二灰碎石路用性能试验研究
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地方道路是指县、乡村道路,与群众生活、生产发展有着密不可分的关系,在国民经济中占有重要地位。
随着国家对农村公路建设的更加重视,地方道路得到了迅猛发展。
地方道路的发展经历了一个由少到多、由普及到提高、由低级到高级的建设历程。
随着党的富民政策在农村的贯彻落实,交通运输业的快速发展,要求地方道路路面结构层质量标准更加适应和满足大交通量、重载运输的实际情况,同时要求提高道路的使用寿命[1]。
1路面结构层的变化路面基层是路面荷载的主要受力部位和承载层,其质量的好坏直接决定整体路面结构的稳定性和使用寿命。
基层必须能承受车轮的反复荷载作用,即在预定设计标准反复作用下,不会产生过多的残余变形,更不会产生剪切破坏(无结合料的粒料基层)或疲劳弯拉破坏(用各种结合料处治的基层)。
经实践证明:大多数道路的破坏是由承载层的破坏造成的。
以前地方道路路面结构等级较低,二级及二级以下路面的承载层都是由石灰稳定土组成,其结构为两层或三层15mm石灰稳定土。
原路面在不同程度上都已经破坏,分析破坏原因:首先为交通运输的重型车辆增加导致基层、底基层灰土被压碎,其次为石灰稳定土用土的土质变化较大、施工难度增加,导致石灰稳定土强度不均匀。
现地方道路已大面普及二灰碎石基层结构。
其结构如下:底基层为两层15mm石灰稳定土,基层为一层16mm二灰碎石。
实践证明以上路面结构可以大大提高道路的承载能力,延长使用寿命。
二灰碎石的组成设计选择。
其设计强度为0.6M P,压实度按97区控制,如表1所示:据以上试验结果,选择施工配合比为石灰:粉煤灰:集料=7∶13∶80,满足规范及设计要求。
分析二灰碎石强度、收缩裂缝、平整度、含水量相互制约的关系,依据试验可适当调整级配组成的粒料用量。
二灰级配集料混合料中集料的颗粒组成范围如表2所示。
2基层二灰碎石的施工控制当组成设计确定后,施工就成了工程质量的决定因素。
一般地方道路二灰碎石施工采用灰土拌合机路拌法施工。
施工中以下方面要严格控制[4]。
骨架密实型二灰稳定碎石路用性能试验研究河北省水利工程局河北石家庄 050021摘要:本文通过对二灰稳定碎石的路用性能试验,研究了各组成材料以及材料的组成比例对其路用性能的影响情况。
试验结果表明,当石灰与粉煤灰的比例一定时,二灰稳定碎石的强度随着结合料(石灰粉煤灰)剂量的增加而增大。
当集料含量一定时,二灰稳定碎石的强度随着石灰与粉煤灰比例的增加而增大。
关键词:二灰稳定碎石;路用性能;无侧限抗压强度;抗压回弹模量;劈裂强度abstract: based on the test for road performance of coal ash and lime stabilized macadam, the influence of composition materials and ratio to road performance are researched. the test results show that the proportion of lime and coal ash fixed, its strength increases with the increase of the content. and when the content is fixed, its strength increases with the increase of the proportion of lime and coal ash.key words: lime and coal ash stabilized macadam; road performance; unconfined compressive strength; resilient modulus; splitting strength中图分类号: tu63+3 文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)0引言近年来,因二灰稳定碎石基层具有良好的强度和整体刚度,且价格低廉等优点,被越来越广泛的应用。
探讨二灰碎石混合料技术性能要求前言二灰碎石混合料是一种由水泥、砂子、石子等原材料按照一定比例和规格混合而成的工程建材,广泛应用于市政工程、道路建设等领域。
本文将探讨二灰碎石混合料的技术性能要求,为工程施工提供参考。
抗压强度要求在道路铺设中,混合料必须具备一定的抗压强度,不能因车辆行驶而出现碎裂、掉落等现象。
二灰碎石混合料在静载荷作用下的抗压强度要求为30MPa,经多次试验可锁定配比,保证混合料达到该抗压强度要求。
