浅谈水泥稳定碎石基层配合比设

浅谈水泥稳定碎石基层配合比设计浅谈水泥稳定碎石基层配合比设计 及检测要点及检测要点 摘要 水泥稳定碎石具有良好的力学性能和板体性 水稳性以及抗 冻性等优点 被广泛用于修建高等级公路路面基层 其优点很多 使用范围 也比较广泛 因此 水泥稳定碎石基层的配合比设计至关重要 如果配合 比设计和施工检测控制不好 则不能充分发扬其长处 甚至会留下工程隐患 造 成严重的后果 本文以就以宛坪高速公路水泥稳定碎石基层施工为例 浅 谈水泥稳定碎石基层的配合比设计及检测要点 关键词 水泥 碎石 基层 配合比 检测 一 配合比的组成和设计一 配合比的组成和设计 1 原材料 1 1 水泥 水泥作为集合料的一种稳定剂 其质量对集料的质量是至关重要的 施 工时选用终凝时间较长 标号较低的水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水 泥和火山灰质硅酸盐水泥均可用于水稳基层施工 为使稳定土有足够的时 间进行拌和 运输 摊铺 碾压以及保证其具有足够的强度 不应使用快凝 水泥 早强水泥以及受潮变质水泥 经过与监理方共同考察 选用老河口 市吉港宝石水泥有限公司生产的 宝石 牌 P O 普通硅酸盐缓凝水泥 初 凝时间为 5 小时 49 分 终凝时间为 6 小时 37 分 其它各项物理性能均符 合 GB175 1999 要求 1 2 碎石 本标段沿线碎石储量较为丰富 但石质的变化较大 按路面基层施工规 范及业主的要求和用量 依经济合理的原则 经过对沿线附设的所有石料加 工场的原材料的调查 试验 选定唐家湾柴西沟碎石场生产的优质石灰岩 配合比及施工所用的碎石分为 19 31 5mm 9 5 19mm 4 75 9 5mm 和 0 4 75m 石屑 4 档 经监理旁站取样后 依据 JTGE42 2005 试验规程进行 严格检验 根据要求碎石的最大粒径不超过 31 5mm 压碎值不大于 25 针片状颗粒含量不大于 15 小于 0 6mm 的颗粒必须做液限和塑 性指数试验 液限小于 28 塑性指数小于 9 石屑的含泥量不大于 3 经检验 该碎石的表观密度为 2 846g m3 针片状颗粒含量为 2 2 压碎值为 14 3 石屑的砂当量为 71 8 各项指标均满足 JTJ034 2000 规 范要求 对各规格碎石进行准确的筛分试验 筛分数据如下 表 1 通过下列筛孔的质量百分率 碎石规格 31 526 519 9 54 752 360 60 075 19 31 5mm10081 47 2 00000 9 5 19mm10010093 4 10 00 3000 4 75 9 5mm100100100 93 18 01 800 0 4 75mm10010010010094 170 245 76 8 经过多次计算和实际掺配筛分 确定 4 种石料的掺配比例为 19 31 5mm 为 22 9 5 19mm 为 28 4 75 9 5mm 为 15 0 4 75mm 石屑 为 28 合成后级配能较好的满足 JTJ034 2000 表 3 3 3 中 3 级配的要求 具体数据如下 表 2 通过下列筛孔的质量百分率 碎石规格掺配比例 31 526 519 09 54 752 360 60 075 19 31 5mm22 10017 91 600000 9 5 19mm28 10028 026 22 80 1000 4 75 9 5mm15 10015 015 014 01 20 300 0 4 75mm35 10035 035 035 032 924 616 02 4 合成级配10095 977 751 834 224 816 02 4 上限10010089674935227规范要求 级配范围下限100907247291780 1 2 配合比的设计 1 2 1 最佳含水量和最大干密度的确定 按照不同的水泥剂量分组掺配进重型击实试验 水泥 集料按照 3 5 100 4 0 100 4 5 100 5 0 100 四种剂量进行试验 制备不同配 比的混合料进行重型击实试验确定各组混合料的最佳含水量和最大干密度 试验依据 JTJ057 94 中 T0804 94 的规定 具体的试验结果为 3 5 4 0 4 5 5 0 四个水泥剂量的混合料最佳含水量均为 5 0 其最大干密度分别为 2 45g cm3 2 46 g cm3 2 47 g cm3 2 47 g cm3 1 2 2 无侧限抗压试件的制备 根据重型击实试验确定的最佳含水量和最大干密度 按照水泥和集料 的不同比例拌制水泥稳定碎石混合料 按 98 的压实度 采用静力压实法 制备试件 试件为 15cm 15cm 的圆柱体 成形后用塑料袋密封 立即放 入养护室内养生 控制养生温度为 20 2 湿度 95 