水泥穩(wěn)定碎石抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)變異與預(yù)控

水泥穩(wěn)定碎石抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)變異分析與預(yù)控摘要:水泥穩(wěn)定碎石抗壓強(qiáng)度變異性主要表現(xiàn)在試件強(qiáng)度單值波動(dòng)范圍大，精確度低。本文從影響強(qiáng)度變異產(chǎn)生的原因入手分析，結(jié)合工程實(shí)例對試驗(yàn)操作過程要點(diǎn)、方法步驟、注意事項(xiàng)等方面進(jìn)行了分析，提出了降低試驗(yàn)結(jié)果變異系數(shù)，提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)精確度的方法。關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)變異系數(shù)引言水泥穩(wěn)定碎石抗壓強(qiáng)度是路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢查驗(yàn)收中的一個(gè)重要控制指標(biāo)?！豆饭こ虩o機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ057－94）對強(qiáng)度的試驗(yàn)方法和步驟作了詳細(xì)的表述。規(guī)定強(qiáng)度試驗(yàn)是用靜力壓實(shí)法將材料制成標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件后測定受壓破壞極限值。按照此方法進(jìn)行試驗(yàn)，往往測得同組內(nèi)每一個(gè)試件的抗壓強(qiáng)度數(shù)值，單值波動(dòng)范圍大，試驗(yàn)精度降低，變異系數(shù)增大，甚至超出規(guī)范要求。本文對其變異性的影響相關(guān)因素進(jìn)行了分析，提出了有效控制強(qiáng)度試驗(yàn)變異的方法和控制措施。1變異系數(shù)Cv數(shù)理統(tǒng)計(jì)中標(biāo)準(zhǔn)偏差S與樣本的平均值X的比值為變異系數(shù)Cv.Cv是來表征數(shù)據(jù)的變異波動(dòng)的程度，反映樣本隨機(jī)變量的不穩(wěn)定性?？捎孟旅娴墓奖硎?Cv＝S／X表1水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度變異情況統(tǒng)計(jì)表脆數(shù)值牌項(xiàng)目忽無側(cè)限抗壓強(qiáng)瞞度（中試件）抵樣本盼數(shù)支/爬組繞平均值乳／朋Mpa傷標(biāo)準(zhǔn)或差殲笑變異系數(shù)／％否石安高速公路挨39語3猶．茅8黑0.248乞6.5勝30妙9騎國道武涉段杠44創(chuàng)4.2燦0.389胞9.3孫國移道俊10桿6漆線邯鄲段朱37似4鉤．雕4鵝0.410搖9.3表1為三條重交通量的高等級公路的路面基層強(qiáng)度抽樣調(diào)查結(jié)果。數(shù)據(jù)表明強(qiáng)度的變異性在路面基層試驗(yàn)檢測中客觀存在。現(xiàn)行規(guī)范對不同尺寸的成型試件的變異系數(shù)作了硬性規(guī)定見表2。如果超出控制范圍的將增補(bǔ)試驗(yàn)數(shù)量，滿足試驗(yàn)結(jié)果的精度要求。表2規(guī)范規(guī)定允許偏差系數(shù)值議試件類型淘大試件孕中試件釀小試件周變異系無數(shù)由C不v氧／％規(guī)≯捷20拾≯繳15發(fā)≯筐102強(qiáng)度變異原因分析2.1現(xiàn)場采樣的隨機(jī)性，增大了變異程度。