风化碎石得应用.doc

施工技术 水泥稳定天然风化碎石粒料在路面基层中的研究应用。 楼主 大 中 小 发表于 2006-4-23 18:47 只看该作者 水泥稳定天然风化碎石粒料在路面基层中的研究应用。摘要本文通过用天然风化碎石替代砂砾进行水泥稳定路面基层试验,结合本地实际探索价格低廉易于就地采取的水泥稳定类基层材料，为充分利用地方自然资源和降低工程造价提供一条新途径。& O0 J% T$ o( _, |: K! u路桥先锋论坛www.LQXF.cn随着我国国民经济的不断发展，公路交通等基础设施以前所未有的速度迅速发展，公路路面结构和质量也在日益改善。目前，我国已在石灰稳定土基层、石灰、水泥综合稳定土基层、工业废渣基层以及水泥稳定砂基层等均已取得了成功的经验，尤其是水泥稳定砂（砾）基层正在各级公路基层中推广应用。但有一部分工程由于受区域环境和自然因素的制约，河砂缺乏，外购砂石材料运输困难，价格高，造成水泥稳定砂（砾）路面基层单价较高，资金投入大。如何在这些山区就地取材、设计应用适合本地公路建设生产条件需要的路面结构十分必要。% t Q & T4 p O* J我市淅川县境内拥有大量的天然风化碎石，其集粒的粒径（自然风化）小于4cm的含量约在80%左右，天然碎石粉及内含少量的土颗粒约在20%左右，其碎石的平均压碎值为12.3%，并且集料的级配较为合理。为此，以水泥稳定天然风化碎石粒料修建路面基层为研究课题，探索就地取材，减少投资，同时保证强度、刚度、稳定性以及耐久性的新材料。对其应用研究主要内容是天然风化碎石集料级配和水泥剂量对强度的影响。8 a( f, I9 X! C* M?: m1 2. 金竹河至石桥公路前期试验研究：公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通- a+ I# B+ R+ B南阳市县乡公路管理处与淅川县乡公路管理所在2003年度县道二级公路金竹河至石桥公路K5+600K11+000段改建工程基层施工时，曾尝试使用，效果较好，在总结了经验和教训的基础上，通过室内标准试验进一步验证可行。公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通; A- 5 j) e2.1集料级配与水泥稳定风化碎石粒料强度的关系：见表一、二、三公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通2 P* H& i1 M8 H; s7 y: l集料级配不合理时:表一mm 37.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.075公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通u3 V2 X: q/ W) w, G9 A规定值 90-100 66-100 54-100 39-100 28-84 20-70 14-57 8-47 0-300 D0 p/ - F7 g0 u6 L% u通过率(室测) 98 92.0 88.3 82.1 61.7 56.8 44.4 37.1 24.69 * n $ Y a: I+ w路桥先锋论坛www.LQXF.cn5%水泥剂量 7d强度(Mpa) 2.031.922.412.601.842.12 天然集料,集料级配不合理时,水泥稳定后的强度偏低,偏差系数大,强度不合格路桥先锋论坛www.LQXF.cn/ a( i& f# I3 4 x8 Y集料级配合理时:表二8 Q% x3 s* Z2 F4 - l8 n& d# p+ e筛孔4cm 37.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.075规定值 90-100 66-100 54-100 39-100 28-84 20-70 14-57 8-47 0-30公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通( e! x3 D. G: S通过率(实测) 98 88 81.2 71.7 60.3 49.8 34.0 27.1 11.9公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通, w8 * k9 k1 _ p) ( , E5%水泥剂量 7d强度(Mpa) 2.532.622.72.492.612.65V结论 天然集料,通过调整级配后,强度能满足设计要求,但级配难以控制.公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通0 p2 V! ; ?2 I& d9 p公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通& j+ E9 D% b5 V6 t7 a1 C天然集料掺入20%的河砂后:表三筛孔4cm 37.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.075规定值 90-100 66-100 54-100 39-100 28-84 20-70 14-57 8-47 0-30公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通$ I7 P. k( _ P/ D; C, m通过率(实测) 100 89 83.5 72.3 59.8 48.4 36.0 26.2 10.94 m: O+ r% P; S1 : N4 Q5%水泥剂量 7d强度(Mpa) 2.862.822.82.682.962.79公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通: H3 4 c: z! P o结论 当掺入20%的中粗砂后,强度能够明显提高.2 & P4 $ O. M* s# ?