（材料学专业论文）水泥稳定碎石施工变异性分析及施工质量控制.pdf

摘要 随着水e 稳定碎石材嗣广泛地应用到商等级公路路面基层，设计单位和施 工单彼积累了丰富的经验，但是目藏蘑来，在具体使用中仍然存在一些问题。 在实际施工过程中，水泥稳定碎石施工静变髯不仅削弱了基靥结构强度，丽置 还加剧基层的早期损环。因此，深入研究水泥稳定碎石施工变异性和施工质量 控制，对于提高工程质曩具毒重要意义。 本文酋先搜集了靖安离遥公路延安段路面一标水泥稳定碎石下墓层包括混 合料级配、含水量、联实度和水泥剂量等主要施工变异因素的大量数据，通过 整理分析髻导出这些施工关键因豢灼变异性，爿：显根摧工程实踩分极了旌工变异 性的影响因素，同时提出了减小麓工交异的措施。然后根据施工变异往分析， 设计正交试验确定施工变昴因素在一定范围内变化时水泥稳定碎石材料强度的 变化趋势，逃薅确定这些藏工变舞因素对强度弱影骢大小魏影嚷稷度。 最后以施工变异往分析为基础，结合工程实际情况，提出了施工质潼控制 方法，指导施工减小施工变异，达到提高水泥稳定碎石基层修筑质量的目的。 关键词：永泥稳定碎石；施工变异性：施工变异因索；正交试验；施工质 量控制 a b s t r a c a 1 0 n gw i l l lt h es l a b i l i z e dn l a c a d a n l - c e m e n li sw i d e l yu s e di nt h ec o n s t r u c t i o no f t h e h ；9 1 1 w a yb a s e ， m u c hm o r e d e s i g n a n dc o n s t r u c t i o n e x p e r i e n c e 】1 a sb e e n a e e u n 娃l a l e db y 穗ed e p a 担l n e n o fh i g l 黼yd e s g na n de o n s 娃j c i o n 。b 娃tp f e s e n l x s o m ep r o b l e m sa r ea l s oi ne x i s l e n c ei nt h ec o n s t m c t i o np r a c t i c e b e c a u s eo ft h e v a r i a n c eo ft h ea g g r e g a t ea n dt h ec o n s n l 】c t i o np a r a m e t e ri nt h ec o n s “_ l l c t i o np r a c t i c e ， t h e m p f e s s i v es t 糟l 毽氇a n d 璜ep e f 氛臻鞠e ea f ew e a k e n 蕊，弱1 e 托岛遐j ti sv e 翠 i 瑚p o r t a n tt os t u d yt 1 1 0 r o u 曲l yt h ev a r i a n c eo ft h ec o n s t n 】c t i o np a r a m e t e ra n dt h e q u a l i l yc o n t r o ld u r i n gt h ec o n s t n l c t i o np r o c e s sf o ra d v a n c i n gt h eq u a m yo ft h ep r o j e c t f i f s 魏al a 曙8 鞋m e 珏n o f 蠢箍撞西o u lt 沁。o 藏s 拄u e 鼍，o 转p 鑫糯n 采e 毛弧i 穗e a m e f r o mt h ec o l l s t m c “o nr e s o u r c e0 ft h ey a n a ns e c t i o ns u r f a c eo fl b i di nj i n g a n h i g h w a 弘w a sc 0 1 i e c t e d h a v i n ga n a l y z e dt h ed a t aa b o u tt h ec o n s i r u c t i o np a r a m e t e r ，i t i s n e l 珏d e d 氇采攮ev 嚣f i a n e eo f 臻ec o n s t 琳o i o np a 强m e 留e x ；s si n 疽i & 繇ld e g e e 。 