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摘要：本文笔者对水泥碎石施工的材料需求、混合料配比设计和注意问题进行分析，并提出了有效的解决方法.
关键词：水泥；碎石；粉煤灰；道路基层；技术性能
Abstract: in this paper the author of cement rubble construction materials demand, mixture ratio design and attention problems are analyzed, and puts forward some effective solutions.
Keywords: cement; Gravel; Fly ash; Road base course; Technical performance
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
近几年来，随着我国国民经济的飞速发展，交通运输量日益增多，车辆承载力也随之加大，人们对道路标准的要求也日益提高。为适应城市建设的发展，开始对道路结构层标准也做了改善，开始在市政道路基层中引入水泥碎石（以下简称水泥碎石），经行车验证效果良好。
一、材料需求
水泥碎石材料主要由粒料和灰浆体积组成。粒料为级配碎石，灰浆体积包括水和胶凝材料，胶凝材料由水泥和混合材料组成。
1、水泥
普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和灰质硅酸盐水泥均可，但应选用终凝时间较长（宜在6H以上）的水泥。快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不应使用。水泥品质必须满足国家标准规定。
2、混合材料
混合材料分活性和非活性两大类。活性材料是指粉煤灰等物质，可与水泥中析出的氧化钙作用。非活性材料是指不具有活性或活性甚低的人工或天然的矿物材料，对这类材料的品质要求是材料的细度和不含有害的成分。
3、集料
应用人工集配碎石，城市主干道用做底基层时集料的最大粒径不应超过40mm，颗粒组成范围，用表1中1号级配，用做基层时，集料的最大粒径不应超过30mm，颗粒组成应在表1所列2号级配范围内。
表1
编号 1 2
通过下列筛孔（mm）的重量百分比（%） 100 100
90~100 90~100 100
75~90 75~90 90~100
50~70 50~70 60~80
30~55 30~55 30~50
15~35 15~35 15~30
10~20 10~20 10~20
0~7 0~7 0~7
液限（%） ＜25 ＜25
朔性指数 ＜6 ＜6
石料的磨耗值不超过35%，石料的压碎值不超过30%
4、水
通常适合于饮用的水，均可拌制和养护水泥碎石。如对水质有疑问，要确定水中是否有对水泥强度发展有重大影响的物质时，需要进行试验。从水源中取水制成的水泥砂浆的抗压强度与蒸馏水制成的水泥砂浆抗压强度比，低于90%者，此种水不一用于水泥碎石施工。
二、水泥碎石混合料组成的设计
采用水泥、粉煤灰、稳定碎石、砂、石屑等筑路材料作为水泥碎石基层。
首先，实验室通过经过一定数量的原材料试验，进行配合比设计、击实实验，确定最大干密度和最佳含水量。然后以此配比制成试件，试件在规定温度条件下保湿养护6天，浸水1天后，进行无侧限抗压强度实验。
下图为水泥4%、粉煤灰10%、级配碎石86%的重型击实试验报告
由实验可知：
⑴经过对集料为砂、碎石、水泥和集料为粉煤灰、碎石、水泥的两种配比试验，结果发现掺加粉煤灰的水泥稳定混合料不仅其和易性较好，而且试块容易成型，成型后的试块外观较好，7天平均强度也较高。
⑵不同配比灰土试件，7天无恻限抗压强度在1.0MPA左右；而不同配比水泥碎石试件7天无侧限抗压强度在4～7MPA之间（采用325号普通水泥，水泥掺量5%～6%）
⑶不同配比灰土试件经几次冻融循环后，抗压强度几乎没有；而掺有水泥和粉煤灰的不同配比的水泥碎石试件，经10次冻融循环后，仍可测得一定的强度。
通过对灰土基层和水泥碎石基层路面弯沉试验测得：
⑴中环路路面结构层：15CM厚12%灰土，15CM厚12%灰土中掺加30%碎石，13CM厚沥青混凝土面层，测得路面弯趁值1.57MM。人民大道、安钢大道、文峰中路、文峰东路、漳得路等工程道路结构层为：15CM厚12%灰土、15CM厚水泥碎石，7CM厚沥青混凝土面层，路面弯沉值为0.5~1.0MM，弯沉值明显降低。
通过观测、分析不同配比的灰土基层板体性教差，干缩、温缩系数大，这样的基层表层受水浸泡后强度降低，在行车荷载反复作用下，容易被面层材料啃噬成粉末状，极易被渗进的水混合成泥浆流走，逐渐使面层脱空，造成油面沉陷、龟裂、脱落，这就是沥青路面病害产生的主要原因。而由水泥、粉煤灰、碎石、砂、石屑等组成的水泥碎石基层，具有强度高、面层薄、板体性、水泥碎石定性、抗冻性好等特性，正好弥补了灰土基层的缺陷，从而大大提高沥青混凝土道路的使用寿命。
