《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTGE51宣贯材料ppt课件

1、公路工程无机结合料稳,定材料试验规程,JTG E512009,宣贯材料,交通部公路科学研究院,规程修订的背景,规程修订的过程,本次修订的主题思想,本次规程修订的主要内容,背,景,公路工程无机结合料稳定材料试验规 程一本年轻的规程，伴随我国高速公 路建设发展而逐渐完善，从1994到2009。 公路路面基层材料试验规程1986 当前半刚性基层沥青路面发生的质量问题， 与无机结合料稳定材料的质量控制有关。因 此迫切需要对该规程进行修订,与现行基层施工技术规范的衔接； 提出了相关技术指标要求，但没有给出试验方法,与沥青路面设计规范的衔接。 一些试验方法纳设计规范，但没有写入试验规程,修订过程,2019

2、年，交通部决定对原规程进行修订，由 交通部公路科学研究院负责修订工作,2019年11月21日，交通部公路司在北京主持 召开了公路工程无机结合料稳定材料试验 规程修订的大纲审查会,会议明确了该规程的修订内容不包括级配碎,石和加固土的相关试验内容,修订过程,2019年11月11日，交通部公路司在北京主持 召开了公路工程无机结合料稳定材料试验 规程（修订）征求意见稿专家评审会,增加的系列试验方法有必要，对工程有指导意,见,专家基本同意了提高测量精度的思想，但须考,虑工程实施具体情况,对细粒土的分级提高到最大粒径为4.75mm,最,大公称粒径为2.36mm,方孔筛是大势所趋，需要补充，并尽量通用。 无

3、侧限抗压强度的端部影响状况进入条文说,明，供研究者参考,提出标准养生方法和快速养生方法,加载速率由于影响到试验结果，尽量不要改变。 疲劳试验在条文说明中增加试验结果处理的相,关内容,振动压实方法应增加适用范围,2019年1月底，编写组发出了公路工程无机 结合料稳定材料试验规程（修订）征求意 见稿，进行全国范围的征求意见。 接受并修改的问题,根据专家意见增加了术语、符号和代号；对每个 试验的内容进行了规范化，并对原试验规程的部 分试验内容和化学试验相关内容增加了“精密度 和允许差”；将标准养生温度统一为温度 202，相对湿度在95以上,还要遗留的问题有,一些专家建议在含水量测试中加入微波法；精度

4、 的提高个别专家还有疑意；对个别参数的定值问 题，由于没有数据积累，没有给出；直读式测钙 仪的读数时间；砂浴法测含水量的砂浴温度；回 弹模量层参数的取值标准等问题,关于混合料级配检验,修订过程,2019年5月13日，交通部公路司在北京主持召 开了公路工程无机结合料稳定材料试验规 程（送审稿）审查会,针对近年来我国公路工程实际需要以及相关材料 试验方法发展，编写组对原规程进行了全面修 订，对于规范公路工程无机结合料稳定材料试验 方法有重要意义,修订后的规程完善了原有相关试验方法，补充了 无机结合料稳定材料的物理力学性能试验方法， 内容全面，结构合理,修订过程,2019年6月提交公路工程无机结合料

5、稳定材 料试验规程报批稿,2009年10月15日交通运输部“公布公路工 程无机结合料稳定材料试验规程E512009 公告,2019年1月1日起施行,修订的主要思想,满足当前公路建设进步的需要 强化试验操作的规范 提高试验结果的可靠性 试验方法的标准化,便于工程应用和操作,修订思想,使试验方法跟上时代的步伐,当前路面施工中无论是基层还是面层都统一采用,方孔筛，因此此次修订也进行了统一,随着半刚性基层材料的进步，当前在二级及其以 上公路半刚性基层中，基层已经普遍采用水泥或 二灰稳定碎石，而不仅仅是稳定土类，因此在称 呼上拓宽了其使用范围，将原规程中无机结合料 稳定土统一改为无机结合料稳定材料，包括