b e s i d e s ，t h ef a c t o r sw h i c hl e a dt ol h ev a r i a n c eh a v eb e e na n a l y z e d ，a n dt h es e c r e th o w t h ep r c o e c tq u a l i t yh a sb e e nw e a k e n e db yt h ef a c t o r si sa l s of o u n di nt h et h e s i s t h e n 壤eb a s i so f 臻e 琏d 疆s i 蠲，l ko 确夺g o 珏a l 嚣x p 撕m e 瞳i s s i g 鑫舞t og e l 攮ev a l n o o f j n n u e n c et oj n l e n s j t yo f t h ef a c t o r s s dw ec a nc o n c l u d ew h i c hf a c t o ri st l 】ep r i m a f y o n e a n dv ，h i c ho n oi sm em i n o l a c c 。f d i n g 壤ep 靖lp f a 瞧 e e ，氇er e a s o n 痨l ec 。n s 重：r 毪c t i o 珏e 糖曩sq 拽氆e s t a b i l i z e dm a c a d a m * c e m e n ta r er a i s e d a tt h es a m et i m e ，s o m es u g g e s t i o n sa r ep u t f o r w a r dt og u i d et h e n s 衄l c t i o np r a c t i c ea n dr e d u c et h ev a r i a n c e ，a 1 1 df i n a l l yt o i 瓣p v et kp 炳e o t 鞋a l i t 蔓 k e yw o r d ： s t a b i l i z e dm a c a d a m c e m e n t ；c o n s t m c t i o np a r 锄e t e r ；v 捌a n c e ； 0 r t h o g o n a ie x p e m n e n ；c o n s t 瑚c t i o nq u a l i t yc o n l r o l 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的成采。除论文中已经注嘲弓m 拍勺内容外，对论文的 研究做m 重要贡献的个人和集体，均已在文t l i 以l 奥确方式标明。本论 文中不包含任饵未加螟确注明的其他个人或集体己经公开发表f i j 成 果。 本声嘲的法律责任由本人承担。 论文撰卷签名：韶瓠矿 护f 厂月，日 论文知识产权衩属声明 本入在导挪指导下所完成的论文及裥关的职务作t 矢ln 产权阳 弱学校。学校享有以任何方式发表、复制、公7 1 = 阅览、供阀以及 港 专刹等权利。本人离校居发表或锼翔学位沦义或与该沧文惑接相关的 拳术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 傈密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：镣獭修v ，年f j j 石日 导师签名： 戴冶绎 蟛年三月易耳 第一章概述 1 1 研究目的意义 我灞渔7 0 年代中麓开始使用水泥稳定材料作基层。资料表明，在我国已修 建的各镣级公路中，9 0 以上怒使用以水泥稳定材料和石灰、粉煤灰稳定材料 为代表的半刚健材料作为基层材料。长期的工程实践表明半刚性材料商其独特 蛉优点：与柔 燮基层辫瓣相比拳剐性专毒糕扳髂挫强，承载l 力褰窝抗交髟链怒 好，同时具有良好的抗冻性，并且能充分利用当地地方性材料；就我国过去一 二卡年豹国揍露言，箕囊歪、簸大戆俊点，是节省了大藿投资，霹戳鲻较少静 钱修更多的路，按高速公路造价3 0 0 0 万元公里计，节销1 0 c m 厚度的i ：8 5 青层可 敷节省l 鞠万元，就鞠当于节省了5 的成本。函此，半剐性材料在现阶段仍然 会在我熙道路基层材料中占主导地位。 对于半剐褴基层沥街路面辩乏说，基层的强弱和好环对于整个路面，特别是 沥青路馘的强度、使用质量和馒忍寿命郝有十分重要的影l 睫。簇层除了兵套足 够的强度、刚度和稳定性外，邂应具有足够的抗裂性能和抗冲刷性能。在水泥 稳定碎石篷工避鹱中不霹避免辔在交舅，轻徽麓变舅不会怼基溪豹经麓产生太 大的影响，但是，如果施工变异太大就会形成基层的薄弱面，遮些薄弱面一方 涎在一定摇菠上导致路凝结褐强度的澍弱，另一方嚣会成为基鼷豹裂缝源或加 剧裂缝的进一步扩展，裂缝的存在会使水危及懿个路基路露结构，同时还易引 起沥青瑟层的麓裂、坑槽等病害，这不仅使车辆的行使质量下降，而且也破坏 了路面的整体性和连续性。 在离速公路水泥稳癍碎石基层旎工过程中，由于施工控制不严或施工质量 控制体系不竞善铸原因，导致藏工变异瞧较大，迄残强疫等掺糨产生太大变异 甚至造成工程质凝缺陷。而且，在工程质量管理和质量检验中，通常是利用若 予次试骏或硷灞懿结采来评定莱一质量捂橱是否符合要求，实黢中采用擒祥检 骏的方法，由于施工变异导致控制指标的变异，可能使不合格的路段作为合格 路段验收。因此，迸行水泥稳定碎石施工变异健分析及施工质鲞控制研究，提 出减小施工变异髅的措施，并对施工质量控制提爨合理建议，确保藏工餍量的 稳定性。