三、水泥碎石施工中注意的问题
1、首先对底基层进行检验，复核控制桩高程。
2、水泥碎石摊铺前底基层清扫干净，并适量洒水保持湿润。
3、搅拌
厂办设备使用前应先调试所用厂拌设备、各计量系统，使所拌混合物含水量、骨料级配、水泥含量均符合配比要求，使机器运转正常，拌和机出料量与所用摊铺生产能力一致起来。
4、摊铺、碾压时，摊铺系数1.3∽1.5之间，施工中必须贯彻“宁高勿低、宁刮勿补”的原则， 全部施工工程力争在水泥终凝时间前完成。碾压完毕立即做密实度试验，若试验结果达不到标准重新进行碾压。
5、一般情况下水泥碎石作业完成24小时后才可以砌沿石。其与砌沿石的时间间隔也不宜太久，否则混合料形成板体后，板体坚硬，增加施工难度，敲凿板体也极易破坏板体整体性。
6、養生时间不少于7天，这期间禁止车辆通行，每日洒水车洒水养护2∽4遍，保持湿润。
三、水泥碎石施工的加强措施
1、加强施工管理，加大机械化施工程度
由于水泥碎石施工要求时间紧迫，同时要求一次达到质量标准，否则形成板体不易修整。所以必须加强施工管理，加大机械化施工程度，形成大规模、标准化作业方式，才易满足水泥碎石的施工要求。
2、掺加粉煤灰的水泥碎石易于施工后期强度高。
从已采用的两种配合比（一种含粉煤灰，一种不含）集料的使用情况来看，掺加粉煤灰的效果较好。这是因为只加砂的混合料需水量较大，干缩也大，在夏天高温干旱条件下施工极易出现裂缝，另外在振动式压路机碾压过程中极易翻浆，不利压路机作业。而粉煤灰混合料对改善其和易性，降低水化热温升均有显著效果。掺加粉煤灰，可提高水温的后期强度，粉煤灰的活性及球形颗粒表面光滑，在水泥碎石中可减少骨料之间摩阻力，相应减少拌合物用水量，可改善水泥碎石的和易性。粉煤灰使水泥碎石产生强度的同时也发生一部分热量，但为数甚微，从而起到减少温度裂缝的作用。另外，在水泥碎石中掺加一定数量的粉煤灰也可抑制碱骨料反应。掺加粉煤做路基，既处理了电厂排泄的废弃物，节约了土地资源，减少了对环境的污染，又降低了工程造价，不失为一种利国利民的良策
3、水泥用量用水量的控制
在拌和水泥碎石时水泥用量一定要控制准确，用量太少减少胶凝作用，用量太大加大水化热反应温度，极易形成裂缝，另外在振动式压路机振动时，极易形成一层水泥浆覆盖在水泥碎石表面，阻止水泥碎石水化热的挥发，不利于压路机作业。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：水泥；碎石；粉煤灰；道路基层；技术性能
Abstract: in this paper the author of cement rubble construction materials demand, mixture ratio design and attention problems are analyzed, and puts forward some effective solutions.
Keywords: cement; Gravel; Fly ash; Road base course; Technical performance
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
近几年来，随着我国国民经济的飞速发展，交通运输量日益增多，车辆承载力也随之加大，人们对道路标准的要求也日益提高。为适应城市建设的发展，开始对道路结构层标准也做了改善，开始在市政道路基层中引入水泥碎石（以下简称水泥碎石），经行车验证效果良好。
一、材料需求
水泥碎石材料主要由粒料和灰浆体积组成。粒料为级配碎石，灰浆体积包括水和胶凝材料，胶凝材料由水泥和混合材料组成。
1、水泥
普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和灰质硅酸盐水泥均可，但应选用终凝时间较长（宜在6H以上）的水泥。快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不应使用。水泥品质必须满足国家标准规定。
2、混合材料
混合材料分活性和非活性两大类。活性材料是指粉煤灰等物质，可与水泥中析出的氧化钙作用。非活性材料是指不具有活性或活性甚低的人工或天然的矿物材料，对这类材料的品质要求是材料的细度和不含有害的成分。
3、集料
应用人工集配碎石，城市主干道用做底基层时集料的最大粒径不应超过40mm，颗粒组成范围，用表1中1号级配，用做基层时，集料的最大粒径不应超过30mm，颗粒组成应在表1所列2号级配范围内。
表1
编号 1 2
通过下列筛孔（mm）的重量百分比（%） 100 100
90~100 90~100 100
75~90 75~90 90~100
50~70 50~70 60~80
30~55 30~55 30~50
