一种低裂水泥稳定级配碎石基层材料及制备和施工方法技术

本发明专利技术提供了一种低裂水泥稳定级配碎石基层材料及制备和施工方法，涉及公路和市政工程技术领域，能够具有较高的强度和较低的收缩开裂率，从而提高水泥稳定级配碎石基层的整体承载能力和路面的使用寿命；该基层材料配比包括：矿料2100‑2300质量份、矿渣硫铝酸盐水泥和/或矿渣铁铝酸盐水泥70‑110质量份，水100‑115质量份；加筋材料1.5‑2.2质量份；所述基层材料的7天无侧限抗压强度大于等于5MPa，干缩系数小于0.01。本发明专利技术提供的技术方案适用于基层路面铺筑的过程中。

【技术实现步骤摘要】
一种低裂水泥稳定级配碎石基层材料及制备和施工方法
本专利技术涉及公路和市政工程
，尤其涉及一种低裂水泥稳定级配碎石基层材料及制备和施工方法。
技术介绍
水泥稳定碎石基层材料具有承载能力高、刚性大、整体性能优良、水稳定性和冰冻稳定性较好等优点，是目前我国高等级公路路面结构的主要形式。设计优良的半刚性水泥稳定碎石基层能满足公路“足够的强度、适宜的刚度和耐久性、较小的变形”的技术要求。但是在实际的应用中也只单纯强调了半刚性基层的抗压强度和模量，加之施工、经济投入和交通量增长过快等诸多因素，已经建成的许多道路出现了开裂、冲刷唧浆等早期损坏现象，其中裂缝问题最为突出，并已成为该半刚性路面结构的主要缺陷。不仅严重影响道路的服务功能，而且破坏沥青路面结构的连续性；同时，大量水分可以通过裂缝进入路面乃至土基，诱发各种病害，对道路的使用寿命产生严重的不良影响。对于高速公路和一级公路，相对于《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)，新规范《公路路面基层细则》(JTG/TF20-2015)对基层的抗压强度进行了细化和提升。当设计强度很高时(如5MPa)，增加水泥剂量的情况不可避免，当水泥剂量达到一定水平时，混合料抗裂性变差，基层易出现裂缝，进而影响沥青面层使用性能。为延长道路使用寿命，需要针对水泥稳定碎石基层材料采取合理改善措施。我国道路科技工作者希望通过采取一定的措施，在保证水泥稳定碎石原有技术优点的基础上，适当地降低材料刚度，提高材料柔性，以增加其抗变形能力，更好地适应环境温度和湿度的变化，减少或阻止其产生开裂，从而提高路面使用性能并延长寿命。目前，公路行业科研及工程技术人员主要集中在水泥稳定级配碎石基层的抗开裂研究上，技术措施主要有如下几类：(1)改善水泥稳定碎石的级配，减小半刚性基层材料的收缩系数，增强基层的抗裂性；(2)在满足设计强度的基础上限制水泥用量，并且尽量选用低标号、水化热小、干缩性小的水泥，适当加入缓凝减水剂、缓凝阻裂剂、减缩剂等外加剂，为提高后期强度，减少收缩裂缝可用粉煤灰代替部分水泥剂量等；(3)在水泥稳定碎石材料组成设计中掺入添加剂或者是加筋材料(有机纤维、聚合物纤维或玄武岩纤维等)来限制其收缩；(4)用水泥和特殊沥青乳剂综合稳定使水泥与沥青混合以防水分的蒸发，而沥青乳剂中的水分则供给水泥硬化，使收缩系数随沥青剂量的增加而减小。值得指出的是，能同时提高水泥稳定碎石材料强度并降低水泥稳定碎石基层收缩开裂率的技术措施，且实体工程实用效果较好的技术措施，尚未见报道。因此，有必要研究一种低裂水泥稳定级配碎石基层材料及制备和施工方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种低裂水泥稳定级配碎石基层材料及制备和施工方法，能够具有较高的强度和较低的收缩开裂率，从而提高水泥稳定级配碎石基层的整体承载能力和路面的使用寿命。一方面，本专利技术提供一种低裂水泥稳定级配碎石基层材料，其特征在于，所述基层材料配比包括：矿料2100-2300质量份、矿渣水泥和/或钢渣水泥70-110质量份，水100-115质量份；钢渣水泥为钢渣硫铝酸盐水泥；矿渣水泥为矿渣硫铝酸盐水泥和/或矿渣铁铝酸盐水泥；所述基层材料的7天无侧限抗压强度大于等于5MPa，干缩系数小于0.01。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述矿渣硫铝酸盐水泥或矿渣铁铝酸盐水泥具体组分包括：粒化高炉矿渣75-90质量份、硫铝酸盐水泥或铁铝酸盐水泥熟料3-5质量份、石膏3-15质量份。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述硫铝酸盐水泥或铁铝酸盐水泥标号42.5以上，水泥熟料28d抗压强度大于等于50MPa。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述矿渣硫铝酸盐水泥或矿渣铁铝酸盐水泥的初凝时间≥6小时，终凝时间≤10小时，7天线膨胀率≥0.15％，28天自由膨胀率≤1.0％。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述基层材料还包括1.5-2.2质量份的加筋材料。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述加筋材料为有机纤维、聚合物纤维和玄武岩纤维中的任意一种或多种。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述矿料为粒径0-31.5mm的碎石。另一方面，本专利技术提供一种低裂水泥稳定级配碎石基层材料的制备方法，其特征在于，适用于如上任一所述的基层材料的制备；所述制备方法包括：将如上任一所述的基层材料配比的原料放入水泥基层生产设备中进行拌和，拌和时间为10-20s，拌和温度为10℃-50℃。再一方面，本专利技术提供一种低裂水泥稳定级配碎石基层的施工方法，其特征在于，采用如上任一所述的基层材料进行基层的铺筑；所述施工方法的步骤包括摊铺、碾压和养生；摊铺：单层碾压后摊铺厚度不小于15cm且不大于22cm；相邻两个施工段面纵向有30-40cm的重叠；碾压：分为初压、复压、终压；先采用效果等同于双钢轮压路机的碾压设备对路面进行2-3个来回的静压，即初压；再用激振力大于35t的重型震动碾压设备、18-21t三轮压路设备或25t以上的轮胎压路设备继续碾压密实，即复压；最后再采用效果等同于双钢轮压路机的碾压设备或胶轮碾压设备静压消除轮迹，即终压；养生：每一段路面碾压完成并经压实度检查合格后，立即开始养生；采用铺设土工布的方式进行养生；养生期不少于7d。与现有技术相比，本专利技术可以获得包括以下技术效果：该材料具有较高的强度和较低的收缩开裂率，从而提高水泥稳定级配碎石基层的整体承载能力和路面的使用寿命，可用于修建半刚性基层的长寿命沥青路面和水泥路面等。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术一个实施例提供的低裂水泥稳定级配碎石基层材料构成图。【具体实施方式】为了更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。目前的水泥稳定级配碎石基层主要由水泥、碎石材料、外掺剂、水组成，水泥稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低裂水泥稳定级配碎石基层材料，其特征在于，所述基层材料配比包括：矿料2100-2300质量份、矿渣水泥和/或钢渣水泥70-110质量份，水100-115质量份；/n钢渣水泥为钢渣硫铝酸盐水泥；矿渣水泥为矿渣硫铝酸盐水泥和/或矿渣铁铝酸盐水泥；/n所述基层材料的7天无侧限抗压强度大于等于5MPa，干缩系数小于0.01。/n

