[發明專利]一種高強度、低裂度水泥穩定級配碎石及其制備方法

有效

• 申請號: 201110313085.5
• 申請日: 2011-10-15
• 公開（公告）號: CN102503258A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 王旭東;沈國輝;周興業;郭朝陽;張蕾;張宇
• 申請（專利權）人: 交通運輸部公路科學研究所
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;E01C3/02
• 代理公司: 北京兆君聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11333
• 代理人: 胡敬紅

技術領域

本發明屬公路工程技術領域，具體涉及一種水泥穩定級配碎石材料及其制備工藝，該材料具有較高的強度較低的收縮開裂率，從而提高水泥穩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瀝青路面和水泥路面。

背景技術

半剛性基層，特別是水泥穩定碎石基層，具有力學性能優良、板體性能好、剛度大、承載能力強、適宜的工作性能和方便的施工工藝等優點，與其他類基層相比，更能適應當今大噸位汽車運輸和交通量的迅速發展。設計優良的半剛性水泥穩定碎石基層能滿足公路“足夠的強度、適宜的剛度和耐久性、較小的變形”的技術要求。在當前和今后一段時間內，水泥穩定碎石半剛性基層路面仍是我國公路路面的主要結構形式。

但是，由于我國公路路面建設時間較短，經驗不足，路面結構厚度設計中也只單純強調了半剛性基層的抗壓強度和模量，加之施工、經濟投入和交通量增長過快等諸多因素，已經建成的許多道路出現了開裂、沖刷唧漿等早期損壞現象，其中收縮裂縫問題最為突出，并已成為該半剛性路面結構的主要缺陷。更有甚者，為減少水泥穩定碎石基層的收縮裂縫，采用降低水泥穩定碎石強度、減少水泥劑量等技術措施，降低了基層承載力，又更加劇、催化了基層開裂現象。

基層裂縫的出現破壞了路面結構整體性和連續性并在一定程度上導致結構強度的削弱(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作用下導致路面強度大大降低，產生沖刷和唧漿現象，使裂縫加寬；裂縫兩側的瀝青路面破碎，加速瀝青路面的破壞，從而影響公路使用質量和壽命。

目前，公路行業科研及工程技術人員主要集中在水泥穩定級配碎石基層的抗開裂研究上，技術措施主要有如下幾類：

(1)改善水泥穩定碎石的級配，減小半剛性基層材料的收縮系數，增強基層的抗裂性；

(2)在滿足設計強度的基礎上限制水泥用量，并且盡量選用低標號、水化熱小、干縮性小的水泥，適當加入緩凝減水劑、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)在水泥穩定碎石材料組成設計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，用水泥和特殊瀝青乳劑綜合穩定使水泥與瀝青混合以防水分的蒸發，而瀝青乳劑中的水分則供給水泥硬化，使收縮系數隨瀝青劑量的增加而減小。

值得指出的是，能同時提高水泥穩定碎石材料強度并降低水泥穩定碎石基層收縮開裂率的技術措施，且實體工程實用效果較好的技術措施，尚未見報道。

研發使用高強度、低裂度水泥穩定級配碎石基層，可提高路面結構的承重能力，以適應當前繁重的交通和惡劣的氣候變化；同時，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象；在提高路面的使用質量與壽命，降低返修次數，提高公路運營的綜合效益方面都十分必要且意義重大。

發明內容

本發明是提供一種高強度、低裂度的水泥穩定級配碎石，其7天無側限抗壓強度提高到6-8MPa，干縮系數減少到0.008-0.013。

同時本發明還提供該材料的制備方法。

高強度、低裂度的水泥穩定級配碎石，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：