同时,施工过程中还需注意控制施工厚度和均匀度等因素,避免施工质量不稳定。
抗枯萎性要求抗枯萎性是指混合料在摆停状态下,水分的流失情况。
如果混合料的抗枯萎性能低,将会造成其固化不足,在铺设过程中表面水泥砂浆容易流失,从而影响道路使用寿命。
为了保证混合料在铺设过程中的抗枯萎性能,可以在混合料中适量添加助剂,控制水灰比,以增加混合料的流动性,提升其抗枯萎性能。
安定性要求安定性是指混合料在行车过程中表面稳定性的能力,主要包括停车时不起灰、不扬尘、不污染等。
二灰碎石混合料应具备良好的安定性,以确保在使用过程中不会因表面不稳定而影响到人们的正常行驶。
为了保证混合料的安定性,可以采用管理措施如道路高度、路体宽度、垂直及水平坡度、道面铺装弯曲半径等,从而调整混合料的结构,增强稳定性。
耐久性要求施工混合料的耐久性是指在日常使用过程中,混合料的性能能否持续,不会因自然环境等因素而快速劣化。
为了保证混合料的耐久性,可以采用寿命评估技术、控制环境因素等方法,从而在施工前就明确混合料的使用寿命,同时在日常使用过程中可以采用适当的养护措施来保护混合料,提高其耐久性。
总结二灰碎石混合料作为一种广泛应用于市政工程、道路建设等领域的建材,在其技术性能要求方面需要具备抗压强度、抗枯萎性、安定性和耐久性等因素,同时施工过程中需要注重控制施工厚度和均匀度等因素,以确保混合料在施工过程中的稳定性和使用寿命。
二灰碎石在道路底基层施工中的应用分析摘要:石灰粉煤灰稳定碎石(二灰碎石)底基层作为一种半刚性基层,其板结性强,整体刚度大,承载力高,水稳定性和抗冻性好,是保证路面强度、稳定性及耐久性的关键结构层,是重要的承重层,所以必须严格控制其原材料和工艺质量。
关键词:二灰碎石;施工流程;材料中图分类号:tu74 文献标识码:a 文章编号:该路为工业集中区主要次干道,城市ⅱ级路,设计行车速度40 km /h,路标准断面为7m(人行道)+16 m(行车道)+ 7m(人行道),行车道路面结构总厚度65 cm,其中路面结构层为5cm沥青混凝土ac-16c 上面层,7cm沥青混凝土ac一25c下面层,20 cm水泥稳定级配碎石基层,33 cm二灰稳定级配碎石底基层,20 cm砂砾垫层。
1 材料要求二灰碎石的原材料主要是石灰、粉煤灰和碎石,对原材料质量严格把关是保证二灰碎石混合料质量的重要环节。
石灰:石灰中氧化钙和氧化硅的含量对二灰碎石的强度有着显著作用,特别是与粉煤灰发生水化反应后,其用量多少对强度的影响极为明显。
增加石灰剂量可以提高二灰碎石强度,但同时必然加大施工成本,且对于二灰碎石的抗裂性能十分不利。
粉煤灰:粉煤灰是一种火山灰材料,也是种硅质的或硅铝质的材料。
它本身很少或没有黏结性,但当它以分散状态的消石灰混合时,在潮湿常温下与石灰发生反应,生成一种具有黏结性的化合物。
本工程选用了符合《公路路面基层施工技术规范》(jtj 034—2000)技术指标等级生石灰,即可增加有效的钙镁含量,提高稳定效果,又不影响抗裂性能,对保证质量十分有利。
对每批进场的石灰,监理组试验工程师抽验频率为40%,检测结果生石灰cao、mgo含量83.5%,均符合规范质量要求。
粉煤灰可取自沉灰池的湿排灰,也可使用湿灰或干灰,以性能稳定、颗粒偏细为宜。
其化学成分是二氧化硅,三氧化二铝和三氧化二铁等三种材料,其含量对二灰碎石混合料的强度有明显影响。
关于路用石灰土和二灰碎石施工图设计审查中心吴祖德提要:2010年前我市道路的基层、底基层材料主要采用二灰碎石和石灰土,是一种强度高、耐久性好、造价低、便于施工、质量易保证,可以就地取材,一方面具有良好的路用性能,另一方面可以充分利用工业废料,减少环境污染,具有重要的经济意义和很大的社会和环保效益。
近年来高等级公路、城市道路建设中,得到了越来越广泛的应用。
本文主要收集这两种材料的路用性能作分析介绍,供交流参考。
2010年后,所用粉煤灰的三氧化硫含量大于3%,所做基层产生膨胀、开裂,不能满足路用要求,已改用水泥稳定碎石基层。
但只要控制粉煤灰的三氧化硫含量小于3%,二灰碎石还是可以满足路用要求的。
关键词:二灰碎石石灰土路用性能防止半刚性基层收缩裂缝措施1前言由于石灰、水泥在土中的水化、水解和结晶作用,使混合料产生强度和板体性,这类材料完工初期,具有柔性材料的工作特性,随着时间的推移,强度逐渐提高,板体性增加,刚度增大。
它的最终强度、弹性模量比不掺石灰或水泥的柔性基层要大几倍,但比水泥混凝土要小得多,二灰碎石和石灰土故称为半刚性基层。
半刚性基层具有一定的强度和水稳性,适宜用作高等级路面的基层或底基层。
但应注意其干缩和温度收缩的特性,表面出现的裂纹容易反射到路面上来,工程中特别要注意防治。
2 石灰土2.1石灰土概况石灰土是属于石灰稳定土类,用石灰稳定细粒土(颗粒的最大粒径小于10mm,且其中小于2mm的额粒含量不少于90%)得到混合料简称石灰土。
