摘要：近幾年國民經濟的快速增長與發展致使交通量與日俱增，原有的路面結構等級已遠遠不能滿足現行公路發展要求，這就要求基層必須有足夠的剛度和強度，必須能承受車輪荷載的反復作用。水泥穩定土作為道路路基的主基層，近幾年來被廣泛應用不同等級公路中。它的強度比較穩定，且受水分影響不大，單純從強度而言，水泥穩定土可以適應做各種等級道路路面的基層。并簡單介紹了水泥穩定土的定義、反應原理及顆粒組成范圍。
　　關鍵詞：交通量，路基，水泥穩定土，水化反應，顆粒組成范圍
　　隨著近幾年來國民經濟的快速增長與發展的良好勢頭，城市與城市的溝通發展日趨繁榮、城市與鄉鎮的協作發展逐漸緊密，致使交通量與日俱增，伴隨而來的是交通運輸需求的不斷擴大，交通流量的迅速增長，重載、超載交通日益嚴重，原有的路面結構等級已遠遠不能滿足現行公路發展要求。因此，提高路面等級，加強路面結構厚度十分必要，也十分迫切。
　　由于我國目前瀝青資源不足，瀝青混合料的單價較高，不可能鋪筑過厚的瀝青面層，當然，客觀上不一定需要厚瀝青面層，厚瀝青面層也不一定就好，在瀝青面層較薄的情況下，整個路面的承載能力將主要依靠基層來滿足，這就要求基層材料具有較高的強度和風度。因此基層的強弱和好壞對整個路面，無論是瀝青路面還是水泥混凝土路面的整體強度、使用質量和使用壽命都有十分重要的影響。
　　這就要求基層必須有足夠的剛度和強度�；鶎颖仨毮艹惺苘囕喓奢d的反復作用，即在預定設計標準軸次反復作用下，基層不會產生過多的殘余形變，更不會產生剪切破壞（無結合料的粒料基層）或疲勞彎拉破壞（用各種結合料處治的基層）�；鶎右獫M足上述技術要求，除必需的厚度外，主要取決于基層材料本身的強度。材料的強度包括兩個主要方面：一方面是石料顆粒本身的硬度或強度，可用集料磨耗值表示，我國也用巖石的抗壓強度表示；另一方面是混合材料整體的強度或剛度，如回彈模量、承載比、抗壓強度、抗剪切強度、抗彎拉強度或間接抗拉強度（劈裂強度）等。
　　水泥穩定土作為道路路基的主基層，近幾年來被廣泛應用不同等級公路中。它的強度比較穩定，且受水分影響不大，其強度越高，穩定性也就越好。水泥穩定碎石的強度可以在大范圍內進行調整，以適應不同等級道路以及不同路面結構層位（基層或底基層）對材料強度的要求。水泥劑量越多，水泥穩定碎石的強度越高，反之則低。水泥穩定土的無側限抗壓強度低可以低到小于1Mpa，高可以高到10Mpa以上（7d齡期），直到水泥混凝土的強度。因此，單純從強度而言，水泥穩定土可以適應做各種等級道路路面的基層。
　　水泥穩定土就是用水泥做結合料所得混合料的一個廣義的名稱，它既包括用水泥穩定各種細粒土，也包括用水泥穩定各種中粒土和粗粒土。在經過粉碎的或原來松散的土中，摻入足量的水泥和水，經拌和得到的混合料在壓實和養生后，當其抗壓強度符合規定的要求時，稱為水泥穩定土。
　　用水泥穩定細粒土得到的強度符合要求的混合料，視所用的土類而定，可簡稱為水泥土、水泥砂或水泥石屑等。
　　用水泥穩定中粒土和粗粒土得到的強度符合要求的混合料，視所用原材料而定，可簡稱為水泥碎石、水泥砂礫等。
　　水泥加入土中并加水拌和后，水泥中的各個成分與土中的水分發生強烈的水解和水化反應，同時從溶液中分解出氫氧化鈣，并形成其他水化物。
　　上述水泥與水反應所生成的各種水化物可繼續硬化并在土中形成水泥石骨架，所生成的Ca(OH)2積極地與土發生各種反應。用水泥穩定細粒料土時，膠結作用包括機械結合和化學結合兩部分�；瘜W結合包括水泥和土顆粒表面的相互作用。土中的粉粒和粘粒含量增加時，顆粒的表面積也大大增加，水化水泥和顆粒表面間的化學作用的機會也大大增加。水化過程中產生的石灰在此化學作用過程中起著明顯的作用。首先它與顆粒表面附著的離子有交換作用；其次，石灰與硅土（和鋁土）作用，在硅土顆粒表面形成輔助的含水硅酸（鋁硅酸）。這種離子交換作用使土的塑性減小，并使土對水分變化的敏感性變小。輔助的含水硅酸鈣是膠結物，它進一步使顆粒相互結合。土中的細料含量愈多，粘粒愈多，這種輔助作用愈重要。
　　土中的水泥增加時，自由的粉粒和粘粒的數量明顯減少，得到一種持水能力低、體積穩定性增加、承載能力增加的粗顆粒——水泥改善土。水泥繼續增加時，粗顆粒的數量也增加，直到全部土顆粒都保持在一個固體內，像是一種結構——水泥穩定土。
　　從理論上講，除有機質含量大及硫酸鹽含量大的土外，只要土中的最大顆粒的粒徑不超過規定的路面基層材料的最大粒徑，幾乎各種類型的土都可以用水泥穩定。但并不是各種類型的土用水泥穩定都是經濟合理的。
　　考慮到經濟性和施工的可能性，實際上各國對適宜用水泥穩定的土的顆粒組成范圍都有一定的限制。例如，美國的經驗表明，含有10％～35％粉粒和粘粒的砂土和砂礫土，用水泥穩定最佳。在英國認為，液限大于45％，塑性指數大于20％以上，用水泥穩定是不經濟的。挪威對水泥穩定基層所有集料作了如下規定：
　　最大粒徑：31.5mm，≥19mm顆粒含量≤25％，≥2mm顆粒含量≤75％，水泥加集料中小于0.075mm的含量≥10％。
　　在我國《公路路面基層施工技術規范》(JTJ034--2000)中，對水泥穩定土用作路面底基層和基層時，分別作了如下規定：