6、了土、 碎石土、砂砾石、级配碎石、级配砾石,修订思想,提高使用精度,仪器设备更新与进步 标准筛应用； 电子天平； 压力机，路强仪测量范围； 标准养护室。 因此结合发展的需要，对相关的仪器进行相应的精度提高（如称量仪器,修订思想,方便适用,与其它路面材料的要求相统一（如标准养生温度,为了和其他试验规程一致，试验方法的编号统一 采用4位，即原规程中的T08010、T08011、T08012、 T08013统一成T0810、T0811、T0812、T0813,修订思想,修订原规范中的存在问题,水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法 （EDTA滴定法）中室内标准曲线和现场取样的不 一致，导致水泥和

7、石灰剂量检测中存在人为误 差，此次针对以上问题进行了修订,与施工规范相配合补充一些原材料试验方法,根据公路路面基层施工技术规范提出了相关 的技术指标要求，补充了一些原材料试验方法,修订思想,根据无机结合料稳定材料的要求完善试验方 法,针对路面对半刚性基层材料的主要技术要求 ： 足够的强度和刚度、足够的水稳性和冰冻稳 定性、足够的抗冲刷能力、收缩性小，四项 主要性能。增加了一系列相关的试验方法,以便各施工单位和研究部门在应用过程中，统一 相关试验方法，积累数据和经验，为确定基层材 料参数提供依据,修订的主要内容,归结为三类试验方法,试验 原 取样、成型 物理,原材料,内容 材料 和养生,力学,取

8、样、成型和养生 物理、力学,总数,15,6,14,原有 方法,5,1,4,新增 方法,10,5,10,修订的主要内容,方法来源 原有规程方法,其他标准引用 新编规程,原由5章2个附录组成，包含35试验方法,无机结合料类材料的原材料,的相关试验方法,石灰细度试验方法,石灰未消化残渣含量测定方法,采标：建筑石灰试验方法物理试验方法JCT478.1,92,粉煤灰二氧化硅、氧化铁和氧化铝含量测定 方法,采标：水泥化学分析法GB/T 1762019,无机结合料类材料的原材料的,相关试验方法,粉煤灰烧失量测定方法,采标：用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T 15962019,粉煤灰细度试验方法,石灰、粉煤灰

9、密度测定方法,粉煤灰的比表面积测定方法（勃氏法,采标：水泥比表面积测定方法(勃氏法)GB/T8074和 公路工程水泥和水泥混凝土试验规程JTJ0532019,试验成型、养生和取样试验方法,无机结合料稳定材料试件制作方法（圆柱 形,无机结合料稳定材料试件制作方法（梁式） 无机结合料稳定材料现场取样方法 无机结合料稳定材料养生试验方法,无机结合料稳定材料的物理力学,试验方法,无机结合料稳定材料弯拉强度试验方法； 无机结合料稳定材料劈裂模量试验方法； 无机结合料稳定材料弯拉模量试验方法； 无机结合料稳定材料干缩试验方法； 无机结合料稳定材料温缩试验方法,无机结合料稳定材料疲劳试验方法,无机结合料稳定

10、材料室内动态抗压回弹模量 试验方法,无机结合料稳定材料冻融试验方法； 无机结合料稳定材料抗渗试验方法； 无机结合料稳定材料抗冲刷试验方法； 无机结合料稳定材料振动成型试验方法,试验方法的基本格式,适用范围 仪器设备 试验准备 试验步骤,计算,结果整理,报告 记录,条文说明,称谓的统一、规范,最大粒径与公称最大粒径,主要问题出在碎石场的筛网,称谓的统一、规范,细粒土,2.36mm,中粒土,19.0mm,粗粒土,称量精度提高,量程大于10kg，感量0.1g； 4000g，感量0.01g,基本取消台秤，加强实验室条件建设，保证 试验可靠性,称谓的统一、规范,试验设备的精度,称量精度提高,量程大于10

11、kg，感量0.1g； 4000kg，感量0.01g,基本取消台秤，加强实验室条件建设，保证 试验可靠性,T08012009 含水量试验方法（烘干法,增加方法的使用范围：水泥、石灰、粉煤灰 提出烘箱控制精度要求： 2 电子天平 平行试验容许误差,需要提前将烘箱温度设置到110,T0802、32009 含水量试验方法,砂浴法调整不多； 酒精燃烧法增加使用范围，粗粒土； 含大量黏土、石膏石灰质及有机质土采用烘干法 （降低烘干温度） 有争议时，以烘干法为主,含水量试验方法（微波,含水量试验方法（微波,比较两种试验方法所得结果的平均值进行比较， 用数理统计中的t检验来鉴别两种方法是否存在显著差异。 结果

