水泥穩(wěn)定碎石配合比設計

1、水泥穩(wěn)定碎石配合比設計1. 概述四川毛灘電站位于四川夾江縣順河鄉(xiāng)境內的青衣江干流上，是千佛巖電站至青衣 江匯口河段推薦的兩級規(guī)劃方案中的第一級。采用河床式長尾水渠開發(fā)方式，工程 開發(fā)任務為發(fā)電，兼顧灌溉、防洪、城鎮(zhèn)工業(yè)、生活及景觀用水。左岸防洪堤道路瀝青路面工程施工樁號為左防K2+K6+，全長 4473米，路面寬 度為5米。道路設計采用水泥穩(wěn)定碎石基層厚20cm、面層采用瀝青混凝土路面， 厚度為10cm，分兩層施工，用攤鋪機攤鋪，壓路機碾壓、成型。2. 配合比設計依據(jù)：公路路面基層施工技術規(guī)范JTJ034-200；0公路工程無機結合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程JTJ057-9；4水泥膠砂強度檢驗方法GB

2、/T17671-1999水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法GB/T1346-2001公路工程集料試驗規(guī)程JTJ058-2000公路土工試驗規(guī)程JTJ051-9；3高速公路路面工程施工設計圖要求；3. 設計資料：左岸防洪堤頂?shù)缆肥窃撾娬疚镔|運輸通道和庫區(qū)景觀道路?；鶎铀喾€(wěn)定碎石厚為 20cm，7 天無側限（浸水）抗壓強度要求值為（A級交通道）。水泥要求強度等級為（初凝時間要求3h以上，終凝時間要求6h以上）普通硅酸 鹽水泥為宜；碎石集料壓碎值小于30%；碎石集料中小于顆粒材料的液限小于28%， 塑性指數(shù)小于 9；碎石集料級配應符合公路路面基層施工技術規(guī)范JTJ034-2000 要求；

3、如表1適宜用水泥穩(wěn)定顆粒組成范圍 表 1結構層通過下列方孔篩( mm)的質量百分率液限塑性指數(shù)19(%)基層10090-10072-8947-6729-4917-358-220-7<28<9注：集料中以下細粒土有塑性指數(shù)時，小于顆粒含量不應超過5%；細粒土無塑性指數(shù)時，小于的顆粒含量不應超過7%。施工時混合料采用廠拌，鋪筑現(xiàn)場采用攤鋪機攤鋪，一層碾壓成型，基層 壓實度指標按98%控制。4. 設計步驟原材料選定及檢驗水泥 ：采用銅陵水泥廠生產的陵滬牌普通硅酸鹽水泥，強度等級為，經檢驗各項技 術指標均滿足有關規(guī)范和圖紙設計的要求，可以采用。其主要技術指標試驗結果列 入表 2中。水泥材料

4、試驗結果匯總表 表 2檢驗項目規(guī)定值檢驗結果細度(%)<安定性(沸煮，雷氏夾法)合格合格初凝時間>45min3h25min終凝時間<10h6h11min抗壓強度(Mpa)3d28d抗折強度( Mpa)3d28d粗、細集料 ：采用興瑞石料場生產的碎石，規(guī)格為：.5(mm)、(mm)和 0(mm)石屑；碎石集料壓碎值為%，石屑中小于(mm)粒料中液限為%，塑性指數(shù)為;含泥量：（mm）為%；（mm）為%;。對三種碎石材料進行篩分試驗，根據(jù)篩分結果經計算級配滿足設計要求，試算調整結果如表3 。石料篩分和集料級配計算結果表表 3集料組成規(guī)格（mm）擬用百分率（%） 篩孔 （mm）各級集

5、料分計篩余百分率（%）組成后級配規(guī)定級配范圍 通過率 （%）（一）（二）（三）分計篩余（%）累計篩余（%）通過率 （%）確定水泥劑量的摻配范圍水泥穩(wěn)定碎石路面基層，設計要求7天無側限飽水抗壓強度不小于，根據(jù)經 驗水泥劑量按%、%、%三種比例配制混合料，即水泥：碎石為；:100；：100；： 100；確定最佳含水量和最大干密度 對三種不同水泥劑量的混合料做標準擊實試驗，確定出不同水泥劑量混合料的最大 干密度和最佳含水量；結果見表4混合料標準擊實試驗結果表表 4水泥劑量（%）最佳含水量（%）最大干密度（ g/cm3）測定7d無側限抗壓強度制作試件：水泥穩(wěn)定碎石路面基層混合料強度試件的制備，按現(xiàn)行技