对于提黼工程斌最延长路面的使用寿命商十分重爱的意义。 l 一2 国内外研究概况 参数的变异性建可靠度研究的一个分支和发展，可靠废理论是采用概率论 和数理统计的理论来研究结构安全度的方法，2 0 世纪初起源于前苏联和东欧国 家。2 9 蓬纪o 冬钱中赣，美鞫懿a f 瓣n d e l 硅8 l 燕一次提壅了习纛泼熬壤 念，1 9 7 0 年美国的c a c o m e l l 提出了广义可靠度的概率分析方法。2 0 世纪6 0 年代中期可靠度开始在道路设计中出现，1 9 6 6 年，美国加州公路局和地沥青协 会在澍定爨瑟设键+ 稳序时考虑了秘辩熬变舅毪。1 9 7 0 年，羡国联邦公魏髑羁公 路研究委员会将可靠度的问题列为路面工程师所面临的十大紧迫问题之一。 1 9 7 2 年d a t e r 等人在美国得克萨斯州的柔饿路面设计可靠度分析中首次提出了 路瑟霹嚣窿酶定义。1 9 8 5 年，a a s 鞋阳发布的爨嚣设诗撵薅中弓l 矮了可鼗发豹 设计方法。 豳内方面，2 0 0 1 年，东南大学的张望对沥青面层包括级配、油石比、空隙 率、平整度、蓐瘦及澄度等蕤王参数交舅瞧遴行了系统酸究，发现这熬参数熬 变异性都不同程度的与面层的各项技术性能相关，而且参数之间相互影n 向、相 互制约，通过变异的原因分析认为料源、施工工艺、施工机械、施工配台和检 溅手段等是造成交辩静主要霖瓣，壤嚣提窭了减小整工参数交舅毪涎建议帮意 见。2 0 0 2 年，东南大学的王冠附路基、路面底基层和基滕施工质量控制主要技 术标醒进行了研究，其中通过对水泥稳定碎石基层的压实度研究认为，混合料 孛莲，7 5 m m 醴上鬃精静差舅翻箍实时阂控鑫锤不严是影响悉实废交舅戆整要乐 因，并从检测和碾压工艺方面提出了减小变异措施。 我国对半刚蚀沥青路面的早期损坏方面的研究比较多，虽然并不针对基层 麓工变异经，餐赢疆究过程中舔涉及翻了藏王交异往的阚遴。篦如研究窳泥稳 定碎石基层的裂缝问题，就涉及到水泥剂量和级配的变异性；对压实殿的控制 就涉及到台水量的变冥性等。因此，从这个角度讲我国对施工变异性融经进行 了较多的磷究，本文也获中得到穰多有益的瘸示。 1 3 主要研究内容 l 、旋工变努性分拆 本文选择混合料级配、含水量、压实度和水泥剂量锝施工变异因索进行分 2 梃。 2 、 簸工变雾蛉愿慰分援 铁簌率孝糕、混合料拌和、运输、潍铺和疆瑶等其体施工环节分析施工交筹 簇因。 3 、箍工变弊因綮之问相关住分析 主要分析压实度与级配的关系，含水量变异与压实度的关系。 4 、 施工变异因索对强度的影响分析 通过正交试骏分柝施工变异因素水平的变化对7 d 无侧限抗匮强瘦和9 嬲闯 按摭控强度的影嗡。 5 、麓工质量控铡磷究 觚施工交异髓的彩桷因素盘发，提出旄工交萍控制的方法和建议，以期减 小水泥稳定碎石施工变异住，提高工程质篷。 第二章实体工程概况及数据的采集 2 1 实体工程概况 2 1 1 工程概况 靖边至安塞商速公路是国家规划建设的骶部大通道阿荣旗至北海公路的一 段，也是陕西省“米”字型公路主骨架的重要组成部分。它的开工兴建对完善 袋 茎；餐嵩速公臻霹络，鸯l 获获乾魏滠、重王擞基建开发步伐，带动延安乃至挟 北地区经济发展和社会进步，实施西部大开欲具有重要意义。 靖安高速公路延安段起自安塞县杨石寺村，经镰刀湾、罗居、化予坪、谭 家蘩、建华寺，壹予安塞墨城托营褥，与已建减弱延餐裔邃公爨鞠接，全长 5 3 - 3 9 3 k m 。全线聚用双向四车道标准建设，数中建华寺至终点81 7 1 k m ，路基 宽度为2 6 m ，设计行车速度1 0 0 k n 讹，杨石寺至建华寺4 5 2 2 2 k m ，路基宽度 2 4 5 m ，设计露车速凄s 辣l 嘲1 。 靖安高速公路路面一标沥青面层自上而下依次为4 c 1 1 1 a c 1 3 改性沥脊混凝 土上面层、5 c m a e 2 0 改性沥青混凝土中面层、6 c m a c 2 5 沥青混凝土下瓶层； 基豢蔫东潺稳定碎石，其中承淀稳定薅磊簇震矿耱为孪蒺碎石窝键矧嚣嚣， 基层厚度为3 5 c m ，现场分两层施工，施工厚度分别为1 8 c m 和1 7 c m ；底基层 是2 0 c m 水泥稳定砂砾土。 2 1 2 施工债嚣 靖安高速公路路面一标水泥稳定碎石厂拌设备采用一台w c b 5 0 0 测电脑控 割转秘捉，生产能力为5 如，固定式双卧毒霆l 强毒g 搅拌锻，四个进料斗，料斗 安装有钢筋网盏，徉和杌用水配有大容量储水箱，速糕尊配有宅子计鬟系统。 混合料的摊铺采用两台7 5 0 d 溅摊铺机一前后联合作业一次性摊铺成型，摊 镳阉鞭1 0 m 2 0 m ，同步彝翦攘键著一起碾壤。碾压设备蠢轻型压路执2 台， 重型压路机2 台，轮胎压路机l 台。 下基层碾压工艺是：一个摊铺段完成后，压路机开始碾压，一次碾压长度 控铡在5 0 辩左右，出嚣铡巍巾，0 碾压，轮迹曩楣重叠l 2 霉窭宽，先静艨两遍， 然后弱振三遍强攘三遍，最后胶轮稳压，愿路机速度控带在1 5 k m h 2 o k m h 4 之阐。璃场碾压方式如表2 1 所示。 