关键词风化砂砾水泥稳定水泥剂量粒径(保湿养生浸水)

水泥稳定风化砂砾强度的影响因素和改善方法 王志刚 （抚顺市公路工程处，抚顺 在室内试验数据的基础上，对影响水泥稳定风化砂砾路面基层和底基层强度的四个因素即水泥剂量、颗粒粗细及开采方式、土颗粒的含量、掺配碎石及其数量进行了理论分 析，并提出了相应的改善措施。 关键词 风化砂砾 水泥稳定 水泥剂量 粒径 随着我省公路网的不断完善，山岭重丘区新建 公路也日益增多。由于级配碎石造价高、山岭区工 业废渣少、天然砂砾粒径大、储量小且级配较差等原 因，山岭区高等级路面的水泥稳定基层和底基层集 料事实上是比较缺乏的。所以，风化砂砾因其储量 丰富、价格低廉、透水性较好、强度较高等优点被较 多地用到高等级路面的半刚性基层和底基层中来。 简单地说，同其他水泥稳定粒料一样，水泥稳定 风化砂砾的抗压强度和抗弯拉强度来自骨料的嵌 挤、水泥的水解和水泥矿物与集料表面的充分反应 和有机结合。而且，由于风化砂砾中含有较多的土 和细砂颗粒，使得水泥稳定风化砂砾更容易形成早 期强度。但是，水泥稳定风化砂砾强度的不稳定性 始终是一个非常棘手的问题。其主要原因就在于风 化砂砾自身的不均匀性和颗粒的不稳定性。本文在 较多的水泥稳定风化砂砾室内试验的基础上，对影 天浸水（保湿养生浸水 ）抗压强度的几 个因素进行了深入的分析，包括水泥剂量、颗粒粗细 及开采方式、掺配碎石及数量、土颗粒的含量。

文中 所述及的风化砂砾的源岩均为岩浆岩（如花岗岩）， 水泥剂量水泥剂量是指水泥质量与集料干质量的比。从 可以看出，水泥稳定风化砂砾强度随着水泥剂量的增大而增大，但并不呈直线变化。在某一剂量 区间，水泥稳定风化砂砾的强度增幅较小；而有的区 间，强度会发生突变。这也正是我们所要寻找的对 于某一特定粒径等级的集料最合理、最有效的水泥 用量。高于或低于此区间，强度的增长都是较缓慢 的，而且水泥剂量越大，水泥稳定风化砂砾的干缩变 形也会越大。 风化砂砾编号掺配碎石比例 浸水抗压强度（）水泥剂量（） 颗粒粗细及开采方式所谓的颗粒粗细不仅仅指试验用风化砂砾的最 大粒径，也指其平均粒径。风化砂砾颗粒本身强度 一般都较低，容易进一步破（粉）碎成更小的颗粒。 只不过是由于风化程度、风化砂砾源岩的性质等差 别，颗粒进一步破碎所需要的外力稍有区别而已。 这就是前面所说的风化砂砾颗粒的不稳定性。这里 所讨论的，主要指来源于同一料场不同深度、不同开 采方法得到的不同粗细的风化砂砾。事实上，表 风化砂砾是在某一料场取得的浅层的、推土机剥离的试样， 风化砂砾是在同一料场取得的深层的、挖取的试样， 。可以看出，在同一水泥剂量下，二者的强度差别是较大的。 #

其主要原因分析为：较粗颗粒（ 的风化砂砾试样在砂砾与水泥的搅拌过程中没有进一步破碎，而在接下来的击实（碾压）过程中大量地 破碎，但破碎后的颗粒间并没有水泥颗粒进入，致使 成型后的水泥稳定风化砂砾基层并不是一个均匀 的、水泥颗粒与集料颗粒充分接触的整体，从而无法 风化砂砾因其在搅拌前即已完成较大规模的颗粒破碎，且其粒径总体较细，不 至于形成较大的无水泥胶结的层面，所以成型后的 水稳风化砂砾基层强度较高。 所以风化砂砾的开采应尽量采用薄层剥离的方 法。对于挖取的风化砂砾，不妨在稳定土搅拌前预 压一次，然后再进行拌和。 可以看出，在相似的颗粒粗细程度和相同的水泥剂量条件下，土颗粒的含量对最终水稳风 化砂砾强度的影响还是相当明显的。但并不能说土 颗粒的含量越高越好。因为随着土颗粒含量的增 大，集料的比表面积也增大，所需要的能够达到水泥 稳定风化砂砾强度的水泥剂量也必须增大，这势必 会引起水泥稳定风化砂砾干缩变形的增大。同时， 土颗粒含量高，虽然水泥稳定风化砂砾早期（至少 ）强度较高，但会削弱其后期强度的增长率，同时 降低了路面基层的水稳定性。所以水泥稳定风化砂 砾用于高等级路面的基层和底基层，应合理地控制 土颗粒的含量。 #