制作試件所用的拌和料是在現(xiàn)場檢測路段,采用隨機(jī)選點(diǎn)的方法來確定位置取樣，規(guī)范要求用于制件的拌和料應(yīng)分別制取,不得作任何人為傾向性的加工處理，以最小的試驗(yàn)數(shù)量現(xiàn)場制件成型組成一組試件。由于用于制備試件的拌和料采樣的隨機(jī)性和材料本身的不均勻性，使各試件中水泥劑量、級配、含水量存有差異,在一定程度上增大了強(qiáng)度變異。2.2同組試件的水泥劑量不盡相同。表現(xiàn)在同組每個(gè)分樣試件，實(shí)測各樣劑量與施工控制劑量有差異，各樣之間的劑量也不盡一致。對某一級公路水泥穩(wěn)定碎石基層的同一配比實(shí)測8組水泥劑量與強(qiáng)度試驗(yàn)（每組9個(gè)試件），共72對試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析匯總情況見表3。表3水泥劑量與抗壓強(qiáng)度關(guān)系數(shù)據(jù)表候試件編號(hào)吃水泥劑愁量煩(訂%)年抗壓強(qiáng)度帶（箏Mp湯a搞）心設(shè)計(jì)值叛實(shí)測值劣1山5.3病5.3驚4.5澤2姜5.4誠4.7春3巴5.5廉4.9謝·桶·咽·吸·因·塑·痛·倍·困·孔72譽(yù)5.4叮4.8水泥劑量是影響水泥碎石強(qiáng)度的主要因素，水泥劑量的多少與強(qiáng)度高低有良好的直線關(guān)系。從表3中也可以看出：抗壓強(qiáng)度隨著水泥劑量的增加而增加。不同水泥劑量微小變化也引起強(qiáng)度變異，變化幅度在0.2～0.3Mpa／0.1％。拌和現(xiàn)場水泥劑量控制不穩(wěn)定，與實(shí)際控制值有較大偏差，同組試件中強(qiáng)度單個(gè)測值離散性容易變大，將會(huì)造成變異系數(shù)也隨之增大。2.3成型試件的質(zhì)量損失希成型試件所用皮的材料計(jì)算質(zhì)搜量與試件成型旗后質(zhì)量之間的奏差值定義為試邁件質(zhì)量損失。蓮造成質(zhì)量受損失有主觀和漫客觀兩個(gè)方面毯的原因，包括攝試件制作過程蠢中的水份損失獄和材料本身質(zhì)停量損失。找水份損失有三盡種方式：壘（海1巴）水份的自然陜蒸發(fā)損失。蒸糟發(fā)損失量與所開處的試驗(yàn)室溫六度、通風(fēng)條件軍等環(huán)境因素有星關(guān)，并隨著試先驗(yàn)工作環(huán)境影裁響變化而不斷搶變化?；ㄐ?嘗）水泥的水化瘋反應(yīng)過程。從戚摻加、拌合到飲成型試件，時(shí)斑刻都發(fā)生水化炭反應(yīng)，形成結(jié)陵合水化物。概（消3井）試驗(yàn)容器（畫塑料袋、試模光、料斗等）表聰面吸附水份的虛損失。社材料本身損失哈有兩種方式：冠（銹1堵）試件脫模后煙與成型稱重前割，試件本身的院毛邊、掉角料宴。降（凡2拜）試驗(yàn)容器在誰裝料、脫模時(shí)吧本身附帶的部唱分細(xì)料。巨試驗(yàn)操作經(jīng)驗(yàn)漏表明：水分和鑄材料本身的損谷失，往往是同糠時(shí)發(fā)生和形成減的，相互疊加蝴使試件成型質(zhì)鋪量減少。元按您150包×盲150×15過0M逃M伏中試件計(jì)算，鄭即使在規(guī)范規(guī)眾定頁的勺1猾小時(shí)完成一個(gè)度成型試件，也朵有超2喇0斃～右4寬0屑克的質(zhì)量損失漲，成型試件中嫁材饞料實(shí)際用量減燦少，實(shí)測壓實(shí)惕度降低。脾2.農(nóng)4耀試件尺寸發(fā)不標(biāo)準(zhǔn)彎，影響試件壓蓬實(shí)度階和飲強(qiáng)度槐試模廳的幾何瞎尺寸誤差在強(qiáng)采度試驗(yàn)中客觀暢存在，試模裳直徑和成型槍后助試件高度是影搭響望強(qiáng)度指標(biāo)變異軌的主要數(shù)因素。對于試蝦模直徑可以直吐接量測，并在材試驗(yàn)計(jì)算中考泡慮予以校正。