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技术交流

影响水泥稳定碎石配合比强度的几个因素

发布时间:2022-08-10

【摘 要】:近年来,随着公路工程的大规模实施,水泥稳定碎石已成为路基基层的主要结构材料。现就水泥稳定碎石试件进行无侧限抗压强度试验分析,研究影响水稳碎石强度的几个因素,将有助于指导施工选材及工程质量控制。掌握其主要影响因素将能大大提高水泥稳定碎石的强度,达到规范和设计要求。

【关键词】:路基结构材料、水泥稳定碎石、配合比、无侧限抗压强度、影响因素

 

1、室内配合比设计要求

1.1水泥

以润江路为例,选取复合硅酸盐水泥32.5,经检验各项指标符合要求。

1.2碎石

应符合标准和设计要求,以本标段为例:选用4种规格的石料:分别为1#料S8(10~25),2#料S10(10~15),3#料S14(3~5),4#料S15(0~5),对于城市快速路、主干路基层碎石的压碎值不大于30%,液限<28%,塑性指数<9%。

1.3设计标准

水泥稳定碎石的级配范围

筛孔尺寸(mm)

31.5

26.5

19

9.5

4.75

2.36

0.6

0.075

通过百分率(%)

100

90~100

72~89

47~67

29~49

17~35

8~22

0~7

7d无侧限强度要求3.5MPa,压实度要求98%。

2、影响配合比强度的主要因素

2.1水泥用量控制对强度的影响

水泥是集合料中重要的稳定剂,在拌和水泥稳定碎石时水泥用量一定要控制准确,用量太少减少胶凝作用;用量太大既不经济,还会使基层裂缝增多,从而引起沥青面层相对应的反射裂缝。必须控制水泥用量,做到精益求精,以确保工程质量。

2.2碎石级配对强度的影响

根据规范和设计文件中对基层各种材料的质量要求选材,并选取符合要求的粗集料在试验室内按不同的粗细程度(主要改变26.5mm筛孔的通过率)掺4.5%水泥剂量进行试配,分别得出7d无侧限抗压强度。在原材料质量和水泥剂量不变的情况下,随着26.5mm筛孔通过率的变小,试件强度反而升高,说明水泥稳定碎石中粒料级配对强度有重要的影响。(结果见下表)    

7d无侧限抗压强度

编号

试验单位

水泥剂量(%)

26.5筛孔通过率(%)

7d无侧限强度(Mpa)

1

施工单位

4.0

98.7

3.8

2

检测中心

91.8

4.2

3

施工单位

4.5

97.6

4.2

4

检测中心

91.1

4.6

5

施工单位

5.0

99.3

4.5

6

检测中心

92.1

5.0

2.3集料的质量对强度的影响

2.3.1粗集料对强度的影响

基层石料加工生产一般规模小、机械化程度不高,各厂家的生产工艺也有区别,多数为鄂式破碎机轧制而成,有一次破碎和二次破碎之分,从而导致石料的压碎值,针片状含量相差很大,最终影响7d无侧限抗压强度。(结果见下表)

检测项目

石料加工类型

7d无侧限强度(Mpa)

一次破碎

二次破碎

一次破碎

二次破碎

压碎值(%)

25.0

18.3

3.8

4.4

针片状含量(%)

1#料

18.6

13.6

2#料

25.5

18.5

2.3.2细集料对强度的影响

通过调粗混合料级配可以从不同程度上提高无侧限强度,为减少水稳基层裂缝,应严格控制混合料中细集料的粉尘含量,现根据不同细集料进行无侧限抗压试验。见下表:

水泥剂量(%)

细集料砂当量

塑性指数Ip

无侧限抗压强度(Mpa)

5.0

22

8

3.6

5.0

31

6

4.2

5.0

39

4

4.8

5.0

55

2

5.7

由上表可知,细集料的质量对无侧限强度有着重要的影响。

2.4标准击实对强度的影响

采取重型击实来确定水稳的最大干密度,试验结果表明:准确、客观地定出混合料的最大干密度对强度的影响很大。按1#:2#:3#:4#=33:23:14:30的比例进行标击和无侧限抗压强度试验,结果见下表:

编号

试验单位

水泥剂量%

最大干密度g/cm3

最佳含水量%

7d无侧限强度Mpa

1

施工单位

4.0

2.245

4.3

3.3

2

检测中心

2.311

4.6

4.0

3

施工单位

4.5

2.368

4.4

3.8

4

检测中心

2.335

4.9

4.4

5

施工单位

5.0

2.296

4.8

4.3

6

检测中心

2.341

5.2

5.0

   由上表可知:准确、客观的定出混合料的最大干密度对无侧限强度有着重要的影响。

2.5压实度对强度的影响

选取不同压实度进行无侧限抗压强度试验,结果见下表:

编号

压实度%

最大干密度g/cm3

最佳含水量%

试件质量g

7d无侧限强度Mpa

1

92

2.335

4.9

5973.3

2.5

2

95

6168.1

3.4

3

98

6362.9

4.4

    由上表可知:在采取相同的击实数据时,试件制件质量相差200g左右,7d无侧限强度也有很大的差别,这就要求施工摊铺时严格控制压实度。

3、措施

3.1严格控制粗细集料的合理级配;

3.2严格控制集料中细料的含量和塑性指数,选择含泥或杂质较少的细集料;

3.3有条件选择压碎值较小经二次破碎加工而成的粗集料;

3.4 配合比根据来料进行配合比设计试验,合格后方可使用。如原材料有变更,需要重新试验。

 

 

参考文献:

1、JTG E51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》

2、CJJ1-2008   《城镇道路工程施工与质量验收规范》