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时间:2017-12-30
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1、骨架密实型水泥稳定碎石基层压实标准探究 摘要:通过重型击实来确定混合料的最大干密度和最佳含水量,进而控制压实度标准的方式与实际的压实情况差别较大,常出现压实度“超百”等过压现象。为此,基于规范中的骨架密实级配和混合料的理论最大相对密度,将混合料的空隙率作为控制指标,用静压成型试件7d无侧限抗压强度等力学性能进行检验,以期得出空隙率与试件强度的相关关系,直接通过混合料的空隙率来确定需要的最大干密度,用于指导实践。关键词:水泥稳定碎石骨架密实型最大干密度无侧限抗压空隙率中图分类号:TQ172文献标识码:A文章编号:1、概述7本文依托于正在
2、建设中的南宁外环公路基层试验段铺筑,对骨架密实型水泥稳定碎石基层压实标准进行研究。骨架密实型结构较以往常用的悬浮密实型具有抗冲刷性能强,水稳定性好,受温湿感应较小而不易产生缩裂等优点,现已经得到较多的推广应用。现行的《公路沥青路面设计规范》(JTJ050-2006)明确规定高速公路、一级公路的基层或上基层宜选用骨架密实型混合料。这种结构的三轴试验表明,此种结构不仅内摩阻角大,而且粘聚力高。从理论上讲,骨架密实型水泥稳定类集料混合料应该具有最优的力学性能,抗收缩性能和冲刷性能。室内试验得出的标准密度是压实度评定的基准值,因此确定标准密度(
3、最大干密度)应原理科学、数据准确性高、操作简便,且试验条件与实际压实工况相接近。然而,现在的水泥稳定碎石标干都由重型击实法得出,数据的离散性较大,难以满足施工要求,使用起来有诸多不便,亟待进行改善。2、原材料及混合料配合比确定2.1原材料选取⑴碎石本课题采用的碎石材料为石灰岩,石料的破碎方式为反击破形式,产自南宁市武鸣县敢梯山石场。材料的各项性能指标如下表所示:表1粗集料技术性能表2石屑技术性能经检测,所检集料的各项技术性能符合《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000要求。⑵水泥7论文所用水泥为P.C32.5复合硅酸盐水泥,产
4、自华润水泥(南宁)有限公司,执行标准:GB175-2007《通用硅酸盐水泥》。各项检测指标均符合相应的技术规范及要求。2.2混合料配比确定本文依据《公路沥青路面设计规范》(JTJ050-2006)中的骨架密实型进行级配设计,依据筛分结果进行掺配。通过以上分析试验,本课题集料的级配情况如下,(19-31.5mm):(9.5-19mm):(4.75-9.5mm):(0-4.75mm)=25%:34%:22%:19%。水泥剂量按设计要求,取5%的水泥掺量,即水泥:集料=5:100(此剂量时水泥混合料的密实程度较高)。最佳含水量控制在4.5%左
5、右,从试验中可以发现当含水量较高时,成型试件中会有水溢出,可根据试件成型时是否泌水进行修正最佳含水量。3、控制指标3.1最大理论相对密度参照沥青混合料理论最大相对密度的思想,对水泥稳定碎石混合料相应值计算,如下公式(3-1):式中:—理论最大相对密度,无量纲;—水泥剂量,%;…各种集料占集料总质量的百分率,%;…各种集料对水的相对密度,无量纲;7据筛分情况,将各档粗集料中小于4.75mm以下的含量计入到0-4.75mm档石屑中去,各档集料的所占质量分数为Pi*Xi,其中Xi为各档集料大于4.75mm累计筛余率,经换算得混合料的理论最大相
6、对密度γt*=2.708,计算略;为了检验偏差,将混合料按照沥青混合料理论最大相对密度试验方法进行检测。经试验,由理论密度试验仪测出的密度较理论最大相对密度值要小,试验值为2.694,但是相差并不大,只要进行一定的系数修正,采用理论最大密度是可行的。3.2混合料设计空隙率在已得的混合料配比下,本论文拟不进行重型击实确定最大干密度和含水量,而是以理论最大相对密度和设计空隙率为控制指标静压成型试件。考虑按重型击实法确定的最大干密度和按98%的压实度标准成型试件的空隙率一般在12%~15%左右,为了更加准确的探讨不同空隙率下成型试件的强度指标
7、,本文对设计空隙率进行了加密。混合料压实空隙率按5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%等进行设计。表3不同空隙率下混合料的干密度将以上结果绘成柱状图如下:图1混合料干密度随空隙率变化趋势4、试件成型及强度试验4.1试件成型7由不同空隙率下的干密度根据最佳含水量换算出湿密度,按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTGE51-2009中圆柱形试件成型方法静压成型。制作试件时,要特别注意两端垫块是否均匀进入。如果发现垫块的一侧已进入试模筒内并已与筒顶齐平,而另一侧尚未完全进入筒内,则应解除压力后旋转试模筒,然后继续加压,直到
8、压柱完全进入试模筒内。本次试验按每组空隙率成型3个试件,从脱模后试件的完整性来看,当混合料的空隙率达到20%时,试件基本很难形成强度,脱模后即破坏,松松较严重。4.2无侧限抗压强度将成型后的试件脱模放入养护
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