12、表明：微波炉法和烘箱烘干法测得的数据之间无明 显差异，微波可用于施工质量控制,T08092009 EDTA滴定法,本办法适用于在水泥终凝之前的水泥含量测定， 现场土样的石灰剂量应在路拌后尽快测试，否则 需要用相应龄期的EDTA二钠的耗量的标准曲线确 定。 原规范：不受水泥或石灰稳定土龄期（7d内）影响,T08092009 EDTA滴定法,T08092009 EDTA滴定法,水泥稳定材料超出终凝的修正以小时计算 石灰稳定材料超出7d的修正以天计算,主要原因：随龄期的增长，无机结合料中部分 钙离子与稳定材料中矿物发生反应，游离钙离 子减少，试验结果偏低。 不同龄期应用不同的标注曲线,T080920

13、09 EDTA滴定法,T08092009 EDTA滴定法,为了减少粗集料的离散，宜采用实验室单份现配 后直接测试。每种样品取1000g左右。取样 方法的改进,标准曲线、现场取样均过9.5mm筛方法也可以 对比采用。 主要是考虑1000g对于粗粒土很难取到全级配,T08092009 EDTA滴定法,EDTA滴定过程中，溶液的颜色有明显的变化过 程，从玫瑰红色变为紫色，并最终变为蓝色。因 此要把握好滴定的临界点，切不可直接将溶液滴 到纯蓝色。因此此时的滴定速度务必放慢，并保 持摇匀，以免滴定过量。 一般来说在溶液颜色变为紫色后，如水泥剂量 较低，12滴就能彻底变蓝，如水泥剂量较高， 可能需要再多些

14、，因此此时的滴定速度务必放 慢，逐滴滴入，并保持摇匀，以免滴定过量,T08092009 EDTA滴定法,混合料为1000g，搅拌5min； 静置时间增加：10min； 操作时每个试样，包括现场取样样品，均按 同一方式搅拌，静置,T08092009 EDTA滴定法,如集料、水泥、配比等发生变化时应重新确定标准曲线,对原规范室内配料、现场取样方式进行了调整； 对搅拌时间，静置时间进行了调整； 室内配料的含水量应为最佳含水量； 土、水及水质发生变化应重新标定； 制备每个样品时搅拌的时间、速度及方式应相同； 每个样品测试完成后应水冲洗电极，并吸干水分,T08102009 石灰稳定土中石灰剂量 测定方法

15、（直读测钙仪,T08112009 石灰有效氧化钙测定方法,筛孔变化：将2mm圆孔筛改为1.18mm,T08122009 石灰氧化镁测定方法,T08132009 石灰氧化钙和氧化镁简易 测定方法,T08142009 石灰的细度测定方法,本试验方法参照中华人民共和国建材行业标准，建筑 石灰试验方法物理试验方法JCT478192 方法编 制。建筑行业标准是用0.9mm、0.125mm方孔筛,公路路面基层施工技术规范（JTJ 034-2000）中石 灰细度要求为通过0.71mm方孔筛和0.125mm方孔筛的含 量确定。 为了便于操作，改为0.6mm和0.15mm两个筛孔,并根据石灰在基层材料中的使用方

16、法确定平行试验次数,T08142009 石灰的细度测定方法,本试验方法参照中华人民共和国建材行业标准，建筑 石灰试验方法物理试验方法JCT478192 方法编 制。建筑行业标准是用0.9mm、0.125mm方孔筛,公路路面基层施工技术规范（JTJ 034-2000）中石 灰细度要求为通过0.71mm方孔筛和0.125mm方孔筛的含 量确定。 为了便于操作，改为0.6mm和0.15mm两个筛孔,并根据石灰在基层材料中的使用方法确定平行试验次数,T08152009,石灰的未消化残渣含量测定方法,本试验方法参照中华人民共和国建材行业标准， 建筑石灰试验方法物理试验方法JCT4781 92 方法编制。

