàn)行《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》(JTGE51-2009)進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)， 確定該材料的最大干密度、最佳含水量和水泥劑量，其中強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)為6-8MPa ；3)按配合比設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行拌和；4)成型碾壓和養(yǎng)護(hù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，所述拌和時(shí)，各檔集料和水泥采用計(jì)重裝置，拌和時(shí)間為10-20s ；拌和溫度為IO0C -500C ο
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，所述碾壓為先采用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行穩(wěn)壓2-3個(gè)來回，然后再用激振力大于35t的重型振動壓路機(jī)、18-21t三輪壓路機(jī)或25t以上的輪胎壓路機(jī)繼續(xù)碾壓密實(shí)，最后采用雙鋼輪壓路機(jī)碾壓以消除輪跡。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，所述養(yǎng)護(hù)為采用透水式土工布鋪設(shè)，灑水養(yǎng)護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及“一種高強(qiáng)度、低裂度水泥穩(wěn)定級配碎石及其制備方法”屬公路工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域。高強(qiáng)度、低裂度的水泥穩(wěn)定級配碎石，所述礦料級配分為5-6檔，其中4.75mm通過率在35％～40％，粗粒徑碎石的壓碎值為22％以下采取以上技術(shù)方案后，本發(fā)明材料具有如下有益效果1、水泥穩(wěn)定級配碎石7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度提高到6～8MPa；2、水泥穩(wěn)定級配碎石干縮系數(shù)減少到0.008～0.013。從而實(shí)現(xiàn)混合料高強(qiáng)度、低收縮開裂的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，適宜于修建長壽命路面，可提高路面結(jié)構(gòu)承載力、延長路面結(jié)構(gòu)使用壽命。
文檔編號C04B28/00GK102503258SQ20111031308
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月15日
發(fā)明者周興業(yè), 張宇, 張蕾, 沈國輝, 王旭東, 郭朝陽 申請人:交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所