娘對于成型試件隙的高度主要取辯決于試模的高類度和上下壓塊鈴的厚度，以及津壓力機(jī)（反力污框架）上下壓學(xué)板與試模接觸收面的水平受力默情況和空隙大部小。神制作烘一組試件，采碼用的試模不同茄或不匹配成疊套推,糊也會(huì)影響到試沫件的高度。試憶件成型后用游俯標(biāo)卡尺量剛測拿,時(shí)每一個(gè)至試件的高度仍羨是鐮不確定的撥變值。由于上央述客觀條件的膜局移限摸,辭準(zhǔn)確控制高度討在實(shí)際工作中米很難做虎到識(shí),敘成型試件實(shí)測蘋高度與標(biāo)準(zhǔn)高希度總有差叮異逝,派二者避在華-0.虹2丙～蛋+1.0c擊m殼范圍波動(dòng)。斃以某高速公路博為例，水泥穩(wěn)雁定碎石混合料缸最大干密度伸為脾2.319g技/cm界3辜，壓實(shí)度不小位于笑9坑8藥％，最佳含水貞量剝5.8%餡。粗?jǐn)備伂F(xiàn)場隨機(jī)違布點(diǎn)取槍樣柱9裕個(gè)，制作一組習(xí)試件，測周得禽7敗天抗壓強(qiáng)度。通每一個(gè)成型試伐件的要材傲料用量，可用倘下列公式盤（遠(yuǎn)1淺）恥計(jì)算：跪M喚1紅＝淹0.7854辟D恐2悟P盤dmax夫H縱1桌K點(diǎn)1血(1+W)著熄糧櫻濕童夏（睜1縣）樸式中火：皂D弦－試模實(shí)測直倍徑日,mm陵誓P雕dmax葵-壁制件時(shí)的最大運(yùn)干密榴度扣,g/cm鋼3蠢尾H徐1慘－試件高度抱（膊1傭5瓶）震,cm化未K鈔1采－規(guī)定壓實(shí)度谷，％牧左踏W袋－實(shí)測含水量撇，％活試件編號(hào)蠅S-1竄S-2棄S-3容S-4露S-5蜻S-6饅S-7襪S-8搭S-9賽試筒直追徑除/cm弓15.00寄15.01敲15.01群15.00柳15.01廳15.01依15.00戶15.01脖15.01炕實(shí)測含水醉量拒/%蠢6.8略6.7牢6.7贏6.8尊6.6殿6.9魔6.7躬6.6雙6.8樸預(yù)定餃材襯料用樓量臣M嘉1籠／冒g芳6434舊6436早6436凝6434遠(yuǎn)6430在6448當(dāng)6427塑6430符6442銳成型后試件質(zhì)木量前M互2雅/g崖6403微6400嗓6405案6405窮6408臟6410熊6400游6411獻(xiàn)6395見成型后試件高宮度蜂H錫2姥/cm豐15.06槐1特5頓．斯02銳1匠5促．貌0吃1撿4輩．孤97毅1發(fā)5皮．仔01丈1祥5見．印07揚(yáng)1她5別．夫05折1飼5江．籌09破1蘋5處．破04納7犯天抗壓強(qiáng)扇度刷R盡（嫩Mp跳a禮）榮3申．換73哈3袋．鄙93淡3假．瑞81遍3棚．速86灌4比．跨03炭3享．聞73寧3獸．磨53坡3攻．釀71什3擦．欄91細(xì)試件實(shí)際壓實(shí)竊度弊K旬2折/%慢97.1易97.3艱97.5嫩97.8蛙97.6抬97.0泊97.3卷97.1松97.0看K環(huán)2寸平均是值弱/%敏97.3倚表某4越慈抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)振的實(shí)際壓實(shí)度炎計(jì)算結(jié)薯果誼振假設(shè)試件成型貫后為理想狀態(tài)禽的等密度均勻逗實(shí)體。成型后趁質(zhì)里量恒M五2擴(kuò)，實(shí)測平均高報(bào)度捆H辨2濤，根據(jù)試件質(zhì)體量損失量關(guān)系時(shí)知晴M域2豆<M煙1襯,目D難值可以直接測杰得望,貧設(shè)為定值。已仆知成型后試件側(cè)質(zhì)量，可以將百公路式仰(1購)東可以反向推導(dǎo)退出成型后試件常實(shí)際壓實(shí)度與時(shí)實(shí)測高度的關(guān)造系累式廳(香2)萬，利用旦表居4競相關(guān)數(shù)據(jù)，屑可耀將實(shí)孤測拐M波2揚(yáng)和庫H飲2咱，代入到公式伶（艙2霞）中，計(jì)算稀實(shí)際介壓實(shí)度潔值透K何2聽。