水泥穩(wěn)定碎石基層作為一種半剛性基層具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，然而也有其不足之處，就是路面易產(chǎn)生橫向裂縫，通常每隔10-20米出現(xiàn)一道。為了減少直至消除橫向裂縫，泰安市改建工程總監(jiān)代表處主要從級(jí)配入手，考慮到規(guī)范級(jí)配范圍偏寬的特點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)規(guī)范級(jí)配范圍進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)增大粗集料用量，減少細(xì)集料用量，采用骨架密實(shí)型級(jí)配（見(jiàn)表1）應(yīng)用于水泥穩(wěn)定碎石基層的施工。經(jīng)過(guò)近一年的檢驗(yàn)，目前尚未發(fā)現(xiàn)橫向裂縫，表明此級(jí)配的應(yīng)用在解決基層橫向裂縫方面取得了良好效果。
                泰安市改建工程水泥穩(wěn)定碎石級(jí)配范圍          表1
 
孔徑(mm) 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075   
通過(guò)率（%） 100 90-100 45-67 28-38 16-30 8-20 0-5 
在施工初期，為了進(jìn)一步驗(yàn)證此級(jí)配，在總監(jiān)處領(lǐng)導(dǎo)的安排下筆者對(duì)此進(jìn)行了有關(guān)試驗(yàn)?？梢哉J(rèn)為，骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)能否形成， 4.75mm篩孔的通過(guò)率是關(guān)鍵（4.75mm篩孔為粗細(xì)集料的分界點(diǎn)）。4.75mm篩孔通過(guò)率大，細(xì)集料偏多，則形成懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)；4.75mm通過(guò)率小，細(xì)集料填充不足，則形成骨架空隙結(jié)構(gòu)。因此，關(guān)鍵是確定4.75mm篩孔的通過(guò)率。現(xiàn)將方法簡(jiǎn)單介紹如下，不當(dāng)之處希望得到各位同行的批評(píng)指正。
1 集料試驗(yàn)
取代表性集料試樣，做篩分、密度等各項(xiàng)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2、表3。
                集料篩分結(jié)果匯總                         表2
 
      孔徑mm

規(guī)格   通過(guò)率% 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075   
10-20mm碎石 100 85.2 0.8       
5-10mm碎石   90.5 1.4      
石屑    98.7 78.5 50.2 5.1 
              集料密度及空隙率匯總                     表3
 
規(guī)格 振實(shí)密度（g/cm3） 振實(shí)空隙率（%） 毛體積密度（g/cm3）   
10-20mm碎石 1.617 40.4 2.712   
5-10mm碎石 1.612 40.5 2.710   
5-20mm混合料 1.708 37.0 2.712 
在水泥穩(wěn)定碎石混合料中石屑等細(xì)集料（本文以石屑代表細(xì)集料）是以壓實(shí)狀態(tài)存在的。為此，筆者在萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上用石子壓碎儀測(cè)定石屑在不同壓力下的壓實(shí)密度，結(jié)果見(jiàn)表4?？梢钥闯鲈趬毫_(dá)到300KN后石屑的密度變化很小，說(shuō)明此時(shí)石屑狀態(tài)已達(dá)穩(wěn)定，因此，計(jì)算時(shí)可采用此時(shí)密度作為石屑在混合料中的壓實(shí)密度。
石屑的壓實(shí)密度                       表4
 