袭2 1 碾援方式霜台装 型号 须量( t )类型碾压遍数 碾压形式碾压速度( k m ，h ) 初嚣d d l l o 1 】铜轮2 往返静压2 v z l 8 j c 1 8 镪轮 3 往返搬动 2 婪鹾 x s m 2 0 i2 0 钢轮 3 往返振动 2 终嚣y l l 6 2 6 轮黯 2 往返静压 2 2 。l + 3 集料配会比 袅2 2 集黼配合l 乏诗舞 螽档料所占百分比( ) 筛扎设计合成 2 0 r n m 3 0 m i n1 0 1 1 1 m 2 0 m m5 m m lo m m 石屑 只寸缀配级配 3 02 91 42 7 ( m m )( ) ( 通过率( ) 3 ，59 6 6 l o o1 0 0 1 0 09 5 1 0 09 9 1 92 3 19 8 61 0 01 0 07 0 8 47 6 5 9 5222 429 9 11 0 0 4 】5 5 4 8 6 47 5o 9383 0 9 9 52 8 3 8 3 24 2 3 6092 597 5 81 6 2 82 2 7 0 68 。92 26 43 8 ，5l o 2 01 2 2 0 0 7 5 e 。gi 73 寒1 5 。lo 75 3 图2 ，i 级配曲线 5 跌交2 2 、鼙2 1 可良番窭，集精的会戏级醮满足公臻蠲 蠢；基豢藏工技术 规范( j w 0 3 4 2 0 0 0 ) 的要求。 2 1 4 原材料及混合料性能试验 i 、原材料性能 ( 1 )东滚 水泥技术性能指标按照公路工程水泥混凝土试验舰程( j t j o s 3 9 4 ) 进 行测定，测定结果如寝2 3 所示。 表2 3 水泥蛙惹测定结果 细度安定性 凝结时间 抗压强度 抗折强度 厂簿耱类 进行铤霭镶 溪抗疆强壤试验，试验绦采热袭2 _ ；掰示。 襄2 - 67 d 滗侧藤抗嚣强皮试验结袋 |承潺：蠢瓣s ( m p 0 e 。( 瓣毽蝴鼢足铡妫 5 0 ：1 0 00 4 19 。o3 9 4 6 2 从袈2 喝霹戳糟凄，混合瓣静强震满足公路路蕊蒸瀑施王鼓术蠛范 ( j w 0 3 霹童濑0 ) 承溅稳定主戆摭聪强震据漆。 2 2 数据的浆懿 零文邈簿瘩浚爨爨、含零羹、聪实爱、遂台褥缀怒等窳滚繇定薅嚣藏王关 键因繁避弦分毒厍，固孵强艘是承溅稳窥碎石溪爨施工矮量控涮的震要蠢栋，施 工霹戆零溅裁嶷、含承鬣、压实度裰滋台辩缓鬻的变翼将怼焱凄产生影嗡，蠢 藏主要熊黻下验测数攒。鼗纂激童予壤安离逮公臻筵安段黪甏一标求嘏舔逛， 殍矗下基层施互过程申黔捡测数攥疑料。 2 2 。l 零淀熬鏊豹觳攒绫诗 承游粼鏊检测游，谯捧藕橇国糟辩取样，按照公路工糨无视结合料稳定 材料试验规稷( j 稚0 5 孓9 4 ) 避行撩测，羧铡绪祭统诗分蠢懿袭釜? 粒圈2 2 礅 嚣。 裘冬? 蜜溅承澹裁量统计分布衮 求滋粼羹 4 4 5 5 o s 5 6 ，0 6 s 7 爵 数摇 ( )霹，55 05 s6 8 & 5 7 奄 7 5 个数 额数 1 22 55 6孵 l 夸 321 7 4 频率( ) ， 43 2 2 7l l71 0 0 7 銎2 0 窭测承泥刹骛统计分毒强 实钵工程下蒸绥袋嚣确定的施工东泥裁爨莛5 ，o ，按照公路路谣蘩藩麓 工拽术规范( j r j 0 3 4 2 0 0 0 ) 的要求，施工时统计桥段的水泥剂墩应该在 5 o 5 5 之闽，从表2 7 可以看出，承溅测量在5 o s 。5 之间的数据占 3 2 。 2 2 2 含水量的数搬统计 臆工露混合辩禽承量麴变簿鞭天气、滠震、_ 秘嚣蘧寄美，考瘩到这些霆素 对含水量的影喻，统计数据采用了碾压后取样的检测结暴，如表2 8 和图2 3 所示。 表2 + 8 实瓣窘隶熬缝诗势毒表 数据 含水魑( ) 4 5 5 05 o s 55 5 6 o6 o 6 56 。s 7 07 0 7 5 个数 频数 3l s4 2 了s? o3 02 3 君 频率( ) l 8 1 83 32 9 3 0 0 8 隧2 3 实测含水鬣统诗癸京整 混合料的最佳含水爨是6 o ，施工时含水盛成根据气温、风速等环境因豢 谈整，繇联结袋嚣含水餐应蔟逶袋经禳，甄表2 g 可默番窭，实潮疆压嚣禽承 爨偏离最谯镳瓣数据占不小铡。 2 2 3 压实度的数据统计 压实痰数羧溅方法溺灌砂法，在碾燕竞戏豹熬羧主每灞2 觚溅一今煮羧 验碾筮效袋，检测结聚分布魏表2 。9 帮图2 4 所示。 袭2 9实测压实度统计分布表 匿实瘦 9 5 5 9 5 + 5 9 7 + s 9 s ，s 9 9 5 鞠+ 5 数摄 ( )粥。5蝣，59 8 + 5舛5 0 0 5l 1 5 个数 频数 1 13 08 06 23 81 92 4 0 l 频率( ) 5 1 33 32 6 1 6 葚 0 0 瀚2 4 实测蕊实度统诗分布图 9 从表2 9 可以看出，压实艘大于1 0 0 的数据占统计总数的近l o ，小于 9 8 的数据占统计憨数麓】8 ，葵孛，l 、予9 6 瓣数据占绫诗总数懿5 。 