水泥剂量与水泥稳定风化碎石粒料的强度关系:表四, T; H/ i) J( s2 L水泥剂量(%) 4 4.5 5 5.5 6级配较合理的水泥稳定天然风化岩石粒料强度(Mpa) 2.152.4 2.6 2.8 3.0掺入20%中粗砂后,水泥稳定天然风化碎石7d强度(Mpa) 2.3 2.57 2.9 3.2 3.66 V6 _9 / S7 x7 M9 y9 3.S335线西淅路改善工程试验路段研究应用:公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通( p; k% m5 v9 + l3.1实施方案：在上述路段试验应用的基础上，2003年-2004年,对省道S335线西淅路改善工程XX-标6.018公里山岭重丘区二级公路进行了比较实施。该路段部分设计标准为：路基宽17m，路面宽14m，设计验收竣工弯沉值为35.60.01mm，基层顶面设计弯沉值为42.50.01mm，底基层强度1.5Mpa，基层强度2.5Mpa。3.2室内试验:公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通% o$ C3 w m 1 i3 4 5 3.2.1材料选用水泥：采用淅川水泥厂32.5 Mpa普通硅酸盐水泥，经检合格。/ G+ p1 D3 p! S粗砂、砂砾：采用淅川灌河天然砂或砂砾，粗砂细度模数为3.435。公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通+ L( E1 E- # x2 v$ 碎石：淅川汤山开炸风化碎石，经检强度、含泥量合格，压碎值为10-17。公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通2 U; w0 k. . L* p3.2.2底基层配合比设计:公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通$ p/ h: U, e s x依规范按龄期为7d的无侧限抗压强度大于等于1.5Mpa进行配合比设计选用。水泥稳定风化碎石、粗砂粒料：经试验室对风化碎石、粗砂筛分后确定其比例为：49：51，符合规范要求。其水泥剂量与强度关系:试件强度值（Mpa） 平均值 代表值 备注公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通: W6 N/ LQ5 z$ p. z( ?% G- T6 & m4% 1.74 1.94 1.85 1.91 1.82 1.82 2.02 1.82 1.91 1.87 1.59 合格公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通6 e- v c8 4 o4 k( s4.5% 2.28 2.39 2.57 2.34 2.42 2.28 2.45 2.99 2.77 2.49 1.70 合格公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通9 c+ Y; J/ o) 6 v5% 2.85 2.71 2.74 2.57 2.99 3.14 3.27 2.79 2.91 2.89 1.66 合格由表可见，3组均能满足强度要求, 经监理工程师批准采用水泥剂量4%和4.5%铺筑水泥稳定风化碎石、粗砂粒料底基层试验段。d) v3 n9 T* ?/ K/ Y水泥稳定砂砾材料：水泥剂量与强度关系:公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通+ u6 C+ a& B W剂量 试件强度值（Mpa） 平均值 代表值 备注4% 1.31 1.54 1.20 1.03 1.54 1.37 1.48 1.77 1.6 1.43 1.85 不合格4.5% 1.6 2.68 1.77 1.65 2.17 1.82 2.42 1.82 1.54 1.94 2.03 不合格5% 2.17 2.28 2.42 2.28 2.14 2.42 2.28 2.57 2.22 2.31 1.62 合格由表可见，水泥剂量5%满足强度要求,经监理工程师批准采用铺筑。公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通, . g6 L8 L& Y# t7 h& + n8 N3.2.3基层配合比设计:路桥先锋论坛www.LQXF.cn8 o4 Q* f( ?. & T) L依规范按龄期为7d的无侧限抗压强度大于等于2.5Mpa进行配合比设计选用。水泥稳定风化碎石、粗砂粒料：经试验室对风化碎石、粗砂筛分后确定其比例为：54：46，符合规范要求。其水泥剂量与强度关系:公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通/ b- K% S5 I, g8 n8 w剂量 试件强度值（Mpa） 平均值 代表值 备注公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通 k4 P0 G- h$ Z4 I: k! Z4.5% 2.57 2.39 2.45 2.71 2.85 2.79 2.85 2.42 2.57 2.62 2.75 不合格公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通; C7 0 V# mm8 ?5% 3.65 3.36 3.53 3.14 3.31 3.48 3.02 3.02 3.08 3.29 2.75 合格5.5% 3.71 3.89 3.53 3.93 3.71 2.71 4.13 3.71 3.48 3.76 2.69 合格由表可见后两组满足强度要求, 经监理工程师批准采用水泥剂量5%铺筑。