 壓 力（KN） 50 100 200 300 400   
密度
（）  細(xì)石屑 1.997 2.045 2.096 2.122 2.130   
  粗石屑 1.886 1.951 2.020 2.045 2.052 
2  計(jì)算
骨架密實(shí)型混合料就是粗集料形成骨架，細(xì)集料作為填充料將粗集料形成的空隙填充密實(shí)。因此，在滿足嵌擠填充的情況下，石屑用量最少的情況為用壓實(shí)密度稍小的粗石屑填充級(jí)配較好的粗集料（其空隙率較小），其用量為0.370×2.045/(0.370×2.045+1.708)=30.7%；石屑用量最大的情況為用壓實(shí)密度稍大的細(xì)石屑填充級(jí)配不好的粗集料（其空隙率較大），其用量為0.404×2.122/(0.404×2.122+1.617)=34.6%。
3  驗(yàn)證
以4.75mm篩孔為控制點(diǎn)，通過(guò)率范圍22-38％，定出粗細(xì)4種級(jí)配，見(jiàn)表5（文中配合比均為10-20mm碎石:5-10mm碎石:石屑）；通過(guò)重型擊實(shí)試驗(yàn)，確定出最大干密度，最佳含水量，結(jié)果見(jiàn)表6；制件并分別進(jìn)行7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表7。
            四種配合比篩分結(jié)果匯總                     表5
 
孔徑（mm） 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075   
規(guī)定范圍(%) 100 90-100 45-67 28-38 16-30 8-20 0-5   
通過(guò)
率
（％）  46:32:22 100 93.2 51.3 22.1 17.3 11.0 1.1   
  43:30:27 100 93.6 54.5 27.1 21.2 13.6 1.4   
  40:28:32 100 94.1 57.7 32.0 25.1 16.1 1.6   
  37:25:38 100 94.5 60.9 37.9 29.8 19.1 1.9 
        擊實(shí)結(jié)果匯總（水泥劑量4.5%）               表6
 
序號(hào) 配合比 最大干密度（g/cm3） 最佳含水量   
1 46:32:22 2.33 5.7   
2 43:30:27 2.35 5.9   
3 40:28:32 2.37 6.0   
4 37:25:38 2.35 6.1 
       
 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度及劈裂強(qiáng)度匯總（水泥劑量4.5%）        表7
 
序號(hào) 配合比 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度（MPa） 劈裂強(qiáng)度（MPa）   
1 46:32:22 3.20 0.29   
2 43:30:27 3.93 0.32   
3 40:28:32 5.22 0.33   
4 37:25:38 4.80 0.48 
規(guī)范及相關(guān)資料表明：在水泥用量、養(yǎng)生條件相同時(shí)，骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石的抗壓強(qiáng)度略大于懸浮密實(shí)型，而骨架空隙型的最?。慌褟?qiáng)度的規(guī)律為懸浮密實(shí)型水穩(wěn)碎石最大，骨架密實(shí)型次之，骨架空隙型最小。對(duì)比以上數(shù)據(jù)可知：①號(hào)級(jí)配為骨架空隙型，②號(hào)級(jí)配介于骨架空隙型和骨架密實(shí)型之間，③號(hào)級(jí)配為骨架密實(shí)型，④號(hào)級(jí)配為懸浮密實(shí)型?？紤]到施工中各種因素可能造成的離析，適當(dāng)增加細(xì)集料含量有助于減輕離析，因此4.75mm篩孔的通過(guò)率28-38%是合適的。
4  集料最大粒徑問(wèn)題
集料愈粗，在拌和、運(yùn)輸、攤鋪過(guò)程中愈容易產(chǎn)生粗細(xì)集料的離析現(xiàn)象。為減少混合料的離析和避免“爛根”現(xiàn)象，濟(jì)菏路工程適當(dāng)減小了粗集料的最大粒徑，最大粒徑為26.5mm，施工過(guò)程中較少出現(xiàn)離析現(xiàn)象。
5  結(jié)語(yǔ)
以此級(jí)配范圍指導(dǎo)施工生產(chǎn)的水泥穩(wěn)定碎石基層已一年有余，經(jīng)過(guò)一輪寒冬酷暑的考驗(yàn)，目前路面尚未發(fā)現(xiàn)橫向裂縫，表明此級(jí)配的應(yīng)用在解決路面基層橫向裂縫問(wèn)題方面取得了良好效果，相信它將會(huì)作為水泥穩(wěn)定碎石基層的優(yōu)良級(jí)配而得到大量推廣應(yīng)用。