物K模2壟=M每2暢/0.785容39礦8毅（茅1+何W什）療D見2鐮H炊2奴P矛dmax州（東2閑）再式致中瑞:K毛2邁-待成型試件的實(shí)趕際壓實(shí)文度擦,%雨M踐2讓-塞成型試件后的榜質(zhì)量景，飯g漏侍H抖2吹-狐成型后試件實(shí)撈測高式度面,cm川表架4塔中計(jì)算結(jié)果表助明試件高度對售試件的全壓實(shí)度有顯著錘影響串，二者成反比字關(guān)系狼。成型試件高排度取值高于標(biāo)綿準(zhǔn)高幼度美15c蔥m夾，就不能夠達(dá)痰到預(yù)定的干密拐度，壓實(shí)度達(dá)神不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)蓄，增加組了碼強(qiáng)度變異縣性下。嫁經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明底試件高度每增院大平0.1m膨m排，造成試件實(shí)逃際壓實(shí)度降低克約校0.1撲％疊～呈0.勉2像％，強(qiáng)度也呈跪現(xiàn)降低趨勢掀，變異程度休相對觸增大玩。溉2.匪5施材料的級配組憤成變化賀從材料的取樣死到成型的過程君中，每一次對威材料的擾動(dòng)都薪易影響內(nèi)部級檢配的細(xì)小變動(dòng)垂，每個(gè)成型試責(zé)件的級配變動(dòng)擺，也將影響到愉試件的密實(shí)度秋，從而反映強(qiáng)師度試驗(yàn)值的波椅動(dòng)變化。蔬3受．強(qiáng)度變異的砌預(yù)控方法和侍控制瓣措施尋3猜．秒1跨退增強(qiáng)混合料的腔拌合均勻性。挖皂控拌合料要分層弟分次進(jìn)行，裝耀料時(shí)不能夠人尼為地將大料集炭中放在試模的辨中部或底部，杰避免大料或小較料過多的集中枝。要盡量使各基組試件的材料否變化趨于穩(wěn)定朗一致，減少試桑件密度的不均肢勻性。檔3.雁2拋試件的高度的漆適度控制和確武定醫(yī)可以通過不同襪的制件方法解樂決試件高度不著易準(zhǔn)確控制的啞難題。在上壓衛(wèi)塊上加墊片，無是一種實(shí)用性惠強(qiáng)效果好的方擁法。既在上壓羽頭放置直鮮徑暮5c馬m凱（可視壓頭實(shí)他際情況而定）睛的圓形墊片，射墊片可以用不蠟同厚度的鋼板株（白鐵皮），疑墊片厚度由通州過預(yù)先制件的噴試驗(yàn)結(jié)果來確嘆定。不同試模楊應(yīng)有不同的厚霞度墊片，二者檔應(yīng)配套并標(biāo)注艇清楚。試驗(yàn)操閣作過程中，將黎墊片和上壓頭效一并均勻壓進(jìn)躍試筒內(nèi)，確保唱試件中心和干柴密度對稱變謙化宗,怨保持同樣的等昌密度壓實(shí)狀態(tài)敵。察如果上下壓板刪不平行，不能演夠處于水平狀楊態(tài)，加壓時(shí)容的易造成試件高培度不一救致亦,僑需要及時(shí)解除籌壓力旋轉(zhuǎn)試筒丙重新調(diào)整優(yōu)后稼繼續(xù)加壓。碰通過大量試驗(yàn)準(zhǔn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，試口件高度控制機(jī)在消150.0莊mm?！?50.5m憐m快之間較佳。箭因此，計(jì)算習(xí)一個(gè)試件聾所需材料像用量時(shí)拿應(yīng)采用試模直仔徑實(shí)際尺寸和店調(diào)整吵高度的方法自確定友。奸3頂．伐3魄沸適當(dāng)補(bǔ)償試件汪的損失量刃黃川要充分考慮在月試件真成型過程中的曬水份和材料的厘損失量，也要設(shè)考慮試件高度敞變值所引起示的材料增加量既。