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摘要：低剂量水泥稳定碎石不同于普通无机结合料稳定土，水的作用在击实过程中表现为独特性，干密度随含水量的增大有持续增长的趋势，本文分析了击实曲线的变化特征，并指出了这类材料最大干密度和最佳含水量的确定方法。
关键字：低剂量水泥稳定碎石 击实试验 最佳含水量 最大干密度
1 引言
基层是沥青路面结构中的主要承重层，基层的强度及抗渗、抗冲刷性能往往决定了沥青路面的使用质量和使用寿命，而基层的压实状况是影响其强度、抗渗、抗冲刷性能的主要因素。基层的致密压实使基层粒料充分接触和嵌挤，在稳定结合料的粘结作用下，保证其有较高的强度和较好的板体性，强度高、板体性好的基层相应具有较好的抗渗和抗冲刷能力。本文主要探讨低剂量水泥稳定碎石基层材料击实试验的特殊性，以及击实试验过程中应注意的事项和最大干密度、最佳含水量确定的方法。
2 击实试验目的和常规击实试验方法
2.1 击实试验目的
半刚性基层材料的压实特性和路基土的压实特性有相似之处，即存在一最佳含水量W 0，在此含水量条件下，采用一定的压实功能可以达到最大密实度Pdmax，获得最经济的压实效果。半刚性基层击实试验的目的，就是确定基层混合料的最大干密度Pdmax以及最佳含水量W 0，了解这种基层材料的压实特性，为保证基层在沥青路面结构中的层位功能，加强混合料中粒料间的嵌挤及提高基层的板体性，提高其抗剪强度、抗渗性能及抗水冲刷性能，同时降低其压缩性，以满足沥青路面对基层的强度及耐久性要求，为工程设计和现场施工碾压提供压实度标准。
2.2 常规击实试验方法
《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（T0804—94）规定了对于水泥稳定土（在水泥水化之前）、石灰稳定土及石灰（或水泥）粉煤灰稳定土击实试验的方法。《规程》规定了根据材料粒径的大小分别采用甲、乙、丙三种试验方法,在已知含水量和干密度的条件下，以干密度为纵坐标，以含水量为横坐标，在普通直角坐标纸上绘制干密度与含水量的关系曲线，驼峰曲线顶点的纵横坐标分别为稳定土的最大干密度Pdmax和最佳含水量W 0。
3 低剂量水泥稳定碎石击实试验方法及试验数据处理
低剂量水泥稳定碎石击实试验与一般无机结合料稳定土类击实试验有较大的差别，由于在强度形成前，低剂量水泥稳定碎石是一种缺乏粘性、饱水能力较差而近似松散的粒料类材料，从而含水量和干密度之间表现出特殊的曲线关系，而用传统土的击实原理很难解释。
3.1原材料组成
试验采用的原材料包含水泥、碎石。水泥是河南安陽盟电水泥厂生产的，标号为325#缓凝水泥，初凝时间6h，终凝时间8h；级配碎石由4档料组成，分别为：20～40料；10～20料；5～10料；中砂。所用碎石产地为河南浚县，中砂产地为山东磁窑。对四档料进行筛分后通过级配设计程序确定各料的级配合成，四档料在混合料中所占比例分别为：20～40料占18％；10～20料占17％；5～10料占22％；中砂占43％。
3.2低剂量水泥稳定碎石击实试验方法
根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（T0804—94）规定：试验集料的最大粒径宜控制在25mm以内，最大不得超过40mm。而本基层材料采用了粒径超过25mm的级配碎石，但最大粒径控制在40mm以下，故可以根据试验规程确定丙试验方法，即锤重为4.5 kg，锤击面直径为5.0cm，落距为45cm，试筒尺寸为内径15.2cm，高12.0cm，锤击层数为3层，每层锤击次数为98次，平均击实功为2.677J。
3.3低剂量稳定碎石击实试验数据处理及击实原理
3.3.1试验数据处理
试验拟定了剂量为2％、3％、4％的水泥稳定碎石，根据烘干后测定的含水量，计算出干密度数据，用Excel软件绘制干密度与含水量的关系曲线，如图一所示。图一数据显示：当击实前所加含水量超过6％到7％、8％、9％、10％、11％时，击实后试料烘干测定含水量基本维持在6％左右，即不随着加水含量的增加而增大。这说明水泥稳定碎石饱水能力较差，过量的水不能被吸收。对于三个不同剂量的水泥稳定碎石击实试验，干密度与含水量曲线关系的变化趋势是一致的，即随着含水量的增加，干密度不断增大，当含水量增大到一定数值时，曲线出现拐点，干密度增大趋势变缓而趋于稳定，当击实前所加含水量继续增加一定值时，击实后烘干测定含水量保持一个稳定值不再增大，但干密度持续增长，曲线呈现一条竖直线。