6、術規(guī)范規(guī)定采 用一個水泥劑量的水泥穩(wěn)定碎石混合料按9 個試件配制，工地壓實度按98%控制， 現(xiàn)將制備試件所需的基本參數(shù)敘述如下： 配制一種水泥劑量一個試件所需要各種原材料數(shù)量 成型一個試件按6500g混合料配制，取碎石和水泥的含水量為0%，先計算水泥劑量 為%的各種材料用量：水泥：6500*5/(100+5)=310g 集料：6500*100/(100+5)=6190g 需要加水：6500*%=332g 制備一個試件需要混合料的數(shù)量： m=vdk(1+w0) =2651××98% (1+%)=6471g 用同樣方法對水泥劑量為%、%的混合料制備參數(shù)進行計算，計算結果列入表5

7、中；混合料試件制作計算匯總表 表 5水泥劑量(%)試件干密度(g/cm3)一個試件 所需材料 質量(g)水泥264293321碎 石(30%)176017591751(38%)2230222922170(32%)187818761868需加水數(shù)量300314320一個試件混合料數(shù)量( g)643264716477附注 (1) 試件制作要求1 試件規(guī)格 150mm 高 50mm；2 最少試件數(shù)量：CV小于(10%15%)時 9 個試件；3 試驗項目：水泥必試項目；含泥量；粗、細集料的篩分；壓碎值；擊實試驗；石屑的液塑限及塑性指數(shù)；無側限抗壓強度試驗；4. 試驗儀器和設備：均符合標準、規(guī)范、試驗規(guī)

8、程要求，全部經過計量標定；5. 報告中的有關數(shù)據(jù)：配合比設計試驗結果匯總表中的計算數(shù)據(jù)均為試驗結果的算術平均值；配合比設計中，有關數(shù)據(jù)是經過多次試驗通過優(yōu)選確定，試配強度是以 CV 小于(10%15%)確定；測定飽水無側限抗壓強度，試件經6d標準養(yǎng)生1d浸水，按規(guī)定方法測得7d飽水 無側限抗壓強度；結果見表6?？箟簭姸仍囼灲Y果匯總表表 6水泥劑量(%)強度平均值 R (Mpa)強度標準差 (Mpa)強度偏差系數(shù) CV (%)(=*S) (Mpa)是否滿足公式 (=*S)否是是按公路路面基層施工技術規(guī)范JTJ034-200要0求，依據(jù)本配合比試驗數(shù)據(jù)配制的水泥 穩(wěn)定混合料,進行了混合料延時成型試

9、驗；在延時兩小時情況下強度和干密度損失后均滿 足設計要求。結果見表7延時 2 h最大干密度與抗壓強度損失對照表表 7項目延時前延時后損失量(%)水泥劑量(%)干密度(g/cm3)3(=*S) (Mpa)5是否滿足公式 (=*S)是是附注(2)1 養(yǎng)生條件：試件養(yǎng)生溫度 25±20C;相對濕度95%；標準養(yǎng)護 6d，并在試驗前浸水 24 小時；2 抗壓試驗：加荷速度 1mm/min ；確定試驗配合比(目標配合比)：通過以下方法確定水泥最佳劑量。 比較強度平均值和設計要求值，根據(jù)試驗結果，水泥劑量%為，%試件強度代表值均 滿足且不低于設計值要求。考慮到試驗數(shù)據(jù)偏差和施工中的保證率，對水泥

10、劑量% ，%時強度數(shù)據(jù)通過公式 ： (= *S驗) 算，水泥劑量為%和%的強度均能夠滿足設計強度指標要求。從工程經濟性考慮，%的水泥劑量為滿足設計強度指標的最小水泥用量;滿足規(guī)范規(guī) 定的路面基層抗壓強度及壓實度的要求，故為此配合比的最佳水泥用量。 試驗室目標配合比綜合確定為： 水泥：集料=：100，混合料的最佳含水量為%，最大干密度為 cm3,施工時壓實度按 98%控制。確定生產配合比：依據(jù)：公路路面基層施工技術規(guī)范JTJ034-200要0 求，視施工現(xiàn)場情況，對試驗 室確定的配合比進行調整，對集中廠拌法施工，水泥劑量要增%加，對粗粒土拌和， 含水量要較最佳含水量增大% ，所以經調整后得到的生

11、產配合比為： 水泥：集料=：100，混合料最佳含水量%，最大干密度為cm3，施工時壓實度按98% 控制。附注 (3) ：在配合比設計計算時對集料含水量按烘干至恒重時零計，但在工地施工時集料的含水量要根據(jù)實際情況， 對上述生產配合比進行調整，得出最終的施工配合比。附注 (4) ：此次配合比設計原材試驗和配合比試驗報告后附。5. 配合比設計中應注意的問題： 骨架材料的要求：強度主要是取決于基層材料的質量。公路等級越高，對材料的要 求相應的提高，主要是碎石本身硬度和強度，更主要的是調整合理的級配以提高混 合料的整體材料的強度。所以，集料顆粒的最大粒徑必須有限制(最大粒徑不應超過)，顆粒愈大在拌合、