剂量 试件强度值（Mpa） 平均值 代表值 备注公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通, 6 |; L6 U& I2 _. S5 r. Q4% 1.71 1.28 3.14 2.71 1.57 2.14 1.85 2.28 2.14 2.09 3.87 不合格7 s& M. l5 R0 X+ U3 N5% 2.57 3.88 3.08 3.08 3.31 2.85 3.13 2.91 3.25 3.12 3.09 合格6% 2.35 3.25 3.59 3.88 3.13 3.28 3.42 3.56 3.36 3.37 2.81 合格7% 5.07 4.67 5.24 5.24 4.45 4.56 4.85 4.85 4.73 4.85 2.7 合格公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通9 a% q; C3 |: P( $ F4 d4 V h由表可见后3组满足强度要求,根据业主和监理要求采用水泥剂量6%铺筑。公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通, K/ # S) G) e3.3试验段铺筑3.3.1水泥稳定风化碎石、粗砂粒料底基层、基层试验段铺筑和标段施工试验段强度检测表：! x0 Y% v9 M7 L: y材料 剂量 起止桩号 7d强度(mpa) 平均值 代表值公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通, c9 w) p8 D. i- q# m+ y底基层 4% K2+460-K2+560左侧 1.71, 1.85, 1.85, 2.0, 2.17, 2.17, 2.22, 1.82, 2.17 1.996 1.712底基层 4.5% K2+560-K2+683左侧 2.71, 2.57, 2.39, 2.39, 2.57, 2.57, 2.68, 2.28,2.39 2.51 1.62基层 5% K2+460-K2+683右侧 3.02, 3.02, 3.14, 2.85, 2.99, 2.85, 3.14, 2.79,2.71 2.95 2.68- F% ?. l$ J( V注：水泥稳定风化碎石、粗砂粒料底基层级配按碎石：砂=49：51，试验段K2+460- K2+683左侧铺筑一周后，检测弯沉值Lr=44.20.01mm；基层级配按碎石：砂=54：46，试验段K2+460- K2+683右侧铺筑一周后，检测弯沉Lr=35.9742.50.01mm（设计值）。试验段铺筑成功后，在K0+000-K4+722路段铺筑4%、5%水泥稳定天然风化碎石粒料路面底基层、基层，为保证路面强度，水泥剂量控制在4-4.5%、5-5.5%之间；在K5+276-K6+571路段铺筑5%、6%水泥稳定天然砂砾路面底基层、基层。两种混合料的施工方法基本相同。3.3.2施工标段强度、弯沉检测验收工程完工后，对该标段进行了强度、弯沉检测，其检测结果汇总如下表。从表中强度值、回弹弯沉数值来看，均符合设计要求。该标段经过竣交工验收被评为优良工程。目前，该路段运营良好，未出现基层强度不足而引发的明显病害。路桥先锋论坛www.LQXF.cn8 O S) L! B0 % r I# O6 _! t e施工标段水泥剂量、强度检测情况表：起止桩号 底基层水泥实际平均剂量 强度(Mpa) 基层水泥实际平均剂量 强度(Mpa)公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通# B9 y9 d3 最大值 平均值 次数 最大值 平均值 次数公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通0 Q! 6 b w, o8 V; w0 vK0+000-K1+000 4.3 2.99 2.5 102 5.3 3.28 2.98 95K1+000-K2+000 4.2 2.57 2.215 87 5.4 3.42 3.02 98% l% u% ! # 2 d% N5 * M VK2+000-K3+000 4.4 2.71 2.326 88 5.2 3.42 3.03 98K3+000-K4+000 4.2 2.71 2.24 92 5.4 3.42 3.07 97路桥先锋论坛www.LQXF.cn. B7 L) v! % SK4+000-K4+722 4.4 2.85 2.33 65 5.4 3.36 3.05 64公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通# v: P: ?! o& A; Z; UK5+276-K6+571 5.2 2.42 2.114 124 6.1 3.42 3.10 124施工标段弯沉检测情况表：公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通- W0 r8 r1 q Z% F# B4 h X3 q# P2 S起止桩号 弯沉值代表值(0.01mm) 点数 设计值 评定公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通0 . $ r1 X/ P, hK0+000-K2+400 25.65 190 35.6 合格公路,论文, K2+400-K4+722 26.15 184 35.6 合格 K5+276-K6+571 26.86 100 35.6 合格公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通% 8 N! b; D5 y/ D4.结论:施工优点：碎石采取容易，开炸后即可使用,无须粉碎,工艺简单，就地取材，运输方便；施工方法与水泥稳定