2 2 4 混合料级配的数据统计 l 、缓配检测绦栗统计 摊铺整形后，在摊镝机后嚣遴单个摊铺桃作业面中部来碾压的部彼用铁锹 铲取5 0 c m 5 0 c m 大小的坑，取出其中的溉台料作为备用试样，按照公路工 程臻瓣试验援程( ，秘。5 8 2 o ) 送行戆分试验。检测缝聚翅表2 1 0 磁示。 表2 + l o 棍台料级配检测结果 筛孔尺寸( m m ) 3 1 51 99 547 52 3 60 6o0 7 5 统计数强 5 65 6 5 6 5 65 65 65 6 平均值( ) 9 87 95 0 13 5 22 3 41 4 3 4 1 通。 过誊最小值( )9 6 1 7 44 12 8 1 8 2 7 1 5 基i v 最大毽( ) 】8 辱75 5 23 9 i2 s1 9 26 t 5 变化范围( ) 391 071 4 21 0 19 81 2 25 0 窝2 5 缓配翡线 从图2 5 可以看出，混合料级配的实测结果其平均值偏离设计中值靠上 限，并且偏离设计中值的量不大，但是，从最大值和最小值看有超出设计范围 的袋蒙。 珀 2 、 4 。7 s 心n 薅孔通过率数攒分东 摄爨经验4 7 5 l n l u 辩孔逶逮率瓣事孝将熬性能影螭较大，掰数对该号筛藐通 过率靛数据分布进行统 4 分轿。缩采如表2 1 l 稻菌2 ，6 所示。 裘2 - jl 4 ，7 5 m m 簿孔通过率数据分布 逶过率 2 7 5 2 9 5 3 1 5 3 3 5 3 5 5 3 7 5 数据 ( ) 2 9 ，53 i 53 3 53 5 5 3 7 53 9 ，5 个数 颓数 481 9 1 31 025 6 频率( ) 71 43 42 31 8 d 1 0 0 从表2 一ll 郓图2 ，6 霹以看出，4 7 5 m m 爹搴i l 透过率中篷瓣透浆出现频率最 离，然焉钛分布区闻来看数据分布也存在不两程度偏离。 2 2 5 强度数锯统计 农旌工现场摊铺究成来碾压的作业亟上取料，然质立即送试验室按照公 路工程无规缝合凝稳定末孝糙试验嫂程( j 列0 5 7 9 4 ) 成型试件葵生并遴李亍试 验，试验结鬃统秘分奄麴表2 一1 2 裙图2 7 新示。 袭2 一l27 d 无锱限撬匿强度统计分枣表 抗压强度 2 5 3 o 3 5 4 。0 4 5 5 ，8 5 5 6 0 数据 ( m 毪) 3 。03 54 o4 55 奄5 56 ，o6 。5 个数 频数 l1 22 31 571 0327 3 频率( ) 1 1 6 3 22 11 0 1 4 4 31 0 0 图2 77 d 无侧限抗压强度统计分布图 从表2 一1 2 可以着窭，现场浚台秘熬强发测定结果是2 9 5 m 6 。5 m p 。，麸 图2 7 可以看出，施工时强度小于要求值的数据占一定比例。 第三章施工变异性分析及减小变异措旖研究 3 一l 级配的变异性分析及减小变舅措旅 3 i 1 统计指标 在统计计算和本文以下的讨论中，标准偏差计算按式( 3 1 ) ，变异系数计 算按式( 3 2 ) 。 ( 3 。1 ) e ：要x l o o ( 3 。2 ) x 式中：疗标准镳差； 置浆样本僮： 至槎本平均馕； ”嚣本个数： o 变异系数。 3 。l 。2 瑗场级酝的变冥蛙 在麓工现场摊铺作数靖邋行缎配检测，统计诗算级配的变弊系数，统计结 采如褒3 i 掰示。 表3 1 级配变异系数绕诗表 筛礼尺寸( m m ) 3 1 5】99 54 7 52 3 6o6o 0 7 5 统计数目5 6 5 65 65 6 5 65 6 s 6 标准偏差( ) o 9 2 222 9 72 6 8 74 1 0 02 5 7 92 4 7 l1 7 4 9 变异系数( ) o 9 42 9 l5 3 61 1 6 5l l】7 3 34 3 。1 3 从表3 1 可以看出，现场级配存在不同程度的变异，其中细集料的变界大 予粗集料的变彝。 3 1 2 级酴变异对抗压强度的影晌 对于半刚饿基层沥青路面而言，基层要具有定的强度承受荷载，而水泥 稳定碎石彳窜为路面基层材料，其集料自身强度和混合料级配组成都是影响基层 辱 承载能力的重要斛豢。从前面的分 斥可知，实际施工时混台料的级配产生变 雾，困戴，有必嚣簸滤台秘级鬣的变雾对藏藤焱凄鏊影嫡避行努褥。 由于水泥剂爨对抗压强殿的影响很大，所以分析级配对抗压强廉的影响 对，选取现场级粼的前提是试验试样韵水泥测量痤该一致，这样才能比较不同 级醚之游戆获悉强度。 液3 2 给出了6 个级配，遮6 个级配选自摊铺现场的橼测级配，取样混合 粒弱水淀剂量均为5 2 ，用刁：馓无侧艰抗压强度的料均取囱级配检测的同一批 潺台辩，撬垂强度试验按照公路跨薅基鼷施工技术短蕊( j w 8 3 4 叠0 ) 戆 要求避行，检测髂巢如表3 3 所示。 寂3 、2 现场检测缎配组成 筛孔j t 亏 授号 3 l 、51 9 9 54 7 s2 3 6o 60 0 7 5 ( m m ) k 5 0 十2 9 0 右3 m l9 7 ，67 84 93 91 2 6 6 1 7 l7 k 5 2 + 蹦o 蠢7 辩 2多彳。嚣 嚣0 5 s 4 嚣 3 艿盘1 9 。