3.3.2击实原理分析及最大密实度Pdmax和最佳含水量W 0的确定
对于低剂量水泥稳定碎石来说，由于级配碎石集料中缺乏粘粒，并且稳定剂水泥含量很低，所以这种试料饱水能力较差，水在击实过程中的作用表现特别。击实曲线有3个变化阶段：当所加含水量小于最佳含水量W 0时，这类试料的击实同普通无机结合料稳定土的击实没什么区别，即随含水量W的增加，干密度Pd不断增大，曲线呈现斜向上的递增趋势，这是第一阶段；当所加含水量超过最佳含水量W 0时，在击实锤的在冲击作用下水会从击实筒底溢出，击实后烘干所测含水量要比击实前所加含水量小得多并逐渐维持在一个定值上，但击实时随着含水量的增加，干密度具有两个变化阶段：当所加含水量超过最佳含水量W 0不大时，干密度Pd增长平缓趋于不变，曲线呈现一条水平线，这是击实曲线的第二阶段；当所加含水量超过最佳含水量W 0较大时，干密度Pd快速增大，曲线呈现一条竖直线，这是击实曲线的第三阶段。表现出这些特征，是由于低剂量水泥稳定碎石饱水能力较差，不能形成饱和两相体，故当含水量超过最佳含水量时，由于砂砾的孔隙较大，过饱和水能在砂砾中自由渗流，对砂砾的冲击挤密起到一定的润滑作用，同时过饱和水在击实锤的冲击作用下能产生动水压力，有利于砂砾的冲击挤密，所以随着加水量的增大，干密度能持续增长。
对于这类混合料的最大密实度Pdmax和最佳含水量W 0的确定，由于击实曲线没有规则驼峰，不能用常规的方法确定，应考虑了实际施工的可行性，而选取击实曲线的第一个拐点对应的纵横坐标为最大密实度Pdmax和最佳含水量W 0，即击实曲线第一阶段和第二阶段的交汇点。
4 结束语
低剂量水泥稳定碎石由于结合料剂量较低，级配碎石缺乏粘性颗粒，所以在击实过程中与普通无机结合料稳定土不同，水的作用表现出其独特性，随着含水量的不断增加，干密度持续增长，击实曲线有3个变化阶段。最大密实度Pdmax和最佳含水量W 0应选取击实曲线的第一个拐点对应的纵横坐标，以此作为施工压实度控制的标准值。
参考文献：
[l] 沙庆林.公路压实和压实标准．第2版．北京：人民交通出版社，1988
[2] 公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ 057－94） 中华人民共和国交通部
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键字：低剂量水泥稳定碎石 击实试验 最佳含水量 最大干密度
1 引言
基层是沥青路面结构中的主要承重层，基层的强度及抗渗、抗冲刷性能往往决定了沥青路面的使用质量和使用寿命，而基层的压实状况是影响其强度、抗渗、抗冲刷性能的主要因素。基层的致密压实使基层粒料充分接触和嵌挤，在稳定结合料的粘结作用下，保证其有较高的强度和较好的板体性，强度高、板体性好的基层相应具有较好的抗渗和抗冲刷能力。本文主要探讨低剂量水泥稳定碎石基层材料击实试验的特殊性，以及击实试验过程中应注意的事项和最大干密度、最佳含水量确定的方法。
2 击实试验目的和常规击实试验方法
2.1 击实试验目的
半刚性基层材料的压实特性和路基土的压实特性有相似之处，即存在一最佳含水量W 0，在此含水量条件下，采用一定的压实功能可以达到最大密实度Pdmax，获得最经济的压实效果。半刚性基层击实试验的目的，就是确定基层混合料的最大干密度Pdmax以及最佳含水量W 0，了解这种基层材料的压实特性，为保证基层在沥青路面结构中的层位功能，加强混合料中粒料间的嵌挤及提高基层的板体性，提高其抗剪强度、抗渗性能及抗水冲刷性能，同时降低其压缩性，以满足沥青路面对基层的强度及耐久性要求，为工程设计和现场施工碾压提供压实度标准。
2.2 常规击实试验方法
《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（T0804—94）规定了对于水泥稳定土（在水泥水化之前）、石灰稳定土及石灰（或水泥）粉煤灰稳定土击实试验的方法。《规程》规定了根据材料粒径的大小分别采用甲、乙、丙三种试验方法,在已知含水量和干密度的条件下，以干密度为纵坐标，以含水量为横坐标，在普通直角坐标纸上绘制干密度与含水量的关系曲线，驼峰曲线顶点的纵横坐标分别为稳定土的最大干密度Pdmax和最佳含水量W 0。
3 低剂量水泥稳定碎石击实试验方法及试验数据处理
低剂量水泥稳定碎石击实试验与一般无机结合料稳定土类击实试验有较大的差别，由于在强度形成前，低剂量水泥稳定碎石是一种缺乏粘性、饱水能力较差而近似松散的粒料类材料，从而含水量和干密度之间表现出特殊的曲线关系，而用传统土的击实原理很难解释。
