二灰碎石配合比设计与指导意见书

1 二灰碎石配合比设计及施工指导意见书二灰碎石配合比设计及施工指导意见书 为进一步提高二灰碎石基层沥青路面的使用性和耐久性 保证二灰碎石基层的强度 并有效地控制收缩裂缝 根据 JTJ034 2000 公路路面基层施工技术规范 在 2001 年 二灰 碎石基层配合比设计及施工指导意见书 的试用基础上 结合 缩缝防治研究结果及我市二灰碎石施工的实际情况 特对 指 导意见书 进行修订 以不断完善我市二灰碎石基层的配合比 设计和施工 1 二灰碎石配合比设计 二灰碎石配合比设计仍按 2001 年 指导意见书 的原则确 定集料级配和二灰用量 但在具体操作使用中 按最大干密度 确定二灰含量 工作量较大 费工费时 根据去年各单位配合 比设计情况 二灰含量的确定可采用较为简便的方法 具体设 计过程如下 1 1 原材料要求 用于二灰碎石基层的石灰 粉煤灰 集料等原材料的各项 技术指标应符合规范要求 参见 JTJ034 2000 公路路面基层施 工技术规范 1 2 配合比设计过程 1 2 1 确定石灰 粉煤灰比例 首先应对石灰 粉煤灰的各项技术指标进行评价 不符合 规范要求的不予采用 石灰尽量采用 II 级以上 按 2 20 80 35 65 之间不同比例 制备 4 5 组石灰 粉煤灰混合 料 采用重型击实试验 确定其各自的最佳含水量和最大干密 度 并根据最佳含水量和最大干密度数值制件 在同一养生条 件下养生 对同龄期的试件进行抗压强度试验 选用强度最大 时的石灰 粉煤灰比例 也可按 2001 年工程的试验和经验 石灰和粉煤灰的比例直 接采用 30 70 1 2 2 确定二灰设计含量 1 确定集料级配 首先对拟采用的符合规范要求的各种集料进行筛分 测得 各自的级配 然后根据规范中对集料级配的要求 用数解或图 解等方法 确定各种集料的含量 从提高抗裂性角度出发 根 据我市及省外部分路段的施工经验 对规范中级配范围进行取 用时 粒径 4 75mm 方孔筛 以上集料含量宜取高值 粒径 4 75mm 方孔筛 以下集料 含量宜取低值 同时要求集料的 最大粒径不超过规范规定 且粒径小于 0 075mm 的颗粒含量宜 接近于 0 2 测集料振实空隙率 按试验规程要求 对集料的表观密度进行测定 不同种 类的集料如不同料质的石料 砂 石屑等应分别测定 细集料 用李氏比重瓶法 分别测出各种集料的表观密度 采用加权平 均法 算出混合集料的表观密度 3 将混合集料的烘干或风干试样 拌和均匀后分成两份 取试样 1 份 置于平整干净的地板 或铁板 上 用平头铁锹 铲起试样 使集料自由落入容量筒 10L 内 此时 从铁锹的 齐口至容量筒上口的距离应保持为 50mm 左右 将试样分三层装 入容量筒 装完一层后 在筒底垫放一根直径为 25mm 的圆钢筋 将筒按住 左右交替颠击地面各 25 下 然后装入第二层 用同 样的方法颠实 筒底所垫钢筋的方向应与第一层放置方向垂直 然后装入第三层 如法颠实 待三层试样装填完毕后 加料直 至试样超出容量筒口 用钢筋沿筒口边缘滚转 刮下高出筒口 的颗粒 用合适的颗粒填平凹处 使表面凸起部分和凹陷部分 的体积大致相等 再称取试样和容量筒总重 按下式计算振实 密度 m2 m1 v 1000kg m3 式中 m1 容量筒的质量 kg m2 容量筒和试样总质量 kg v 容量筒的容积 L 试验前应对容量筒体积进 行标定 以两次结果的算术平均值作为测定值 按下式计算振实空隙率 n 1 t 100 式中 集料的振实密度 t 混合集料的表观密度 3 根据集料振实空隙率 直接计算二灰含量 4 根据下式计算二灰含量 G1 G n 二灰 n 二灰 1 n t 式中 G1 二灰重量 G 二灰碎石混合料总重 N 集料振实空隙率 二灰 二灰在混合料中的压实干密度 该数值随二灰 含量 集料状况的不同而改变 一般按 0 81g cm3 0 85g cm3 取用 t 混合料的表观密度 4 确定二灰含量 根据 3 所计算的二灰含量 分别增加 2 3 4 的二 灰数量 在最佳含水量及最大干密度下并按工地要求压实度制 件 要求每种二灰含量的最少制件个数为 9 个 试件标准养生 6 天 浸水 1 天 水温同养生温度 后 测无侧限抗压强度 试验结果的偏差系数应符合规范规定 如偏差系数超出规定范 