17、 将其中5mm圆孔筛改为方孔筛； 根据石灰在基层材料中的使用方法确定平行试验次数,T08162009 粉煤灰的二氧化硅、氧化,铝和氧化铁含量测定方法,本方法参照水泥化学分析方法GB/T 1762019中水 泥的二氧化硅（基准法）；三氧化二铁（基准法）；三 氧化二铝（基准法）的方法编制,有些单位反映操作难度大,T08182009,粉煤灰细度试验方法,本试验方法参照中华人民共和国国家标准，用于水泥 和混凝土中的粉煤灰GBT 1596-2019方法编制。 根据公路路面基层施工技术规范（JTJ 034-2000） 中粉煤灰细度要求为通过0.3mm方孔筛和0.075mm方孔筛 的含量确定，并根据粉煤灰在

18、基层材料中的使用方法确 定平行试验次数。 区分于国标0.045筛,T08412009无机结合料稳定土的取样方法,根据不同的试验目的，采取不同的取样对策,总体水平控制,施工均匀性评价 试验室试验分料,目标（理论）配合比阶段各种石料应逐档筛分，然后按设定级,配进行配料,施工过程中混合料取样,（1）施工现场取料，应在摊铺机后摊铺宽度范围内左、中,右三处取料，进行无侧限抗压强度成型及试验,（2）摊铺机后取料，且取料应分别来源于34台不同的料车,进行无侧限抗压强度成型及试验,T08412009,无机结合料稳定土的取样方法,公路工程沥青与沥青混合料试验规程,T080494,无机结合料稳定土的击实试验方法,

19、加有水泥的试样拌和后应在1h内完成击实试验。据施工 经验，石灰土（特别是稳定粘土类土）击实最大干密度 在7天以内其数值是逐渐减小的，因此现场压实度检测 的时间（即天数）应与击实成型时间一致,含水量等级的设定 56个，含水量间隔0.5%1.5,两次平行试验及精度要求,两次试验最大于密度的差不应超过0.05g/cm3（稳定细粒上）和 0.08g/cm3（稳定中粒土和粗粒土），最佳含水量的差不应超过0.5 （最佳含水量小于10）和1.0（最佳含水量大于10,设定含水量,第一次,第二次,含水量均值,湿密度,干密度,含水量均值,湿密度,干密度,3% 4% 5% 6% 7,3.10 3.70 4.47 5

20、.22 6.13,2.425 2.471 2.565 2.559 2.557,2.352 2.382 2.455 2.432 2.410,2.98 3.75 4.48 5.37 6.07,2.377 2.437 2.512 2.540 2.524,2.308 2.349 2.404 2.411 2.379,中值-4%-1 2.480 2.460 2.440,2.420 2.400 2.380,y = -0.0275x2 + 0.2746x + 1.7593 R2 = 0.8858,最佳含水量,最大干密度,2.360,2.340 2.00,3.00,4.00,5.00,6.00,7.00,第一次

21、,4.99,2.4448,第二次,5.15,2.4287,中值-4%-2,平均,5.07,2.4368,2.420 2.400 2.380 2.360 2.340,2.320 2.300 2.280,y = -0.0235x2 + 0.2389x + 1.7986 R2 = 0.9476,2.00,3.00,4.00,5.00,6.00,7.00,T08422009,无机结合料稳定土的振动压实试验方法,本试验方法适用于在室内对水泥、石灰、石灰粉煤 灰稳定粒料土基层材料进行振动压实试验， 对无机结合料稳定粒料一般选用面压力约为,0.1Mpa，激振力约6800N，振动频率为2830Hz的振 实条件

22、,由于还未建立起振动压实试验测试的干密度与击实 试验和工程现场振动压实效果的相关关系，因此该 试验方法主要用于室内研究,重型击实与振动成型的比较,指标,最佳含水量,最大干密度,试验方法,4,振动压实 5.00,重型击实 5.50,误差 -0.50,振动压实 2.414,重型击实 2.41,误差 0.004,悬浮密实水泥碎石 骨架密实水泥碎石 骨架空隙水泥碎石 悬浮密实二灰碎石 骨架密实二灰碎石,5% 6% 4% 5% 6% 6% 8% 10% 4:11:85 9:16:75 4:11:85,5.20% 5.00% 4.80% 4.80% 5.00% 3.80% 4.00% 4.50% 8.50