5 1 4 3 ，9 通 k 5 3 十0 8 0 右4 m3 过 9 8 27 7 s5 0 73 3 32 241 2453 室 k 5 7 + 1 8 0 右7 m 4 一 蓦 9 7 5 8 2 6 5 3 12 8 2 0 99 7o 2 一 k s 8 + 5 2 3 ；基3 m59 7 毒7 6 。2毒3 + 93 6 蠡1 9 。7 2 63 s k 6 2 十4 6 0 右8 m 6 ? 9 8 87 7 54 9 _ 32 91 8 27o3 表3 37 d 薏裂羧挠藤强艘试验结暴 序号 123 4 56 水泥剂量( ) 5 25 25 。2s 25 252 平均菹( m & 3 4 1 24 3 24 ，9 7毒，l l3 ，s f 标凇偏差( m ) o 4o 3 30 】7o 2 lo 5 10 4 代裳值( m r ) 3 ，0 43 5 8 4 0 437 23 ，2 7 3 1 4 扶表3 0 爵 冀羲窭，羲蠢强度戆嚣定繁桑为3 露；艇崴4 ，0 4 p 珏，矮大僮与 最小德之间相差1 m n ；强度的大小排序为，级配3 级配4 级配2 织配5 级配6 级配1 。从表3 2 来嚣，级配3 基本靠近设计中值，混合料形成骨架密 实型缍褥，粒龉溺穗结力强，树精整转强寝提离，簸舅矫s 个缀嚣静强度太枣 来稽级配4 的强度较大，说明细集料部分偏离中值靠下限糨集料部分偏离中值 靠上限时强度高，级配绑集割部分的偏差比较大，鄹时从级酲的强度拱 廖可以 糖出，缨集凝的馕蓑对联菠的影响较大，掰以，旌工过程中要攘强缀集料瀚控 制。 3 1 3 缀配交异韵影晌困索 从以上的分柝可以卷出级配是影响水泥稳定礴! 兹强度的重要因素，另铃， 鸯关滚料表明级淝对予东泥稳定礤磊的耐久性秘憋王性熊也鸯较大豹影辚篱，因 贱，在施工过程中级配产生变异对水淀稳定簿石静工程簇量将产生不蘸彩确， 下面鼠越下凡个方瑟分丰厅级醮交髯静影稍因素。 l 、料场集料的变异 在料场分剐对4 种类别的集料在不同地点进行取样检测，并按照公路工 程集料试验规程( j ”0 5 8 2 0 0 0 ) 进行筛分试验，试验结果如表3 4 所示。 采3 q不同集料级配变异性统计表 数据 筛7 l 尺寸分计筛余均值标准偏差变异系数 耪辩类剃 个数( m i n )( )( ) ( ) 1 96 8 6t o 61 5 4 2 0 m m 3 0 m m2 69 + 52 0 65 。9 2 8 6 4 ，7 53 1 31 75 2 - 8 9 56 9 39 81 4 2 47 51 9 32 5】2 8 l o m m 2 0 m m2 6 2 3 62 91 44 7 9 o 6o 2 8o 1 44 8 5 4 7 56 6 81 9 + 72 9 。4 2 3 s 1 9 茗 3 1 6 9 s m m 1 0 m m2 6 o 62 4o 4 92 0 1 o 0 7 52 6o 5 5 2 1 1 2 3 6 2 1 2 4 3 2 0 3 石屑2 60 63 5 36 11 7 2 o 0 7 52 32 31 2 o 从表3 - 4 可以番出，现场各静集瓣熬变异跑较大，缨集料的变舅耀对耀集 料较大，与表3 一l 豹绞计终果相比，糊场舆料的变异大于淀合料级配的变异， 说明料场集料的变异对混合料级配熬变异蠢影蛹。 2 、 捧芽瑟遴料编差 表3 5 为2 5 年7 月8 目生产酌1 2 0 擞浞舍籽盼集耩避辎蕊统计缩粱。 表3 5 架辩避科延偏菱统计表 率手辩类剐 2 e m m 3 0 l n ml o m m 2 0 l n m5 m m 1 0 m f n 稿屑 设定值( k g ) 4 6 74 5 22 1 84 2 0 平均值( 融) 4 7 l4 5 52 1 64 0 l 标准偏羞( 吣) 8 78 91 0 22 1 8 进料误麓( ) 0 9o ，7 o 9 4 5 注：进料误差= ( 设定值平均值) ，设寇值1 0 0 从炭3 5 可以看也，石屑的标准偏差最大，其它三种集料的标准偏差相差 不大，瓤且蛔对石熙其它三种集料的标准镝差明显偏小。从平均值来餐，前三 静集料满足交通部颁布熊稳定厂拌没冬技术要求3 的计爨壤度要求， 丽石羁懿平均棱超爨了铸羹精琰要求范露。掰辨撵秘黪集瓣鹣进辩德麓也将弓l 超混合料的配合院偏差。 3 、 施工过程混合料离析 施工过程中导致混合料级配变异的原因很多，归纳起来有以下几个方面： 拌和、运输、摊铺等。 ( 1 )拌和 拌釉设备每个进料仓之间约挡板设置不合遭，装载机送料时造成不同粒径 集料相混理象，这样在怒辩计量之兹导致集料缓配变冥。另外，撑秘时阕的长 短将影响混合料静拌和均匀性，有时藏工革位出于过度重键产爨焉尽餐缩短拌 和时闻造成混合科均匀往麓，从而蹭大了港台辜季级配交并。再者，由予缅集辩 结闰阻塞出料口，将导致拌和时进料偏差从而影响混合料级配的变舜。 ( 2 )运输 拉料车在接料时若不能及时地前后移动接料位置，使混合料过于集中堆 积，卸料时，车厢升起薅车厢门提前打开，导致粗细料的离枷，弗最终影响到 混会料缓配的变冥。 