养生期的最后一 天 称取试件质量 养生期间质量损失超过 10g 的试件应予作废 将试件浸 泡在水槽中 水的深度应使水面在试件顶上约 2 5cm 水槽中水的温度应 和养护室的温度相同 浸水 24h 后从水槽中取出 擦去表面自由水 称取 试件质量 1 2 3 无侧限抗压强度试验 对 4 组不同水泥剂量的试件进行抗压试验使用路面材料强度仪进行 抗压试验 加荷速度为 1mm m 试件抗压破形后取内部试样测定含水量 计算试件的干密度 压实度 吸水量等 具体数据如下 表 3 水泥剂量 3 5 1004 0 1004 5 1005 0 100 试件密度 g cm3 2 392 412 412 41 试件压实度 97 597 697 697 6 吸水量 g 60 058 456 956 8 检测强度时的含水量 5 85 85 75 8 平均值 Rc 3 64 35 15 6 最大值 Rmax 4 55 25 76 1 最小值 Rmin 3 13 74 44 9 标准差 S 0 40930 43100 37150 3777 无侧限抗压强度 偏差系数 Cv 11 410 07 26 7 1 2 4 最优配合比的确定 根据 JTJ034 2000 规范要求 室内试验结果的平均抗压强度 Rc还应 满足公式 Rc Rd 1 ZaCv 的要求 若 Rd取 4 0MPa Za 取 1 645 则 可 以计算求得各个水泥剂量的 Rc 分别为 3 5 水泥剂量时 Rc0 95为 2 9MPa 4 0 水泥剂量时 Rc0 95为 3 6MPa 4 5 水泥剂量时 Rc0 95为 4 4MPa 5 0 水泥剂量时 Rc0 95为 4 9MPa 综合上述试验数据 选用 5 0 的水泥剂量可以满足施工要求 通过试拌混合料 每间隔 1 小时进行标准击实一次 通过延迟试验测 得 无侧限抗压强度试验结果分别为 1 小时延迟试验 Rc0 95为 4 2MPa 2 小时延迟试验 Rc0 95为 4 0 MPa 3 小时延迟试验 Rc0 95为 3 8 MPa 其最大 干密度分别为 2 45 g cm3 2 43 g cm3 2 40g cm3 最佳含水量 4 8 4 8 4 6 因此确定以 5 0 的水泥剂量用于指导现场施工 混 合料最大延迟时间不大于 3 小时 二 检测要点 2 1 混合料的级配 混合料的级配直接影响水泥稳定碎石基层的强度 压实度等诸多方面 因此在每天开始搅拌前必须对取样进行筛分试验 再日常生产时应随时检 测各种规格碎石和合成后的级配 确定混合料的级配是否符合要求 如有 问题出现时 必须及时的做出调整 保证混合料的级配满足要求 2 2 混合料的水泥剂量 按照规范要求 厂拌法施工时 拌和站采用的水泥剂量要比试验室室 内试验确定的水泥剂量高 0 5 在实际生产施工中 如果水泥剂量太小 不能保证水泥稳定土的施工质量 而剂量太大 既不经济 还会使基层的裂缝 增多 增宽 从而引起沥青面层的相对应的反射裂缝 所必须严格控制水泥 用量 以确保工程质量 试验人员应经常的检查水泥剂量 保证水泥剂量在 要求范围内 出现问题时及时通知拌和站做出调整 2 3 混合料的含水量 试验人员在早上 中午 下午分别测定各种集料的含水量 根据施工 配合比设计的最佳含水量指标 结合当天的气温 湿度 运距情况确定混 合料拌和时的用水量 试验人员每个半个小时从拌和站取样品做含水量 试验 并及时将试验结果通知拌和站操作人员 避免现场摊铺过程中含 水量过大出现 弹软 波浪 等现象 影响混合料的密度和强度 或由 于含水量偏小使混合料容易松散 不易碾压成型 也会影响混合料可能达 到的密度和强度 2 4 混合料的压实度 混合料的压实直接关系到水泥稳定碎石基层的强度及平整度 在摊 铺机摊铺碾压成型后 现场试验人员立即对已摊铺完的作业面进行压实 度的检测 对检测的数据要及时的进行计算和记录 现场测试所取试样 的含水量 准确及时地计算出已完成区域的压实数据 以确定是否达到 设计要求 对现场的压路机的碾压方式和次数进行调整 以确保工程的 质量 2 5 混合料的强度 每天根据施工进度制作无侧限抗压试件 在施工进行的同时 试验 室人员从拌和站取回混合料成型无侧限试件 制作试件前要取有代表性 的样品测试含水量 根据实测的含水量和要求的压实度计算每个试件所 需的混合料质量 制作时应将所有混合料拌和均匀 防止离析现象发生 每个样品称量必须准确 已称量好的试样及时装入试模内 防止水份大 量蒸发 已成型的试件放入养护室内养护 并做好标记 第 6 天时浸水 浸水前称量试件质量 浸水 24h 后 再次称量试样质量 并进行抗压试 验 最后计算出强度 吸水量 含水量等技术指标 通过试验数据检验 当天施工段落的强度 每一个施工段落摊铺完成 7 天后 试验室人员应 对其按照规范规定的检测频率进行取芯检