需要指出的是，土颗粒的含量大并不意味着风化砂砾的最大粒径或平均粒径也小，也就是说，含土 量的大小不能说明颗粒的粗细。从实践经验（包括 前述试样）看，往往土颗粒含量高但最大粒径还较大 （颗粒较粗）的风化砂砾的试验强度还较高。这主要 是由形成风化砂砾的源岩矿物成分决定的，在此不 做深入的讨论。 掺配碎石及掺配数量水泥稳定风化砂砾中掺配碎石可以改善水泥稳 定土集料的级配、降低粒料的比表面积、有效地提高 水稳风化砂砾的强度、减少其收缩变形和增加其水 稳定性，同时满足高等级公路路面水泥稳定土基层 和底基层对集料的级配要求。一般掺配碎石的粒径 （基层）。表列出 的是同一风化砂砾试样掺配不同量的碎石所得到的 试验结果。可以看出，掺配适量的碎石可以显著地 提高水泥稳定粒料的强度。这不仅仅是因为掺配碎 石改善了集料的级配，更重要的是，碎石嵌挤形成的 骨架作用，可以有效地防止前面所述及的风化砂砾 颗粒在碾压过程中的进一步破碎，从而提高了水泥 稳定风化砂砾基层的整体强度。 从较多的水泥稳定土（不仅仅是风化砂砾）的试验结果分析，一般来说，集料在满足规范要求的级配 和适量的水泥剂量条件下，水泥稳定土基层的性能 和强度都是非常好的。 #

所以，风化砂砾中掺配碎石 的数量可以严格地通过风化砂砾和所掺配碎石各自 的级配进行设计得到其理论值。事实上，表 所列 风化砂砾的级配设计结果是：如要满足上基层级配 要求，需掺入 碎石。从试验结果看，在掺入碎石的情况下，水泥剂量足以满 足高等级公路路面对上基层的强度要求；但水泥剂 量还稍差（虽足以满足下基层强度要求），此时 的集料仍然属于悬浮结构（碎石悬浮于风化砂砾 中），水泥剂量还不能使水泥颗粒完全充分地作 用于集料颗粒表面。 同时从表 我们还应注意到另一个问题：同样 水泥剂量下，掺配 碎石反倒比掺配 石得到的强度低。这主要是因为过量掺配碎石使集料结构变成了一种非密实的嵌挤结构，使结构的空 隙率增大，结构的强度过分依赖于碎石间的嵌挤。 而且，在这种情况下，小幅度增加水泥剂量对提高强 度的效果都不会很明显。可以说强风化和沙砾化的区别，过分地掺配碎石 不仅不会增加水泥稳定风化砂砾的强度，而且从造 价上讲也是不经济的 所以，根据风化砂砾和所掺配 碎石各自的级配，通过级配设计得到需要掺配碎石 的数量即可，过多和过少都是不科学的。 当然强风化和沙砾化的区别，我们不排除由于试验偏差而引起的个别 数据的偶然性。所以也希望在公路建设一线的同行 们多注意积累此类试验数据，以使我们能更好、更准 确地分析各种因素对水泥稳定风化砂砾强度的影 响，并能在今后的公路建设中更快捷地确定合理的 路面结构方案。

（）凿除松脱、剥离等已损坏部分混凝土；（）对钢筋作除锈处理，并清理混凝土面上灰 尘，对钢筋除锈后即进行防锈处理； （）涂以环氧胶液等粘结剂； （）立模、配料浇筑，或喷浆、涂抹施工。 （）对新喷涂或浇筑混凝土面进行表面处理。 墩台基础的加固应根据墩台基础的不同损坏程度，不同的结构 情况进行维修加固，以确保行车安全，延长桥梁使用 寿命，同时可避免拆除重建，从而减少投资，充分发 挥现有公路基本设施的经济效益和社会效益。 （）基础加固方法 常用的有：水泥灌浆加固法；扩大基础加固法； 钢筋混凝土套箍加固法；增补桩基加固（打入桩或钻 孔灌注桩）法和人工地基加固（改良地基）法等。 （）墩台加固方法 常用的有：钢筋混凝土套箍或护套加固贯通裂 缝的墩台法；用支撑法或增设挡土墙法处理墩台滑 移；用顶升法加固产生过大沉降的桥梁结构等。 结语既有桥梁加固和改造实践表明：利用既有桥梁 加固，不仅提高桥梁技术标准，与拆除另建相比，工 期短，资金少，而且对现有交通运输影响小，有的甚 至可以在不中断交通的情况下完成。早期设计施工 的高速公路上的桥梁在长期大交通量、重荷载的运 营情况下，大部分都出现了不同情况的病害，因此， 对这些桥梁进行病害分析，提出相应的维修加固方 法，具有显著的经济效益和社会效益。 参考文献 桥梁维修与加固北京：人民交通出版社， 混凝土桥梁病害成因分析及对策研究中外公 瘳卫东，王蒂，许汉铮，黄平明武黄高速公路桥梁病害特征及加 固方法分析 武汉理工大学学报， 混凝土桥面铺装层病害成因及研究方法探讨 重庆交通学院学报， 梁（板）桥常见伸缩缝损坏成因及修补措施山西 交通科技， 桥梁钢筋锈蚀及其对策公路

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