【技术特征摘要】
1.一种低裂水泥稳定级配碎石基层材料，其特征在于，所述基层材料配比包括：矿料2100-2300质量份、矿渣水泥和/或钢渣水泥70-110质量份，水100-115质量份；
钢渣水泥为钢渣硫铝酸盐水泥；矿渣水泥为矿渣硫铝酸盐水泥和/或矿渣铁铝酸盐水泥；
所述基层材料的7天无侧限抗压强度大于等于5MPa，干缩系数小于0.01。


2.根据权利要求1所述的低裂水泥稳定级配碎石基层材料，其特征在于，所述矿渣硫铝酸盐水泥或矿渣铁铝酸盐水泥具体组分包括：粒化高炉矿渣75-90质量份、硫铝酸盐水泥或铁铝酸盐水泥熟料3-5质量份、石膏3-15质量份。


3.根据权利要求2所述的低裂水泥稳定级配碎石基层材料，其特征在于，所述硫铝酸盐水泥或铁铝酸盐水泥标号42.5以上，水泥熟料28d抗压强度大于等于50MPa。


4.根据权利要求2所述的低裂水泥稳定级配碎石基层材料，其特征在于，所述矿渣硫铝酸盐水泥或矿渣铁铝酸盐水泥的初凝时间≥6小时，终凝时间≤10小时，7天线膨胀率≥0.15％，28天自由膨胀率≤1.0％。


5.根据权利要求1所述的低裂水泥稳定级配碎石基层材料，其特征在于，所述基层材料还包括1.5-2.2质量份的加筋材料。

【专利技术属性】
技术研发人员：石红星，邱建波，李迎民，刘刚，武彦龙，郭广生，蔡轩，秦家禄，艾召山，方元，蔡绍芳，董月振，陈志旗，韩洪波，白俊鹏，侯亮朝，
申请(专利权)人：廊坊市交通公路工程有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13