3.1原材料组成
试验采用的原材料包含水泥、碎石。水泥是河南安陽盟电水泥厂生产的，标号为325#缓凝水泥，初凝时间6h，终凝时间8h；级配碎石由4档料组成，分别为：20～40料；10～20料；5～10料；中砂。所用碎石产地为河南浚县，中砂产地为山东磁窑。对四档料进行筛分后通过级配设计程序确定各料的级配合成，四档料在混合料中所占比例分别为：20～40料占18％；10～20料占17％；5～10料占22％；中砂占43％。
3.2低剂量水泥稳定碎石击实试验方法
根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（T0804—94）规定：试验集料的最大粒径宜控制在25mm以内，最大不得超过40mm。而本基层材料采用了粒径超过25mm的级配碎石，但最大粒径控制在40mm以下，故可以根据试验规程确定丙试验方法，即锤重为4.5 kg，锤击面直径为5.0cm，落距为45cm，试筒尺寸为内径15.2cm，高12.0cm，锤击层数为3层，每层锤击次数为98次，平均击实功为2.677J。
3.3低剂量稳定碎石击实试验数据处理及击实原理
3.3.1试验数据处理
试验拟定了剂量为2％、3％、4％的水泥稳定碎石，根据烘干后测定的含水量，计算出干密度数据，用Excel软件绘制干密度与含水量的关系曲线，如图一所示。图一数据显示：当击实前所加含水量超过6％到7％、8％、9％、10％、11％时，击实后试料烘干测定含水量基本维持在6％左右，即不随着加水含量的增加而增大。这说明水泥稳定碎石饱水能力较差，过量的水不能被吸收。对于三个不同剂量的水泥稳定碎石击实试验，干密度与含水量曲线关系的变化趋势是一致的，即随着含水量的增加，干密度不断增大，当含水量增大到一定数值时，曲线出现拐点，干密度增大趋势变缓而趋于稳定，当击实前所加含水量继续增加一定值时，击实后烘干测定含水量保持一个稳定值不再增大，但干密度持续增长，曲线呈现一条竖直线。
3.3.2击实原理分析及最大密实度Pdmax和最佳含水量W 0的确定
对于低剂量水泥稳定碎石来说，由于级配碎石集料中缺乏粘粒，并且稳定剂水泥含量很低，所以这种试料饱水能力较差，水在击实过程中的作用表现特别。击实曲线有3个变化阶段：当所加含水量小于最佳含水量W 0时，这类试料的击实同普通无机结合料稳定土的击实没什么区别，即随含水量W的增加，干密度Pd不断增大，曲线呈现斜向上的递增趋势，这是第一阶段；当所加含水量超过最佳含水量W 0时，在击实锤的在冲击作用下水会从击实筒底溢出，击实后烘干所测含水量要比击实前所加含水量小得多并逐渐维持在一个定值上，但击实时随着含水量的增加，干密度具有两个变化阶段：当所加含水量超过最佳含水量W 0不大时，干密度Pd增长平缓趋于不变，曲线呈现一条水平线，这是击实曲线的第二阶段；当所加含水量超过最佳含水量W 0较大时，干密度Pd快速增大，曲线呈现一条竖直线，这是击实曲线的第三阶段。表现出这些特征，是由于低剂量水泥稳定碎石饱水能力较差，不能形成饱和两相体，故当含水量超过最佳含水量时，由于砂砾的孔隙较大，过饱和水能在砂砾中自由渗流，对砂砾的冲击挤密起到一定的润滑作用，同时过饱和水在击实锤的冲击作用下能产生动水压力，有利于砂砾的冲击挤密，所以随着加水量的增大，干密度能持续增长。
对于这类混合料的最大密实度Pdmax和最佳含水量W 0的确定，由于击实曲线没有规则驼峰，不能用常规的方法确定，应考虑了实际施工的可行性，而选取击实曲线的第一个拐点对应的纵横坐标为最大密实度Pdmax和最佳含水量W 0，即击实曲线第一阶段和第二阶段的交汇点。
4 结束语
低剂量水泥稳定碎石由于结合料剂量较低，级配碎石缺乏粘性颗粒，所以在击实过程中与普通无机结合料稳定土不同，水的作用表现出其独特性，随着含水量的不断增加，干密度持续增长，击实曲线有3个变化阶段。最大密实度Pdmax和最佳含水量W 0应选取击实曲线的第一个拐点对应的纵横坐标，以此作为施工压实度控制的标准值。
参考文献：
[l] 沙庆林.公路压实和压实标准．第2版．北京：人民交通出版社，1988
[2] 公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ 057－94） 中华人民共和国交通部
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。