水泥稳定碎石基层作为一种半刚性基层具有强度高、稳定性好等优点，然而也有其不足之处，就是路面易产生横向裂缝，通常每隔10-20米出现一道。为了减少直至消除横向裂缝，泰安市改建工程总监代表处主要从级配入手，考虑到规范级配范围偏宽的特点，结合工程实际，对规范级配范围进行了优化。通过增大粗集料用量，减少细集料用量，采用骨架密实型级配（见表1）应用于水泥稳定碎石基层的施工。经过近一年的检验，目前尚未发现横向裂缝，表明此级配的应用在解决基层横向裂缝方面取得了良好效果。
                泰安市改建工程水泥稳定碎石级配范围          表1
 
孔径(mm) 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075   
通过率（%） 100 90-100 45-67 28-38 16-30 8-20 0-5 
在施工初期，为了进一步验证此级配，在总监处领导的安排下笔者对此进行了有关试验。可以认为，骨架密实型结构能否形成， 4.75mm筛孔的通过率是关键（4.75mm筛孔为粗细集料的分界点）。4.75mm筛孔通过率大，细集料偏多，则形成悬浮密实结构；4.75mm通过率小，细集料填充不足，则形成骨架空隙结构。因此，关键是确定4.75mm筛孔的通过率。现将方法简单介绍如下，不当之处希望得到各位同行的批评指正。
1 集料试验
取代表性集料试样，做筛分、密度等各项试验，试验结果见表2、表3。
                集料筛分结果汇总                         表2
 
      孔径mm

规格   通过率% 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 
              集料密度及空隙率汇总                     表3
 
规格 振实密度（g/cm3） 振实空隙率（%） 毛体积密度（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 
在水泥稳定碎石混合料中石屑等细集料（本文以石屑代表细集料）是以压实状态存在的。为此，笔者在万能材料试验机上用石子压碎仪测定石屑在不同压力下的压实密度，结果见表4。可以看出在压力达到300KN后石屑的密度变化很小，说明此时石屑状态已达稳定，因此，计算时可采用此时密度作为石屑在混合料中的压实密度。
石屑的压实密度                       表4
 
 压 力（KN） 50 100 200 300 400   
密度
（）  细石屑 1.997 2.045 2.096 2.122 2.130   
  粗石屑 1.886 1.951 2.020 2.045 2.052 
2  计算
骨架密实型混合料就是粗集料形成骨架，细集料作为填充料将粗集料形成的空隙填充密实。因此，在满足嵌挤填充的情况下，石屑用量最少的情况为用压实密度稍小的粗石屑填充级配较好的粗集料（其空隙率较小），其用量为0.370×2.045/(0.370×2.045+1.708)=30.7%；石屑用量最大的情况为用压实密度稍大的细石屑填充级配不好的粗集料（其空隙率较大），其用量为0.404×2.122/(0.404×2.122+1.617)=34.6%。
3  验证
以4.75mm筛孔为控制点，通过率范围22-38％，定出粗细4种级配，见表5（文中配合比均为10-20mm碎石:5-10mm碎石:石屑）；通过重型击实试验，确定出最大干密度，最佳含水量，结果见表6；制件并分别进行7d无侧限抗压强度试验和劈裂强度试验，结果见表7。
            四种配合比筛分结果汇总                     表5
 
孔径（mm） 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075   
规定范围(%) 100 90-100 45-67 28-38 16-30 8-20 0-5   
通过
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 
        击实结果汇总（水泥剂量4.5%）               表6
 
序号 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 
       
 无侧限抗压强度及劈裂强度汇总（水泥剂量4.5%）        表7
 
序号 配合比 无侧限抗压强度（MPa） 劈裂强度（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 
规范及相关资料表明：在水泥用量、养生条件相同时，骨架密实型水泥稳定碎石的抗压强度略大于悬浮密实型，而骨架空隙型的最小；劈裂强度的规律为悬浮密实型水稳碎石最大，骨架密实型次之，骨架空隙型最小。对比以上数据可知：①号级配为骨架空隙型，②号级配介于骨架空隙型和骨架密实型之间，③号级配为骨架密实型，④号级配为悬浮密实型。考虑到施工中各种因素可能造成的离析，适当增加细集料含量有助于减轻离析，因此4.75mm筛孔的通过率28-38%是合适的。
4  集料最大粒径问题
集料愈粗，在拌和、运输、摊铺过程中愈容易产生粗细集料的离析现象。为减少混合料的离析和避免“烂根”现象，济菏路工程适当减小了粗集料的最大粒径，最大粒径为26.5mm，施工过程中较少出现离析现象。
5  结语
以此级配范围指导施工生产的水泥稳定碎石基层已一年有余，经过一轮寒冬酷暑的考验，目前路面尚未发现横向裂缝，表明此级配的应用在解决路面基层横向裂缝问题方面取得了良好效果，相信它将会作为水泥稳定碎石基层的优良级配而得到大量推广应用。