23、% 10.00% 8.00,5.70% 5.50% 5.20% 5.00% 5.00% 4.60% 4.60% 4.80% 7.50% 8.50% 7.10,0.50% -0.50% -0.40% -0.20% 0.00% -0.80% -0.60% -0.30% 1.00% 1.50% 0.90,2.43 2.435 2.415 2.419 2.428 2.205 2.212 2.231 2.215 1.93 2.239,2.421 2.423 2.41 2.405 2.395 2.216 2.221 2.225 2.21 2.15 2.211,0.009 0.012 0.005 0.014

24、 0.033 -0.011 -0.009 0.006 0.005 -0.220 0.028,摘自：长安大学公路半刚性基层材料多指标控制组成设计方法研究报告,冲击荷载与等幅震动荷载压实功量化 最佳含水量与最大干密度实验的本质 室内实验与工地现场控制协调一致 现有实验数据与历史资料统一继承,仍采用重型击实试验方法,骨架嵌挤型结构,水泥稳定级配碎石的级配分析,孔径,31.5,26.5,19,16,13.2,9.5,4.75,2.36,1.18,0.6,0.3,0.15,0.075,骨架 密实 悬浮 密实,100 100,68 86 90 100,38 58 60 80,22 32 29 49,16

25、28 15 32,8 15 6 20,0 3 0 5,SMA-20,100,90 100,65 85,45 65,20 32,15 24,14 22,12 18,10 15,9 14,8 12,原规范,100,90 100,72 89,47 67,29 49,17 35,8 22,0 7,新规范 推荐,100,89 82,84 73,78 65,67 53,45 35,31 19,22 11,15 6,10 3,7 2,5 0,不存在严格工程意义上的骨架密实结构 碎石含量一般不宜多于65%，控制在60%65%之间 严格控制各档级配,U,V,W,X,Y,六种水泥稳定碎石的级配,级配 Z,31.5

26、 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0,19 96.6% 94.4% 92.3% 90.2% 88.0% 85.9,9.5 72.6% 67.6% 62.7% 57.7% 52.7% 47.7,4.75 49.6% 44.8% 40.0% 35.2% 30.3% 25.5,2.36 33.7% 30.1% 26.5% 22.8% 19.2% 15.5,0.6 19.5% 17.4% 15.3% 13.2% 11.1% 9.0,0.075 4.7% 4.2% 3.7% 3.2% 2.6% 2.1,最大干密度（g/cm3,击实试 验,矿料级配,U,V,W

27、,X,Y,Z,第一次,最佳含水量 最大干密度,5.95% 5.22% 2.3101 2.3428,5.51% 2.3510,5.47% 2.3699,5.74% 2.344,6.05% 2.3139,第二次,最佳含水量 最大干密度,5.84% 5.64% 2.3168 2.3137,5.55% 2.3435,5.12% 2.3256,5.50% 2.3249,6.04% 2.3138,平均,最佳含水量 最大干密度,5.89% 5.43% 2.3135 2.3283,5.53% 2.3472,5.30% 2.3477,5.62% 2.3345,6.05% 2.3139,6.20% 6.00% 5

28、.80% 5.60% 5.40% 5.20% 5.00,最佳含水量,2.36 2.35 2.34 2.33 2.32 2.31 2.3 2.29,最大干密度随级配变化情况,4.80,U,V,W,X,Y,Z,U,V,W,级配,X,Y,Z,各级配无侧限抗压强度,龄期 7天 90天,级配 平均值（MPa） Cv 95%保证率（MPa） 平均值（MPa） Cv 95%保证率（MPa,U 4.18 6.70% 3.72 8.76 4.81% 8.06,V 4.27 4.34% 3.97 9.27 3.66% 8.71,W 4.83 7.61% 4.22 8.92 6.47% 7.97,X 4.42 8.