15~35 15~35 15~30
10~20 10~20 10~20
0~7 0~7 0~7
液限（%） ＜25 ＜25
朔性指数 ＜6 ＜6
石料的磨耗值不超过35%，石料的压碎值不超过30%
4、水
通常适合于饮用的水，均可拌制和养护水泥碎石。如对水质有疑问，要确定水中是否有对水泥强度发展有重大影响的物质时，需要进行试验。从水源中取水制成的水泥砂浆的抗压强度与蒸馏水制成的水泥砂浆抗压强度比，低于90%者，此种水不一用于水泥碎石施工。
二、水泥碎石混合料组成的设计
采用水泥、粉煤灰、稳定碎石、砂、石屑等筑路材料作为水泥碎石基层。
首先，实验室通过经过一定数量的原材料试验，进行配合比设计、击实实验，确定最大干密度和最佳含水量。然后以此配比制成试件，试件在规定温度条件下保湿养护6天，浸水1天后，进行无侧限抗压强度实验。
下图为水泥4%、粉煤灰10%、级配碎石86%的重型击实试验报告
由实验可知：
⑴经过对集料为砂、碎石、水泥和集料为粉煤灰、碎石、水泥的两种配比试验，结果发现掺加粉煤灰的水泥稳定混合料不仅其和易性较好，而且试块容易成型，成型后的试块外观较好，7天平均强度也较高。
⑵不同配比灰土试件，7天无恻限抗压强度在1.0MPA左右；而不同配比水泥碎石试件7天无侧限抗压强度在4～7MPA之间（采用325号普通水泥，水泥掺量5%～6%）
⑶不同配比灰土试件经几次冻融循环后，抗压强度几乎没有；而掺有水泥和粉煤灰的不同配比的水泥碎石试件，经10次冻融循环后，仍可测得一定的强度。
通过对灰土基层和水泥碎石基层路面弯沉试验测得：
⑴中环路路面结构层：15CM厚12%灰土，15CM厚12%灰土中掺加30%碎石，13CM厚沥青混凝土面层，测得路面弯趁值1.57MM。人民大道、安钢大道、文峰中路、文峰东路、漳得路等工程道路结构层为：15CM厚12%灰土、15CM厚水泥碎石，7CM厚沥青混凝土面层，路面弯沉值为0.5~1.0MM，弯沉值明显降低。
通过观测、分析不同配比的灰土基层板体性教差，干缩、温缩系数大，这样的基层表层受水浸泡后强度降低，在行车荷载反复作用下，容易被面层材料啃噬成粉末状，极易被渗进的水混合成泥浆流走，逐渐使面层脱空，造成油面沉陷、龟裂、脱落，这就是沥青路面病害产生的主要原因。而由水泥、粉煤灰、碎石、砂、石屑等组成的水泥碎石基层，具有强度高、面层薄、板体性、水泥碎石定性、抗冻性好等特性，正好弥补了灰土基层的缺陷，从而大大提高沥青混凝土道路的使用寿命。
三、水泥碎石施工中注意的问题
1、首先对底基层进行检验，复核控制桩高程。
2、水泥碎石摊铺前底基层清扫干净，并适量洒水保持湿润。
3、搅拌
厂办设备使用前应先调试所用厂拌设备、各计量系统，使所拌混合物含水量、骨料级配、水泥含量均符合配比要求，使机器运转正常，拌和机出料量与所用摊铺生产能力一致起来。
4、摊铺、碾压时，摊铺系数1.3∽1.5之间，施工中必须贯彻“宁高勿低、宁刮勿补”的原则， 全部施工工程力争在水泥终凝时间前完成。碾压完毕立即做密实度试验，若试验结果达不到标准重新进行碾压。
5、一般情况下水泥碎石作业完成24小时后才可以砌沿石。其与砌沿石的时间间隔也不宜太久，否则混合料形成板体后，板体坚硬，增加施工难度，敲凿板体也极易破坏板体整体性。
6、養生时间不少于7天，这期间禁止车辆通行，每日洒水车洒水养护2∽4遍，保持湿润。
三、水泥碎石施工的加强措施
1、加强施工管理，加大机械化施工程度
由于水泥碎石施工要求时间紧迫，同时要求一次达到质量标准，否则形成板体不易修整。所以必须加强施工管理，加大机械化施工程度，形成大规模、标准化作业方式，才易满足水泥碎石的施工要求。
2、掺加粉煤灰的水泥碎石易于施工后期强度高。
从已采用的两种配合比（一种含粉煤灰，一种不含）集料的使用情况来看，掺加粉煤灰的效果较好。这是因为只加砂的混合料需水量较大，干缩也大，在夏天高温干旱条件下施工极易出现裂缝，另外在振动式压路机碾压过程中极易翻浆，不利压路机作业。而粉煤灰混合料对改善其和易性，降低水化热温升均有显著效果。掺加粉煤灰，可提高水温的后期强度，粉煤灰的活性及球形颗粒表面光滑，在水泥碎石中可减少骨料之间摩阻力，相应减少拌合物用水量，可改善水泥碎石的和易性。粉煤灰使水泥碎石产生强度的同时也发生一部分热量，但为数甚微，从而起到减少温度裂缝的作用。另外，在水泥碎石中掺加一定数量的粉煤灰也可抑制碱骨料反应。掺加粉煤做路基，既处理了电厂排泄的废弃物，节约了土地资源，减少了对环境的污染，又降低了工程造价，不失为一种利国利民的良策
3、水泥用量用水量的控制
在拌和水泥碎石时水泥用量一定要控制准确，用量太少减少胶凝作用，用量太大加大水化热反应温度，极易形成裂缝，另外在振动式压路机振动时，极易形成一层水泥浆覆盖在水泥碎石表面，阻止水泥碎石水化热的挥发，不利于压路机作业。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。