12、整平和攤鋪時機械容易損壞，混合料更容易產生離析現(xiàn)象，平整度也難以達到更高 的要求。因此，在現(xiàn)今普遍采用最大粒徑較小的基層材料。但是，給石料的加工帶 來了難度，相應的也增加了經濟支出。因此，我國對低等級公路限制較寬。 但對一級公路和高速公路，由于對其使用性能要求高和投資大，應采用最大粒徑較 小的集料，以適宜于大面積的機械施工、保證施工質量和延長使用壽命。收縮性控制：對高等級公路要注意水泥穩(wěn)定碎石混合料這種半剛性材料早期產生的 收縮性，一方面是水份蒸發(fā)而產生的干縮的程度，二是溫度升高或降低而產生溫度 收縮程度。水泥穩(wěn)定碎石在基層鋪成后，在不注意的情況下還沒有鋪筑瀝青面層就產生了干 縮裂縫，就是按標

13、準及時養(yǎng)護到期后沒及時鋪筑瀝青面層，在太陽光下暴曬2-3d同 樣會產生干縮裂縫，這種裂縫危害性會向上擴展到面層，造成面層開裂。所以在鋪 筑瀝青面層前采取措施防止半剛性材料的干縮是個十分重要的問題。半剛性基層材 料的溫縮性的大小大致與干縮性的大小有相同的規(guī)律，水泥穩(wěn)定碎石中細粒土含量 愈多，混合料的溫縮系數(shù)愈大。為此應控制小于的顆粒含量以及集料中的粘土含量。 應盡量不采用含有塑性指數(shù)的細集料。達到控制混合料的收縮系數(shù)增大的目的。 水泥穩(wěn)定粒料的水泥劑量在（）%時，其收縮系數(shù)最?。怀^6%后，混合料的收縮 系數(shù)增大。為減少混合料的收縮性應控制水泥劑量不超過6%。采取改善粒料級配， 可以明顯減少因水

14、泥造成的干縮，增加混合料強度和耐久性。養(yǎng)生溫度和延遲時間 由于溫度對水泥穩(wěn)定土的強度影響很大，原本不合格的材料，因為養(yǎng)生溫度過高而 變的合格，原本合格的材料，因養(yǎng)生溫度過低而試驗不合格。因此必須在規(guī)定的溫 度下養(yǎng)生，夏季和冬季都必須采取必要的措施控制標養(yǎng)室的標準規(guī)定溫度和濕度。 延遲時間的影響：所謂延遲時間是指混合料從加水到路面碾壓終了的時間，延遲時 間對水泥穩(wěn)定混合料的強度和所能達到的干密度有明顯的影響。延遲時間愈長，混 合料的強度和干密度損失越大，試驗證明延遲2h，水泥穩(wěn)定混合料的干密度損失和 抗壓強度損失與延時前相比都有明顯的下降。因此應采用終凝時間長的水泥，又要規(guī)定施工的延遲時間。規(guī)范

15、根據(jù)我 國的國情制定了延遲時間 3-4h。為了能合適的確定延遲時間,JTJ034-200施0 工技術 規(guī)范第2·7·2條規(guī)定在施工前必須做延遲時間對混合料強度的影響試驗，并通過 試驗確定應該控制的延遲時間。拌合用水：凡人、畜的飲用水均可用于水泥穩(wěn)定混合料的施工，遇有可疑水源時， 應通過試驗鑒定。6. 結論從該配合比設計結果觀察，取%的水泥劑量，水泥穩(wěn)定碎石的強度已滿足規(guī)范 和設計要求，且成本較低。在設計中為了滿足規(guī)范要求，考慮到在實際施工中水泥 的自然損耗以及水泥劑量的離散對水泥穩(wěn)定碎石強度整體效果的影響。所以，在施 工中增加了%的水泥劑量，同時為了減少集料的離析采取了下料斗二次篩分，更好 的控制了混合料級配的合理性。又嚴控原材料中粘土的含量，盡可能降低小于的顆 粒含量。采用標定后標準流量計添加拌合水，禁止超延時混合料上路等；充分減少 了對水泥穩(wěn)定混合料強度影響的諸多因素。從而使該配合比在應用中得到了理想的 質量和經濟效果。存在問題的討論這次試驗是一次嘗試，在現(xiàn)場試驗室條件差、人員少的情況下，如何利用 常規(guī)水泥穩(wěn)定混合料試驗的器械進