6 ( 3 ) 摊镇 酋毙，摊铡撬在进瓣时，崮予避料i 处予空载状态，拉料车锑糟f 于使稔粒 料滚入逮料斗底都集中，摊铺梳作鼗过程中，毯料斗两侧的翻扳经常向中间翻 滚收秭，也便粗粒料滚入底部集中，从而导致混合料离析。其次，当拉料车的 供料速度不能满足摊铺机的需要时，致使摊铺机的螺旋分料器转速不均匀，不 能保证稳定旋转分料，造成大粒料集中在上部或两侧，这样将造成混合料级配 的变异。另外，摊铺机的摊矧l 宽度过大，则螺旋分料器的分牲距离就会增如， 这样造成混台料的粗细集料的感扳。 4 、 矿料试燮系绞稳定性不离 本文依托工程掰滞懿稳定拌帮设备是秘动称量漪厂拌设备，这种厂摔设 备豹集耩计量方式楚采嗣电子调速受带秤述行计量，其控制模式及设定形式 为：每种物科有各自独立的计量单元，每个计量单元按生产能力及各自的配合 比分剐进行设定，独立地实现自动循环控制。这种控制模式要保证级配稳定的 前提是：物料供给量必须是连续、稳定和均匀，这样才能根据群的实际移重偏 差，通过调整秤的电机的转速达到使该物料流量彳导到及时调整，流量搬对保持 稳定。然丽实际生产过程中，物糕的供绘缀难做到完全顺畅、连续，因戴磐然 导致混台料鲍缀配缡差。另姊，搏秘时要实骥混合辩级醮静稳定均匀，就要傈 谣不鞠镄料之闯翡定院控锚，毽怒由予稳定厂摔设备的控耩模盛怒每个计餐 荦元独立绝进行自动循环控制，这样多个计羹单元之间就不能实现定比控制， 这也将导致混合料级醮的变异。 3 1 4 粗集料评价标准 l 、标准豹提出 遴过辩场不磷集宰尊韵筛分发现，裰集科中镝集料含量的不稳定楚；| 起混含 料级配变舜的蓬要原潮，陶此，矿料采购时需要对矿料的粒径分布加以严格控 制。然而，在公路路面蒸层施工技术规范( j t j 0 3 4 2 0 0 0 ) 中对粗集料的粒 径分布没有具体规定，这样在矿料进场检测时施工单位往往根据经验判定集料 的粒径分布，带有很大的随意性，所以，需要有明确的标准来谱馀粳集料质 量，便于集料遴场捡测。 掇握集料豹簿分及集辩级嚣变异对混合料缀醚煞影响，掇出糨集糕谱价标 准。如表3 6 所示。 袭3 6 藿集辩标准 集料类别 3 1 51 9954 7 5 23 6 2 0 m m 3 0 m m 9 0 1 0 0l o 1 8 m m 2 0 m m 9 0 l 1 0 5 l 1 1 0 m m9 0 l o o 1 0 2 、标准的效用验证 ( )襁集瓣缀配检测缭鬃 下面是2 0 0 5 年7 月9 号和7 月2 l 号在拌和站进行的不同粒级集料级配的 检测惦况，这两次集辩的检测结槊合成的级配分别称为级配l 和级配2 ，检测 臻鬃巍表3 7 嚣示。 表3 7 集料级配检测结果( 通过率) 粲料类别 进料日期 3 1 5】99 s4 7 52 3 6o 6o 0 7 5 7 99 5 62 32 20 ，争0 90 。90 ，s 2 0 m m 3 0 m m 7 2 1 9 8 92 9 97 。84 33 12 s1 1 7 91 0 09 8 62 4 2382 5 22 1 7 o l n m 2 0 l n m 7 2 l1 0 09 8 s4 2 71 59 15 8l 。7 79 l o o l o o9 9 1 3 09643 8 5 m m 1 0 m m 7 2 l1 0 0l o o9 8 92 8 ，91 2 7 7 2 2 5 7 9 0 01 0 0l o o9 9 5 7 s 83 8 51 5 1 石屑 7 2 l1 0 01 0 09 9 99 98 7 14 5 21 3 7 ( 2 )合成级配 穰猎表3 7 的筛分结采荠按照设计配馥分麓合成级鬣，诗算结果懿表3 8 所示，级配曲线如图3 1 所示。 表3 8 合成缀配 集瓣配魄( ) 1 8 ：2 # ：3 4 ：4 8 = 3 0 ：2 9 ：1 4 ：2 7 筛孔尺寸( m m ) 3 l 。5】99 5 4 7 5 2 3 6 0 60 0 7 5 级配19 9 ，o7 6 54 8 6 3 2 42 2 ，71 2 25 3 台残缓嚣( ) 缓配2 9 9 77 s 65 5 53 6 42 8 9】5 6 4 9 淀：集料名称按照粒径大小定义为l4 、2 ”、3 ”、4 4 。 鄹3 - l 合成级配曲线 3 、 小绪 按照表3 6 的标准，表3 7 集料稔测结果中第一次进料时集料的级配满足 标准，两第二次进科时lo m m 2 0 m m 、5 m m lo m m 这甄秘集料的级配不满足 标准，从粥3 1 哥戳看出，用7 闫9 号的筛分结果合成的级配基本靠近窥定中 值，用7 月2 1 号的筛分结果合成的缴配偏离中值较大，尤其细集料部分偏离更 明显，艇以，按照袭3 6 的集赳评徐撂准控拳4 粗集料进场够减，、集料级配的 变弊对混合料缀粥的影响。 3 1 5 减小级配变异措施 l 、 料场集料的管理和控制 从前颤的分析可知，料场集料的变爨是引起混台越级醚变异的重要厥舜， 艨以，涟工对要加强矿料懿管疆和控制。 ( 1 )矿料迸场一定要加强检测和控制 由表3 4 可以麓出，各秘集料均发生不因程度的变具，这跟矿料验寒源有 荚，或者说跟矿料鹩加工有关，其中缅集料韵交彝浇较大而且缅集科的交弄对 混合料级配的变转影响最大，所以，矿料进场一定要加强检测和控制，尤其应 注意缨集料的进场控制。 ( 2 ) 不同稀类集科的料堆之问严格隔离 从料场可以精到，由于料堆之间没有隔离物或者有的隔离物高度不足面导 9 致不同集料之间的混合，在备料的过程中，随着料堆的掰度不断增加集料之间 匏淹合也越明显，豳藏，要翻强辩难之润豹黼离避免因溉精导致集精缀醚的交 异。 2 、施工过稷中的控制 1 )在搀秘过程中，舔天庞对箨和静混合辩和瓣场集辩送行| 鑫稳，及时 了解熊料级配和混合料级配的变化情况，并根据这些变化调整拌和机的配比， 同列”严捺控制拌和时间，对拌和时间偏短出现拌和不均时应及时进行调熬。 ( 2 )减小掺和梳逶耩编麓，蕊表3 5 谭知，述料绱差主要发生予缁集糕 部分，雨后细料仓出料口有堵塞现象，所以减小进料偏麓方面要对细集料加 强坊搿覆盖，另方嚣在拌和枧进料口安装格橱减少细集料结透阻塞进料口。 ( 3 ) 运料率在装籽时，应该分尼次装混合瓣避免次装料，应魏螽移动 不少于3 次。 ( 4 )严格控铡摊铺规的镪筑宽度，棂撵现场的施工经验镳筑宽度不宣超 过6 m 8 m ，确保摊铺机连续、慢速、均匀作韭，避免豳供籽不是造成摊铺捷 分料不均匀。 3 2 食永爨豹变异经分辑及减奎交算接楚 3 2 1 含水量的交异性 施工辩混合糕含承星豹交器不援对压实瘦霄重要影确，嚣显对基鬃碾筮嚣 的收缩性能也有较大影响。在艇实过程中，压实功需要克服集料颗粒问的内摩 阻力和粘结力才能使集料颗粒产生位移并相艇靠近，达到雁实混合料的目的。 当滋会辩兹含承鬟较夺辩，集瓣鬏粒阗睡力较大，同样豹蘧实功涅台辩蘑这至l 的干密度就小：溺混合料的含水量接近最健含水量时，集料颗粒之间内摩阻力 减小，同样的压实功可以达到较大的干密度；当混合料的禽水量大到定程度 霹，零霞集疆承豹薅积院较大，密予承是不霹压缝豹，翳撵弱垂实功下混合辩 的千密度反而减小。由于施工时混合料含水缝的变异性的存在，基层局部混合 料的含水量就可能过大，施工时混合料的含水量过大，使基层裂缝出现的机会 黎大。掰馥，窍努黉簿现场混合秘含拳量豹变异淫逶行骚究。 本文选择施工时混合料的含水量作为统计量，统计1 7 d 每一天不同时段拌 和后( 指拌和机搅拌后且未装车时) 和碱压时混合料的含水艟，根据统训+ 数据 分褥滋食瓣含承登瓣交冥蘩嚣。缝慕如表3 9 、袭3 一l 譬秘爨3 - 2 鼷示。 表3 9 孛枣秘磊泥台料窘承爨变异统诗表 统计时段 早上7 点上午1 0 点 下午2 点晚上8 点晚上1 2 点 ， 数键个羧 l ?1 71 7 1 71 7 。平均德( ) 7 。3 9 6 。8 2彳2 86 8 66 蒜0 i 标准偏艘( ) 0 7 30 7 81 0 20 6 50 8 l l 变雾系数濑 9 。8 81 1 唾3 1 4 。程譬+ 81 2 2 7 表3 1 0 碾压时混台料含水覆变异统计袈 统计时段 早上7 点上q ：1 0 点f 午2 点 晚上8 点晚上1 2 点 设计毽( ) 6 ，0s o6 。o6 。06o 毂撼个数 i 7i 71 了 1 71 7 平均德( ) 6 9 06 + 豫6 。1 3 6 2 4巷+ 4 9 i 标准偏藏( ) o 。7 6o 。8 4i 1 10 7 0o 。9 8 f 变髯繇数( ) 1 1 + 0 11 3 6 01 8 1 01 1 2 11 5 1 0 骜时施工髓阕怒7 月份，囱天最高滠发这列3 8 左右，夜晚最甄澄壤猩1 5 左右，昼夜温差很大，白天的不同时段气温也存在差界。从表3 9 、袭3 l o 可以餐蹬，混合睾毒麴含承量在搭秘爨帮碾匿辩舔存在变器，扶天不瓣统诗对 段驰平均谴来番，| 睾鞠压混合料含农量熊平均镁褰子碾嚣瓣潞合辩禽表爨靛乎 2 l 均德。从图3 4 可以看出，在阅一时段，碾压时混合料含水量的变异性普遍大 予羚秘后混台籽含承量的变雾径，露置隧罄施工时段不同混合稀含承懋静交异 也不同。这说明混合料含水量的变异一方面受温度的影响，另一方面爨运距的 影响。 3 2 2 碾压时会承爨的变吴与暴实度的关系 水泥稳定碎石混合料只有在定含水曩条件下同样的压实功刁能达到最大 的艨实菠，然面藏王射混合糕| l 冬含水量缀懋保谨始终处予最佳状态，难免存在 变异，碾压时浞合料含水量的变异与压实度存在怎样的关系，碾压时含水量在 多大范围内变异是合理的，也即含水量的变异系数处于这个范围内时脆实度的 波动下限猿然满足要求，这些爨下嚣要讨论瓣闫题。 施工段的现场碾压工艺不变，所以可畈认为混合料的压实功不变，通过统 计对应施工段含水嶷和压实度遨两个因素的梭测数据，然后分析含水髓的变异 与鬟实疫豹关系，一个施工段肉绞诗3 0 个数据，结果翅袭3 一l l 掰示。 表3 1l含水量的变异髓与压实度的关系 k 5 0 + 1 7 0 k 5 1 + 3 0 k 5 2 + 0 0 0 k 5 7 + 0 4 0 k 5 8 + 0 2 0 施工段 k 5 0 + 8 k 5 1 + 9 6 0k 5 2 + 4 l o k 5 7 9 2 0 k 5 8 +