綠△燙M=瘋M溪1綁-隸M成2診+M記3黑+M俘4多抹敘朝掉魯烏該（貼3燥）之式商中剪:唉鴉△得M---芬-尾試件補(bǔ)償?shù)膿p冠失屑量尾,g豬M磚1州---曠-乘預(yù)定計(jì)算材料襲質(zhì)藥量撥,g推M伯2氏---扎-與成型后試件質(zhì)浮量吃,g筋勒禿M瓦3看---吸-無試件高度影響冰所造成的增加垃量塑,g趴賤封M挽4粱---紐-箱成型試件邊角柴料質(zhì)慣量路,g瑞△藍(lán)M映傘值應(yīng)根據(jù)不同奪的試模尺寸試烏驗(yàn)預(yù)估所得，崇并在試驗(yàn)過程命中全及時(shí)京調(diào)整和修正。吃按美照盛M嶄浙（露M踐1靈+歷△棚M耗根）值稱重每個(gè)參試件的質(zhì)窯量游,提實(shí)測成型試件碎高貫度刮H喊2勺,奸并以評實(shí)際壓實(shí)姜度逗K償2姑控制在規(guī)定塵值饞0襖～＋仁0.3竿％范圍為宜烤。初水泥穩(wěn)定碎石議的中試件一般脈補(bǔ)償輩約封2版0冰～逆4緊0流克。湊3.4速枯嚴(yán)格試驗(yàn)操作妄方法的規(guī)范性箱和仔細(xì)程度。扔姑態(tài)（前1亭）規(guī)范要求禿在豪1允小時(shí)完成從拌碎合開始到完成國成型試件。如娛果條件允許，天要盡量縮短用捉時(shí)，進(jìn)一步滿漏足制件過程的智時(shí)間要求。埋床扇（留2箏）減少水分和盒材料損失量。繁充分考慮試驗(yàn)胳環(huán)境條件，采借取對拌合料和烏試件密封操作搜，試模預(yù)先用饞濕布擦拭補(bǔ)償蜂等保護(hù)措施。帶寫總（輝3魂）要認(rèn)真繡制作試件，軌規(guī)范加壓，保銅持兩頭壓塊壓論進(jìn)速度要均勻巧。試件破壞時(shí)圈數(shù)值，要實(shí)現(xiàn)捐智能化電子數(shù)喚碼計(jì)值顯示，喚減少人為因素竟影響。波（夸4餐）要熟悉和掌雅握試驗(yàn)基本原分理和技術(shù)饞要求，提高試氧驗(yàn)人員操作的濟(jì)熟練程度和水標(biāo)平。4結(jié)語豆4.1療傲通過本文的研縮究海,擇可以看出材料拉的現(xiàn)場取樣、評材料本身的劑舊量和級配、制個(gè)件兔過程中的質(zhì)量蛋損失等方面是抄抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)舒變異的根源，閃對抗壓強(qiáng)度的薄變異性能有顯爐著影響。膝4.2斷企統(tǒng)一試驗(yàn)環(huán)境論狀況和試驗(yàn)操皆作狀態(tài)，可以琴減少強(qiáng)度變異森的可能杠性。施工現(xiàn)場寒取樣、室內(nèi)試無驗(yàn)操作、冷試驗(yàn)中間過程含、養(yǎng)生條件等津方面，都要盡閣量滿足同丘等作條件下的弊同吸一性要求蓋。昌駱4.3怨隙依據(jù)本文提出傘的強(qiáng)度變異預(yù)牧控方法和措施虹，能夠簡捷有撞效控制強(qiáng)度試判驗(yàn)變異程度，莫從矮而提高強(qiáng)度的當(dāng)準(zhǔn)確度，降低選了試驗(yàn)繁的變異李系數(shù)，滿足規(guī)紹定試驗(yàn)精度要稅求。大量的室誤內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯最示，與規(guī)范方原法帽比老對植，變異系數(shù)較李預(yù)控前犁降低了遍2沃％命～順4佳％。災(zāi)4.4蘆基造成強(qiáng)度變異殃的不確定和隨寶機(jī)因素很多，獸這都將對強(qiáng)度搖試驗(yàn)變異性產(chǎn)祝生不同的影響且。本文僅針對楚試驗(yàn)具體操作昂方面進(jìn)行了淺蓬顯的分析，對礙強(qiáng)度產(chǎn)生的力責(zé)學(xué)等方面的影滅響因素進(jìn)行深期入的理論和試歪驗(yàn)研究也是非獻(xiàn)常有必要的。投4.假5雷展本文僅僅針對需水泥穩(wěn)定碎石謹(jǐn)強(qiáng)度的變異特陡征進(jìn)行了分析四和研究，提供膚一些參考方法藍(lán)和保證措施，藝對于類似其它輛的無機(jī)結(jié)合料咽的強(qiáng)度試驗(yàn)也爛有一定