                         
　　1、水泥穩定土用做底基層時，顆粒的最大粒徑(方孔篩)不應超過53mm(高等級道路不宜超過37.5mm)。土的顆粒組成應在表1所列范圍內，同時土的均勻系數應大于5，土的液限不應超過40，塑性指數不應超過17。對于中粒土和粗粒土，如土中小于0.6mm的顆粒含量在30%以下，塑性指數可稍大。實際工作中，宜選用均勻系數大于10，塑性指數小于12的土。塑性指數大于17的土，宜采用石灰穩定，或用水泥和石灰綜合穩定。
　　2、水泥穩定土用做基層時，土的最大粒徑不應超過37.5mm(高等級道路宜為31.5mm)。土的顆粒組成應在表2范圍內。集料中不宜含有塑性指數的土。對于二級公路宜接近級配范圍的下限組配混合料或采用表3中的2號級配。

                        
　　級配碎石、未篩分碎石、砂礫、碎石土、砂礫土、煤矸石和各種粒狀礦渣均適宜用水泥穩定。碎石包括巖石碎石、礦渣碎石、破碎礫石等。

                        
　　3、凡是飲用水（含牲畜飲用水）均可用于水泥穩定土施工。
　　4、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質硅酸鹽水泥都可用于穩定土，但應選用初凝時間3h以上和終凝時間較長（宜在6h以上）的水泥。不應使用快硬水泥、早強水泥以及已受潮變質的水泥。宜采用標號325或425的水泥。
　　由于水泥穩定土的形成原理是水泥中的各個成分與土中的水分發生強烈的水解和水化反應，土中的水分不斷減少，由于水分的減少而發生毛細管作用、吸附作用等會引起材料的體積收縮。試驗證明，由于水泥水化作用混合料水分減少而產生收縮占總收縮量的17%，可見碾壓時混合料的含水量是產生干縮裂縫的主要原因。含水量增加1%，對干縮應變增大的影響比水泥增加1%的影響大2%-3%。由于水泥的水化和結硬作用進行得比較快，因此對施工要求比較嚴格。要求在較短的時間內完成從加水拌和到碾壓成型的幾個主要工序。路拌法施工時，一般要求不超過3—4h，并應短于水泥的終凝時間。采用集中廠拌法施工時，延遲時間不應超過2h。再加上養生時遇刮風、高溫天氣，因水分流失太快而產生干縮裂縫。因此水泥穩定土需嚴格控制施工含水量及施工后養生，其裂縫還是可以盡量減少或避免的。
　　由此可見水泥穩定土具有強度高、穩定性好、經濟適用、應用范圍廣等優點，能適應重交通和高速公路路面基層以及機場道面基層的需要。同時也便于機械化施工。水泥穩定土既可以在路上就地拌和，以可以用固定的拌和機械進行集中拌和后運到路上直接攤鋪，也可以利用移動式拌和機械沿線進行拌和。只要在原材料選擇、混合料設計、施工組織、質量控制等方面嚴格把關，認真細致地完成施工每一個環節，就可以提高結構層的強度。
　　
　　
　　參考文獻：《公路路面基層施工技術規范》（JTJ034-2000）
　　《公路建筑材料》（ISBN7-114-02926-8）