某机场水泥稳定碎石混合料配比击实研究

作者:吴德雨杨大治叶震 字数:2110


  摘要:水泥稳定级配碎石基层主要利用级配碎石的渗透性与水泥稳定性,使路面基层结构具有渗透性好、强度高、易施工、适应性广等特点。本论文介绍了水泥稳定级配碎石的原材料组成设计与选择,采用骨架密实性结构进行水泥稳定碎石配合比设计,并通过击实实验确定主要相关技术参数。最后通过对水泥稳定碎石基层施工的质量控制研究,对进一步提高水泥稳定碎石路用性能的技术措进行总结。
  关键词:水稳层;配比;级配碎石
  引言
  水泥稳定碎石层在路面面层与路基中起着承上启下的重要作用,而且在路面工程的工作量中占有比较大的比例,为此,设计经济合理的配合比显得尤为重要。随着高等级路面施工经验的积累,通过对水泥稳定碎石层出现的如跳子、松散、裂缝等主要病害的分析,业内许多专家对水泥稳定碎石中水泥剂量、细集料的掺量最大干密度最佳含水率的确定、混合料延迟时间的控制等提出了许多宝贵意见。
  1 原材料的选择
  1.1.1水泥
  水泥品种和标号:水泥的强度等级为32.5,产地为长丰,执行标准为GB175—2007。
  1.1.2 集料
  集料中颗粒的最大粒径不应超过31.5mm。集料中有机质含量不超过2%,集料中硫酸盐含量不超过0.25%。通过用于水泥稳定碎石层的集料应进行的试验项颗粒分析(级配)、碎石的压碎值、针片状颗粒含量、烘干含水量选择集料试验结果表明,集料的针片状颗粒含量需满足《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG F30—2003)对Ⅱ级集料(<15%)的要求,集料的含水率为0.09%~0.6%满足要求。
  1.2 粒料的级配
  水泥稳定碎石基层原材料的性能应具有良好的级配,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。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。
  按要求绘制级配曲线如下。
  2.1 击实试验
  通过对水泥稳定碎石(在水泥水化前)进行击实试验,以绘制稳定土的含水量——干密度关系曲线,从而确定其最佳含水量ω0(%)和最大干密度ρd(g/cm3)。
  试验根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057—94)无机结合料稳定土的击实试验方法(T0804—94)丙法进行击实试验。
  实验过程为:将已过筛的试料用四分法逐渐分小,至最后取出约30kg左右试料。再用四分法将取出的试料分成5份,每份重约5.0kg(风干质量)。拌和均匀后,分3次加料并测其高度。每次加料后击实98次。将击实过的试样表面齐击实筒顶面刮平并测其总质量。最后将击实过的试样中,取一个样品测定含水量。将样品放入100℃~105℃的烘箱中烘干至恒重。
  计算每次击实后稳定土的湿密度: ρw=(Q1—Q2)/V
  式中:ρw — 稳定土的湿密度(g/cm3)
  Q1 — 试筒与湿试样的合质量(454g)
  Q2 — 试筒的质量(g)
  V — 试筒的容积(cm3)
  计算每次击实后稳定土的干密度: ρd=ρw/(1+0.01w)
  式中:ρd — 稳定土的干密度(g/cm3)
  w — 试样的含水量(%)
  试验结果及曲线如下:
  干密度与含水量的关系:
  水泥含量4.0%时的最大干密度为:2.31g/cm3;最佳含水量为:5.2%。
  同种方法可得:
  水泥含量为4.5%的干密度与含水量的关系:
  水泥含量4.5%时最大干密度为:2.33g/cm3;最佳含水量为:5.3%。
  水泥含量为5.0%时的干密度与含水量的关系:
  水泥含量5.0%时最大干密度为:2.34g/cm3;最佳含水量为:5.4%。
  3 结论
  对于水泥稳定类材料,从加水拌和到进行击实实验间隔的时间愈长,水泥的水化作用和结硬程度就愈大。因此要求以水泥为结合料的实验拌合后要在1h内完成击实实验。随着水泥含量的增加最大干密度均呈逐渐增大的趋势。随着水泥含量的增加最佳含水量较稳定变化不是很大稳定在5%左右。经过水泥稳定级配碎石的原材料组成设计与选择,采用骨架密实性结构进行水泥稳定碎石配合比设计,并确定主要相关技术参数。根据研究结果可知混合料的最佳含水量5.3%、水泥剂量4.5%及最大干密度2.33 g/cm3。
  参考文献
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