影響水泥穩(wěn)定碎石配合比強度的幾個因素
【摘 要】:近年來,隨著公路工程的大規(guī)模實施,水泥穩(wěn)定碎石已成為路基基層的主要結(jié)構(gòu)材料?,F(xiàn)就水泥穩(wěn)定碎石試件進行無側(cè)限抗壓強度試驗分析,研究影響水穩(wěn)碎石強度的幾個因素,將有助于指導(dǎo)施工選材及工程質(zhì)量控制。掌握其主要影響因素將能大大提高水泥穩(wěn)定碎石的強度,達到規(guī)范和設(shè)計要求。
【關(guān)鍵詞】:路基結(jié)構(gòu)材料、水泥穩(wěn)定碎石、配合比、無側(cè)限抗壓強度、影響因素
1、室內(nèi)配合比設(shè)計要求
1.1水泥
以潤江路為例,選取復(fù)合硅酸鹽水泥32.5,經(jīng)檢驗各項指標符合要求。
1.2碎石
應(yīng)符合標準和設(shè)計要求,以本標段為例:選用4種規(guī)格的石料:分別為1#料S8(10~25),2#料S10(10~15),3#料S14(3~5),4#料S15(0~5),對于城市快速路、主干路基層碎石的壓碎值不大于30%,液限<28%,塑性指數(shù)<9%。
1.3設(shè)計標準
水泥穩(wěn)定碎石的級配范圍
|
篩孔尺寸(mm) |
31.5 |
26.5 |
19 |
9.5 |
4.75 |
2.36 |
0.6 |
0.075 |
|
通過百分率(%) |
100 |
90~100 |
72~89 |
47~67 |
29~49 |
17~35 |
8~22 |
0~7 |
7d無側(cè)限強度要求3.5MPa,壓實度要求98%。
2、影響配合比強度的主要因素
2.1水泥用量控制對強度的影響
水泥是集合料中重要的穩(wěn)定劑,在拌和水泥穩(wěn)定碎石時水泥用量一定要控制準確,用量太少減少膠凝作用;用量太大既不經(jīng)濟,還會使基層裂縫增多,從而引起瀝青面層相對應(yīng)的反射裂縫。必須控制水泥用量,做到精益求精,以確保工程質(zhì)量。
2.2碎石級配對強度的影響
根據(jù)規(guī)范和設(shè)計文件中對基層各種材料的質(zhì)量要求選材,并選取符合要求的粗集料在試驗室內(nèi)按不同的粗細程度(主要改變26.5mm篩孔的通過率)摻4.5%水泥劑量進行試配,分別得出7d無側(cè)限抗壓強度。在原材料質(zhì)量和水泥劑量不變的情況下,隨著26.5mm篩孔通過率的變小,試件強度反而升高,說明水泥穩(wěn)定碎石中粒料級配對強度有重要的影響。(結(jié)果見下表)
7d無側(cè)限抗壓強度
|
編號 |
試驗單位 |
水泥劑量(%) |
26.5篩孔通過率(%) |
7d無側(cè)限強度(Mpa) |
|
1 |
施工單位 |
4.0 |
98.7 |
3.8 |
|
2 |
檢測中心 |
91.8 |
4.2 |
|
|
3 |
施工單位 |
4.5 |
97.6 |
4.2 |
|
4 |
檢測中心 |
91.1 |
4.6 |
|
|
5 |
施工單位 |
5.0 |
99.3 |
4.5 |
|
6 |
檢測中心 |
92.1 |
5.0 |
2.3集料的質(zhì)量對強度的影響
2.3.1粗集料對強度的影響
基層石料加工生產(chǎn)一般規(guī)模小、機械化程度不高,各廠家的生產(chǎn)工藝也有區(qū)別,多數(shù)為鄂式破碎機軋制而成,有一次破碎和二次破碎之分,從而導(dǎo)致石料的壓碎值,針片狀含量相差很大,最終影響7d無側(cè)限抗壓強度。(結(jié)果見下表)
|
檢測項目 |
石料加工類型 |
7d無側(cè)限強度(Mpa) |
|||
|
一次破碎 |
二次破碎 |
一次破碎 |
二次破碎 |
||
|
壓碎值(%) |
25.0 |
18.3 |
3.8 |
4.4 |
|
|
針片狀含量(%) |
1#料 |
18.6 |
13.6 |
||
|
2#料 |
25.5 |
18.5 |
|||
2.3.2細集料對強度的影響
通過調(diào)粗混合料級配可以從不同程度上提高無側(cè)限強度,為減少水穩(wěn)基層裂縫,應(yīng)嚴格控制混合料中細集料的粉塵含量,現(xiàn)根據(jù)不同細集料進行無側(cè)限抗壓試驗。見下表:
|
水泥劑量(%) |
細集料砂當量 |
塑性指數(shù)Ip |
無側(cè)限抗壓強度(Mpa) |
|
5.0 |
22 |
8 |
3.6 |
|
5.0 |
31 |
6 |
4.2 |
|
5.0 |
39 |
4 |
4.8 |
|
5.0 |
55 |
2 |
5.7 |
由上表可知,細集料的質(zhì)量對無側(cè)限強度有著重要的影響。
2.4標準擊實對強度的影響
采取重型擊實來確定水穩(wěn)的最大干密度,試驗結(jié)果表明:準確、客觀地定出混合料的最大干密度對強度的影響很大。按1#:2#:3#:4#=33:23:14:30的比例進行標擊和無側(cè)限抗壓強度試驗,結(jié)果見下表:
|
編號 |
試驗單位 |
水泥劑量% |
最大干密度g/cm3 |
最佳含水量% |
7d無側(cè)限強度Mpa |
|
1 |
施工單位 |
4.0 |
2.245 |
4.3 |
3.3 |
|
2 |
檢測中心 |
2.311 |
4.6 |
4.0 |
|
|
3 |
施工單位 |
4.5 |
2.368 |
4.4 |
3.8 |
|
4 |
檢測中心 |
2.335 |
4.9 |
4.4 |
|
|
5 |
施工單位 |
5.0 |
2.296 |
4.8 |
4.3 |
|
6 |
檢測中心 |
2.341 |
5.2 |
5.0 |
由上表可知:準確、客觀的定出混合料的最大干密度對無側(cè)限強度有著重要的影響。
2.5壓實度對強度的影響
選取不同壓實度進行無側(cè)限抗壓強度試驗,結(jié)果見下表:
|
編號 |
壓實度% |
最大干密度g/cm3 |
最佳含水量% |
試件質(zhì)量g |
7d無側(cè)限強度Mpa |
|
1 |
92 |
2.335 |
4.9 |
5973.3 |
2.5 |
|
2 |
95 |
6168.1 |
3.4 |
||
|
3 |
98 |
6362.9 |
4.4 |
由上表可知:在采取相同的擊實數(shù)據(jù)時,試件制件質(zhì)量相差200g左右,7d無側(cè)限強度也有很大的差別,這就要求施工攤鋪時嚴格控制壓實度。
3、措施
3.1嚴格控制粗細集料的合理級配;
3.2嚴格控制集料中細料的含量和塑性指數(shù),選擇含泥或雜質(zhì)較少的細集料;
3.3有條件選擇壓碎值較小經(jīng)二次破碎加工而成的粗集料;
3.4 配合比根據(jù)來料進行配合比設(shè)計試驗,合格后方可使用。如原材料有變更,需要重新試驗。
參考文獻:
1、JTG E51-2009《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》
2、CJJ1-2008 《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》
