水泥稳定碎石基层配合比设计一些体会
摘要:水泥稳定碎石基层的配合比设计在经济和技术两个方面均对路面工程有较大影响。本文从原材料选取、击实试验、制备试件、养生及强度等方面对水泥稳定碎石混合料配合比设计过程进行了详尽的论述, 指出配合比设计过程中应注意的问题,对进一步提高水泥稳定碎石路用性能的技术措施进行总结。 ,
关键词 ;路面工程;水泥稳定碎石;配合比设计 一、前言
水泥稳定碎石基层以强度高、刚性大、稳定性好、工程造价较低、施工方便快速特点、因而受到广泛的应用,但也易出现跳子、松散、裂缝等主要病害,因此设计经济合理的配合比显得尤为重要,本文总结了海宁东西大道项目道路工程水泥稳定碎石基层的施工经验,对水泥稳定碎石配合比设计过程应完成的试验项目及注意事项加以探讨,以供借鉴。 二、原材料技术要求 2.1、碎石
碎石:采用长兴石灰岩1#料粒径9.5~31.5mm、石灰岩2#料粒径4.75~9.5mm;石灰岩3#料粒径2.36~4.75mm、石灰岩4#粒径0~2.36mm四种规格的集料。水泥稳定碎石压碎值不大于28%,针片状含量小于15%,集料中小于0.6mm的颗粒液限小于28%,塑性指数小于9。
2.2、水泥
采用湖州三狮厂p.032.5缓凝型水泥。采用早强缓凝强度等级较低的水泥,水泥各龄期抗折、抗压强度、安定性、细度等达到相应技术要求。初凝时间3h以上,终凝时间不小于6h。3天胶砂强度≥18mpa。
三.、混合料组成配合比设计 混合料配合比设计的步骤
3.1、混合料配合比设计流程:制备试样一击实试验一制备试件一试件养生一测抗压强度一确定剂量一实用剂量。
水泥稳定碎石基层原材料的性能除了应该达到规范规定的技术标准外,还应具有良好的级配,使集料排列紧密,具有较小的空隙率,以保证在结合料的胶结作用下抗变形能力强,稳定性好具有较高的强度。实践证明,用同一剂量的水泥稳定级配良好的集料,其强度和耐久性比稳定级配不好的集料的强度和耐久性要高得多。例如,对天然砂砾,要用6%-8%的水泥稳定,才能达到规定的强度要求;而添加部分细料使其达到最佳级配后,只要用3%-4%的水泥稳定[8],就可以达到要求的强度。在现行规范中规定可用水泥稳定的土的颗粒组成范围的同时 又要求土的均匀性系数要大于10,实际上正是要求土具有较好的颗粒级配。 现行规范级配要求
现规范规定水泥稳定碎石做基层时的颗粒组成范围,骨架密实型水泥稳定类基层集料的最大粒径不大于31.5mm,集料级配范围宜
符合下表的要求。
骨架密实型水泥稳定类集料级配表3-1
矿料混合料级配3-3
根据省高指指导意见按不同水泥剂量3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%五种比例进行试验,用重型击实法确定各组混合料最佳含水量和最大干密度。
3.3、为减少裂缝,水泥用量不应大于5.5%,集料级配中0.075mm以下颗粒含量不宜大于5.0%,同时减少含泥量。
3.4、按规范要求的压实度(重型击实98%)制备混合料试件,在标准条件下养护6天,浸水一天后取出做无侧限抗压强度。 3.5. 、 试件养生条件:标养室温度为25oc±2 oc,相对湿度为95%。
四. 、相关试验汇总表
4.1、最佳含水量和最大干密度的确定
按照设计集料级配的材料比例、最大干密度经验值,以及试件体积计算各种集料的重量并配料,每份混料重量约8kg左右(风干质量);共配料4~5份备用。选择3~5个水泥剂量(一般为3%,4%,5%,6%,7%) 进行重型击实试验,确定不同水泥剂量下的最大干密度和最佳含水量。
不同水泥剂量的最大干密度和最佳含水量试验汇总见表(四)
表(四):不同水泥剂量的重型击实结果:
4..2、无侧限抗压强度试验
按规定压实度分别计算不同水泥剂量的试件应有的干密度。按最佳含水量和计算的干密度以静压法制备试件。试件在规定温度下保湿养生6d,浸水24h,按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(jtj057)进行无侧限抗压强度。不同水泥剂量的无侧限抗压强度试验汇总见表(五)
表(五)不同水泥剂量无侧限抗压强度试验结果
4.3.根据试验结果,从技术与经济两个角度考虑选定水泥剂量4.0 ,其对应的最佳含水量4.6,最大干密度2.38 g/cm。。采用集中厂拌法时工地实际采用的水泥剂量比室内试验确定的剂量多0.5 ,即按4.5控制,大面积施工可根据施工过程中所测无侧限抗压强度对混合料配合比进行微调。下列按edta滴定法滴定 ,采用水泥剂量,得到edta标准液滴定耗量见表6所列,按此数据可绘制水泥稳定碎石标准曲线以控制施工。 表(六)水泥稳定碎石标准表
五、结论和建议
5..1、 根据配合比试验,碎石掺配比例采用1#料:2#料:3#料:4#料=30:32:16:22,水泥剂量从施工富余系数考虑:基层
水泥剂量采用4.0% ,最大干密度采用2.38g/cm3, 最佳含水量采用4.6%。
5.2、试件成型时加载应缓慢均匀,加载压力应适中,避免导致粗集料颗粒被压碎,影响试件强度,混合料装入筒内时应均匀分布较大颗粒,若不均匀可能导致试件出现断层;粗颗粒集中于试筒,一侧时在成型过程中容易倾斜;加料时应中间紧两端松,便于成型。为防止成型后试件反弹过大,可以在筒口加一块垫片,预压3 mm,保证试件高度符合要求,效果较好。合理掌握脱模时间,加强养生,养生期间失水量对强度影响大。
5.3、施工前应检查各种材料的来源和质量。对水泥、集料等重要材料,供货单位应提交最新检测的质量证明材料。对首次使用的集料,应检查生产单位的生产条件、加工机械、覆盖层的清理情况。所有材料都应按规定取样检测,经质量认可后方可订货。 5.4、各种材料都应在施工前以“批”为单位进行检查,不符合规范技术要求的材料不得进场。材料试验的取样数量和频度按规定进行。
5.5、工程开始前,应对材料的存放场地、防雨和排水措施进行确认,不符合本规范要求时材料不得进场。进场的各种材料的来源、品种、质量应与招标及提供的样品一致,不符合要求的材料严禁使用。
5.6、施工前应对水泥稳定碎石拌和设备、摊铺机、压路机等各种施工机械和设备进行调试,对机械设备的配套情况、技术性能、
传感器计量精度等进行认真检查,并得到监理的认可。
5.7、正式开工前,各种原材料的试验结果,及据此进行的配合比设计结果,应在规定的期限内向业主及监理提出正式报告,待取得正式认可后,方可使用。 参 考 文 献:
[1] 中华人民共和国交通部. 《公路路面基层施工技术规范》. 北京人民交通出版社, 2000.
[2] 中华人民共和国交通部. 《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》. 北京: 人民交通出版社, 2009. 作者简介:
简历:毛小斌,男,1968年9月出生,参加工作时间1987年5月,泰顺县公路管理段
注:文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。
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