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水泥稳定碎石基层增强阻裂剂试验分析

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1 引言

水泥稳定碎石作为半刚性材料的一种，因其板体性强，具有较高的强度和刚度，承载能力和抗变形能力显著，被广泛应用于各等级公路的基层或底基层中。但水泥稳定材料容易在温度变化及水分散失时产生很大的变形，进而产生裂缝，已成为半刚性基层沥青路面结构的主要缺陷。针对水泥稳定类材料裂缝，除进行原材料及施工质量的控制外，还可通过使用外加剂材料增强水泥稳定碎石混合料的早期强度，防止裂缝的产生。本文结合水泥稳定碎石材料的收缩特性，对使用增强阻裂剂的水稳基层材料性能进行研究。

试验采用水泥稳定粒料基层增强阻裂剂，该产品由多种高分子材料聚合而成，具有提高水泥稳定粒料基层早期强度，消减水泥水化作用应力，预防基层裂缝的作用。

2 试验分析

项目组首先进行了外加剂对水泥凝结时间的影响试验，确定外加剂与水泥配伍性是否良好，之后又进行了使用外加剂的水泥胶砂强度试验及水稳混合料7d 无侧限抗压强度试验。试验采用强度等级为32.5 的硅酸盐水泥，水泥技术指标见表1，粗集料视密度为2.599g/m3，压碎值为17.2%，针片状含量为3.9%，细集料视密度为2.632g/m3，砂当量为73%。

表1 水泥各项指标试验结果?

2.1 标准稠度用水量试验

试验采用水泥用量的1%、2%、3%作为外加剂试验用量，外加剂与水混合均匀后进行试验，试验结果见表2。

表2 外加剂对水泥凝结时间的影响?

试验表明，该外加剂对水泥凝结时间具有微小的影响，较未使用外加剂时初、终凝时间均有所缩短；随着外加剂用量的增加，水泥凝结时间略有延迟，但仍在技术标准要求范围内。

2.2 胶砂强度试验

进行外加剂与水泥的配伍性试验后，按照规范《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG E30—2005）水泥胶砂强度检验方法（T0506—2005）成型40mm×40mm×160mm 胶砂强度试验试件，分别进行不同龄期的抗压及抗折试验，试验结果见表3。

表3 使用外加剂的水泥胶砂抗压及抗折试验结果?

分析结果：由图1、图2 可以看出，使用增强阻裂剂的胶砂试件抗压、抗折强度均高于同龄期末添加阻裂剂的试件；随着增强阻裂剂用量的增加，胶砂试件抗压、抗折强度也随之增大；当外加剂用量超过2%时，胶砂试件的抗压抗折强度均开始下降，即外加剂用量宜控制在水泥用量的2%以内。

图1 不同龄期及外加剂用量下水泥胶砂试件抗折强度对比

图2 不同龄期及外加剂用量下水泥胶砂试件抗压强度对比

2.3 无侧限抗压强度试验

通过水泥胶砂试验，发现该增强阻裂外加剂材料的使用可使水泥胶砂抗压、抗折强度有较大幅度的提高，之后进行了水泥稳定碎石混合料的无侧限抗压试验，试验用碎石级配见表4，试验结果见表5。

表4 水泥稳定碎石级配?

表5 无侧限抗压强度试验结果注：试验中改性剂用量均为占水泥用量百分比，水泥为32.5 硅酸盐水泥。?

通过试验可以看出，使用增强阻裂外加剂可以提高水泥稳定碎石混合料的无侧限抗压强度，与水泥胶砂强度试验结果不完全相同，但总体均高于未使用外加剂的试件。外加剂用量为1%时，试件强度提高幅度最大，较未使用外加剂的试件强度可提高13.5%，试件早期强度的提高可在一定程度上提高混合料抗应变能力，对抑制水泥稳定碎石早期裂缝具有积极作用。

3 结语

综上所述，在进行水泥稳定碎石施工时，除对级配进行调整外，使用外加剂材料，同时注重施工质量控制，可有效提高基层强度，增强基层材料抗裂性能，达到预防早期裂缝的目的。

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