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低剂量耐久性水泥稳定碎石 设计与施工技术 课题名称： 低剂量耐久性水泥稳定碎石设计与施工技术 课题承担单位（盖章）： 课题起止时间： 2013年01月至2014年06月 课题验收时间： 2014年07月 目录TOC \o "1-3" \h \u 1.绪论 1 1.1选题背景 1 1.2国外研究现状 1 1.3本研究的方法及主要内容 2 2.低剂量水泥稳定碎石的可行性研究 4 2.1低剂量水泥稳定碎石的干缩试验 4 2.2低剂量水泥稳定碎石抗压以及抗压回弹模量试验 5 2.3低剂量（3%～4%）水泥稳定碎石设计参数推荐 7 3.低剂量耐久性水泥稳定碎石力学特性和疲劳耐久性研究 8 4.低剂量耐久性水泥稳定碎石施工控制技术研究 12 4.1施工工艺 12 4.2拌合设备 12 4.3摊铺机 13 4.4压实设备 13 4.5运输设备 13 4.6混合料拌合 14 4.7混合料摊铺 14 4.8碾压 15 4.9养生 15 5.结语 16 PAGE PAGE 2 1.绪论 1.1选题背景 水泥稳定碎石材料作为半刚性基层材料之一,广泛应用于我国高速公路的基层或底基层，它具有较高的强度和刚度，板体性和稳定性好等特点，能够承受各种车辆荷载作用，并将荷载很好的分散到路面下层结构。但是半刚性基层存在的最主要问题就是由于材料本身的干缩和温缩所引起的收缩裂缝，导致路面结构在未达到其使用寿命时便出现种种早期损坏现象，造成了大量的经济损失，带来了恶劣的社会影响。 研究认为，减少水泥用量，降低基层的强度和刚度能够减少基层裂缝的产生。因此，适当降低水泥用量并保证或提高水泥稳定碎石的强度，是改善水泥稳定碎石抗裂耐久性亟待解决的关键问题。 1.2国外研究现状 我国基础施工技术规范规定水泥稳定碎石基层的设计强度为3-5MPa，所以采用的水泥剂量比较高，一般为4%以上，反射裂缝是我国沥青路面面临的主要问题。 通常任务，半刚性基层的裂缝有温索型裂缝和干缩性裂缝两种。同济大学丛林和郭忠印分别采用4.5%、5.0%、5.5%的水泥剂量制作试件进行干缩系数的测定，实验结果表明，水泥稳定碎石基层的干缩系数受水泥剂量的影响比较大，温缩系数在较低温度下影响不大，随着温度升高，温缩系数的变化稍微加大，但干缩系数的影响远远大于温度收缩系数。西安公路研究所在研究水泥砂砾的干缩性时，采用了不同剂量的水泥，以了解水泥剂量对混合料干缩性的影响，结果表明，随着水泥剂量的增大，水泥砂砾的最大干缩应变和平均干缩系数先逐渐减小，在水泥剂量5%左右达到最小，之后随着水泥剂量的增大，其干缩应变和干缩系数逐渐增大。 对于半刚性基层反射裂缝防治，国内进行了大量研究。目前对半刚性基层反射裂缝的处理措施可分为三种，一种针对基层的，通过合理调整混合料级配、增加粗集料含量，掺加粉煤灰、减水剂、减缩剂等措施减少水泥稳定碎石的收缩量，提高基层材料自身的抗裂指数；第二类是在半刚性基层和沥青混凝土面层间设置隔离裂缝中间层或应力吸收摸中间层，包括织物层、加强膜层、开级配的沥青混凝土地面层或低粘度沥青的沥青混凝土层；第三类是改善沥青面层性质和结构，如在沥青混合料中添加纤维、炭黑、SBS、SBR、EVA改性剂或废轮胎粉等改善沥青性质，采用厚的沥青面尺并加大地面层的沥青用量等。 总体而言，国内尚缺乏比较系统的理论和应用研究，在低剂量水泥稳定碎石的混合料设计、路面结构设计、施工控制要求等方面需要进行系统的研究。 1.3本研究的方法及主要内容 1.3.1研究方法 本课题主要针对水泥稳定碎石水泥用量较高、疲劳耐久性差的问题，从水泥稳定碎石试验方法、组成设计与施工控制角度出发，以减少水泥稳定碎石的水泥用量、提高水泥稳定碎石的耐久性为目标，提出低剂量耐久性水泥稳定碎石设计与施工成套技术 1.3.2研究主要内容 1）水泥稳定碎石开裂机理及影响因素分析 2）国内外低剂量水泥稳定碎石应用调研 3）低剂量耐久性水泥稳定碎石配合比设计 4）低剂量耐久性水泥稳定碎石力学特性和疲劳耐久性研究 5）低剂量耐久性水泥稳定碎石施工控制技术研究 2.低剂量水泥稳定碎石的可行性研究 常规剂量（5％～6％）的水泥稳定碎石由于具有一定的强度、刚度和整体性， 以及较好的水稳性和抗冻性等优点， 而被广泛用于公路路面基层。但从多年的实际应用来看， 这种水泥稳定碎石在温度或湿度交替变化时容易发生收缩裂缝和干缩裂缝，当沥青面层较薄时， 这些裂缝会反射到面层， 形成反射裂缝。 2.1低剂量水泥稳定碎石的干缩试验 水泥稳定碎石的干缩特性是引起基层开裂的重要因素