29、51% 3.8 7.86 5.70% 7.12,Y 3.79 8.41% 3.27 6.95 6.81% 6.18,Z 3.17 5.96% 2.86 5.98 7.91% 5.2,对于7天抗压强度，W级配的强度水平最高，此时的粗集料含 量为60%（4.75mm的通过率为40%）； 对于90天的抗压强度，V级配的强度水平最高，此时的粗集 料含量为55%（4.75mm的通过率为45%）。 因此，从抗压强度角度看，为了达到较高的强度标准，混合 料中的粗集料含量的合理范围为60%55,抗弯拉强度（龄期7天,级配 平均值 Cv 代表值（95,U 0.45 5.98% 0.41,V 0.48 6.45%

30、 0.43,W 0.59 8.27% 0.51,X 0.57 7.85% 0.50,Y 0.51 8.42% 0.44,Z 0.45 10.44% 0.37,在W级配和X级配附近出现弯拉强度最大值。也就是 说当粗集料含量在60%65%之间具有最佳的抗弯拉强 度。 这个级配范围与上文从抗压强度指标得到的级配范 围略有差异，前者比后者的粗集料含量增加5%左右,Cv,Cv,抗压回弹模量（龄期90天,级配,静态模量 平均值（MPa） 代表值（MPa,动态模量 平均值（MPa） 代表值（MPa,U V W X Y Z,1190 1149 1478 1431 1317 1266,1038 965 1168

31、 1245 1135 1024,7.81% 9.73% 12.77% 7.91% 8.41% 11.62,1700 1651 1897 2457 1534 1441,1439 1355 1554 2199 1224 1184,9.31% 10.89% 10.99% 6.39% 12.29% 10.86,从数据看，对于X级配（4.75mm以上粗集料含量65%） 的动态和静态模量都最大，其次是W级配； 为了达到最佳的模量水平，混合料中的粗集料含量 宜为60%65,U,V,W,X,Y,Z,6种混合料干缩试验的干缩参数汇总,级配,碎石含量 50% 55% 60% 65% 70% 75,干缩应变 5.8

32、4E-04 4.80E-04 4.93E-04 4.30E-04 5.00E-04 3.81E-04,干缩系数 1.14E-02 9.71E-03 9.63E-03 1.05E-02 1.07E-02 8.09E-03,失水率 5.11% 4.94% 5.12% 4.12% 4.66% 4.71,针对前5种混合料，通过数据分析表明，混合 料的干缩应变与混合料最佳含水量有良好的 相关性，相关系数达到0.9837,疲劳试验结果,疲劳试验结果,A 值表示曲线的斜率，其值大小决定了疲劳曲线的陡缓，表示了材料的力学敏感性，A 值越大，曲线越陡，说明应力的变化对疲劳寿命的影响越大。 通过比较三种级配的A值

33、可见，不论是95%保证率下还是50%保证率下A值的大小排序为：WUY 由此可见W级配的力学敏感性最低，其在相同的路面结构受力下抗超载超限的能力也会越强些,疲劳试验结果,B 值表明了曲线的截距，其值的大小反应了曲线位置的高低，B 值越大，疲劳曲线位置越高，混合料的抗疲劳性能越好。 三个级配的B值大小的排序如下：YWU 按照ASSTHO 试验路的规律认为，半刚性材料的轴载换算指数为8次方，力学性能敏感性低的可能最终的疲劳性能会更强些,疲劳试验结果,疲劳性能W级配明显优于U级配和Y级配，而从曲线的走势上看，Y级配的疲劳性能是最差的； 通过趋势有理由相信，Z级配的疲劳性能将会更加的劣于其他的级配，因此，在级配上过分的追求所谓的嵌挤结构，可能会在干缩等方面取得一定的收益，但是如果因为减小了干缩和温缩性能而牺牲疲劳性能那对于路面来讲将是更加的致命。 疲劳性能的降低将会是路面整个承载能力的总体降低，对于路面的损坏将是无法弥补的，在级配的配合比设计上一定要综合考虑各种因素对于路用材料的路用性能的影响，通过试验比选，优选最优的级配类型才是最为重要的,综合分析,通过混合料的级配优化可以有效提高混合料 的力学性能，试验表明，当混合料中4.75mm 以上的粗集料含量为55%65%之间时，混合 料具有最佳的力学状