围 则应重做试验 并找出原因 加以解决 如还不能降低偏 差系数 则应增加试件数量 试验结果的平均抗压强度 R 应符 合公式 R Rd 1 ZaCv 式中 Rd 设计抗压强度 见规范 CV 试验结果的偏差系数 以小数计 CV S R S 试验结果标准差 R 试验结果算术平均值 Za 1 282 5 根据强度评价结果 确定混合料配合比设计中的二灰用量 并符合规范要求 在 15 20 范围内 同时 应保证二灰有一 定量的富余值 以避免施工中的离析和不均匀 根据经验 二 灰含量宜在 15 17 之间 如果在通过 3 所计算的二灰含量 基础上增加 2 4 二灰含量 强度仍不能满足上述要求 不宜 再继续增加二灰含量来提高二灰碎石的强度 应重新分析石灰 粉煤灰比例是否为强度最大的最佳比例 以及其它影响强度的 因素 或增加 1 2 的水泥 来提高二灰碎石的强度 2 二灰碎石的施工 为有效提高二灰碎石混合料配料的准确性和拌和均匀性 确保施工质量 二灰碎石基层必须采用厂拌法施工 2 1 二灰碎石基层 底基层 厂拌法施工除应符合规范要 求外 还应注意以下问题 1 不同来源 不同料质的材料应分开堆放 插牌标示 不可混用 2 设计配合比应在拌和现场公示 并在公示中注明石灰 粉煤灰等材料的含水量 3 拌和现场配备磅秤 对各种材料准确称取 并及时校 核配料的准确性 4 拌和等设备中 称量装置应定期标定 以确保配置准 确 5 为保证混合料的拌和均匀性 在拌和 运输 摊铺过 6 程中应消除离析现象 并在混合料初平后 用旋耕机拌和 1 2 遍 再进行整形 碾压 6 为保证二灰碎石基层的压实度 碾压除应按规范操作 外 应保证重型压路机碾压 8 遍以上 如采用振动 静碾压路 机组合压实 应采用先振后静 并保证静碾压路机碾压 4 遍以 上 7 如采用半幅施工 在第二幅施工时 应将第一幅路中 纵缝松散部分彻底刨除 同时应顺直 8 如路面底基层采用石灰土结构 为控制二灰碎石基层 缩裂 应增加石灰土表面粗糙度 在石灰土表面布 钉子石 具体做法如下 在石灰土稳压或初压后 在其表面满布一层 20mm 40mm 碎 石 再用中型和重型压路机碾压 至石灰土压实度达到要求 使所布石料 2 3 嵌于石灰土结构内 1 3 外露 对于外露石料 间隙内的石灰土可通过放行交通或清扫的方法清除 以使石灰 土层表面的粗糙度达到要求 2 2 不同施工单位采用材料的料源 料质 规格完全相同 时 可采用同一设计配合比 否则禁止相互套用 2 3 二灰碎石施工过程中 如各种材料的料源 料质不稳 定 应定期 3 5 天 对集料的级配 振实空隙率进行抽检 如振实空隙率发生变化 则应根据二灰含量与空隙率的对应关 系 对施工中二灰含量作相应调整 振实空隙率较原设计每增 7 加或减少 2 对应二灰含量 较原设计 上调或下调 1 集料 表观密度不变时 空隙率变化在 2 以内时不作调整 本 指导意见书 是和 JTJ034 2000 公路路面基层施工技 术规范 在我市 2002 年二灰碎石施工中配套执行的基本依据 同时 也请各施工单位在执行中注意总结 积累经验 及时反 馈信息 以便以后对 指导意见书 进一步修改和完善 本 指导意见书 最终解释权在市公路局工程科 2002 年 7 月 25 日 其它材料 1 二灰碎石基层的作用机理是石灰在碱性环境下与粉煤灰活性 物质发生反应 SiO2 m1Ca OH 2 nH2O m1CaO SiO2 nH2O Al2O3 m2Ca OH 2 nH2O m2CaO Al2O3 nH2O 反应生成大量胶凝性物质 生成物相互粘连 胶织在一起 形成具有一定强度的致密结构 而且该反应在水分的条件下能 够持续进行 其宏观表现就是强度随龄期而增长 2 外掺剂与抗裂机理 采用明矾石粉 硬石膏及 II 型 CaSO4三种原材料 细度要求为 180 200 目 明矾石粉含 Al2O3 量 16 以弥补粉煤灰中可溶性的不足 外掺剂 CaSO4与二灰 碎石反应物生成硫铝酸钙 CaO Al2O3CaSO4 32H2O 即钙钒石 3 混合料配合比及击实试验结果 方案混合料配合比最佳含水量最大干容重 8 石灰 粉煤灰 集料 外掺剂 g cm3 14 5 13 82 5 07 82 072 2 4 5 13 82 5 外掺 2 7 92 070