其特点是,具有扳体性.强度比砂石路面要高。
有一定的水稳性和抗冻性,初期强度低,但其强度随龄期较长时间增长。
其收缩性大,容易开裂。
适宜于作二级和二级以下公路与城市道路的基层,也可作各级路面的底基层。
石灰土不宜用于潮湿路段。
石灰土的7d浸水抗压强度标准(表 1):表 1 石灰稳定土的抗压强度标准(《公路路面基层施工技术规范》(JTJ 034-2000))二级和二级以下公路高速公路和一级公路公路等级层位基层(MPa)≥0.8①—底基层(MPa)0.5~0.7②≥0.8注:①在低塑性土(塑性指数小于7)地区,石灰稳定砂砾土和碎石土的7d浸水抗压强度应大于0.5MPa (100g平衡锥测液限)。
二灰碎石试验段施工方案一、前言二灰碎石是一种常用的道路铺设材料,为了确保道路施工的质量和安全性,需要进行试验段的施工。
本文将介绍二灰碎石试验段施工方案,包括施工准备、施工步骤以及注意事项。
二、施工准备1. 材料准备•二灰碎石•沥青•碎石分级表•道路基础材料2. 施工设备准备•摊铺机•压路机•水车•路基平整机3. 人员准备•施工队伍•质量监督人员4. 施工计划制定•确定施工时间表•制定施工过程监测方案三、施工步骤1. 路基准备1.清理路基杂物,确保路面平整。
2.在路基上铺设基础材料,并进行夯实。
2. 沥青铺设1.用沥青将路面铺设一层。
2.利用摊铺机将沥青均匀铺展在路面上。
3. 二灰碎石铺设1.将二灰碎石按照分级表要求均匀撒在路面上。
2.利用摊铺机将二灰碎石压实,并使其与沥青充分结合。
4. 压实1.使用压路机对二灰碎石进行压实,保证路面均匀压实。
5. 水稳定性检测1.对试验段进行水稳定性检测,以确保材料质量及路面稳定性。
四、注意事项1.施工过程中要保持通风良好,避免沥青的有害气体对工作人员产生不利影响。
2.施工现场要保持整洁,避免杂物进入到路面中。
3.施工过程中要严格遵守安全操作规程,确保施工人员安全。
五、总结通过本文介绍的二灰碎石试验段施工方案,可以有效地指导施工人员进行施工工作。
在施工过程中,要注意材料的质量和施工的标准,确保道路的质量和安全性。
同时,要做好施工过程的监测和检测工作,及时发现问题并进行处理,以确保施工质量。
第38卷第6期2012年12月四川建筑科学研究Sichuan Building Science收稿日期:2012-07-12作者简介:徐志伟(1980-),男,河北唐山人,工程师,在读博士,主要从事路基路面方向研究及工程投资风险分析方面的研究。
基金项目:河北省交通运输厅科技计划项目(Y-2010128)E -mail :33926968@qq.com二灰碎石路用性能试验研究徐志伟1,马士宾1,刘俊琴1,王丽洁2,陈晗1(1.河北工业大学土木学院,天津300400;2.河北工业大学建筑与艺术设计学院,天津300400)摘要:二灰碎石是公路基层常用的材料。
针对天津地区修筑二灰碎石半刚性基层沥青路面的实际情况,通过各项室内试验,确定集料级配和配合比方法。
提出6ʒ14ʒ80、8ʒ12ʒ80、8ʒ17ʒ75、5ʒ10ʒ85四种二灰碎石的配合比,并进行试验。
分析了二灰碎石混合料在不同的配合比下不同龄期的抗压回弹模量和劈裂强度的变化规律。
试验结果表明:石灰含量对二灰碎石的早期模量影响较大,粉煤灰含量的增加,对二灰碎石后期强度增长有益。
影响劈裂强度的重要因素是混合料之间的粘结强度及二灰与集料交界面过渡区强度。
关键词:二灰碎石;配合比;抗压回弹模量;劈裂强度中图分类号:TU746.2文献标识码:B文章编号:1008-1933(2012)06-203-040引言随着近年来公路交通量的急剧增加,对路面结构层的主要承重层(基层)有了更高的要求。
二灰碎石基层由于具有较高的后期强度、良好的隔温性、良好的板体性能、较大分布荷载的能力,比其他半刚性基层具有更好的抗裂性和抗冻性能,同时能充分利用工业废料,降低了造价,减少了环境污染,因而在高等级公路和城市道路工程中得到了越来越广泛的应用[1-2]。
但是二灰碎石早期强度较低,影响交通的尽早开放。
二灰碎石混合料的力学性能与混合料的配合比、集料的级配组成、气候变化、施工条件等均有直接关系,而混合料的配合比是最主要的内在因素。
本文针对天津地区修筑二灰碎石半刚性基层沥青路面的实际情况,通过各项室内试验,确定集料级配。
研究了二灰碎石混合料在不同的配合比下不同龄期的抗压回弹模量和劈裂强度的变化规律。
1原材料性能试验1.1石灰石灰是粉煤灰水化反应的激发剂,应对其有效氧化钙、氧化镁含量提出最低的要求。
本文对所用石灰的技术指标进行了检验,具体检验结果见表1。
经检验其技术等级为二级,符合石灰在JTJ 034—2000《公路路面基层施工技术规范》中的要求。
表1石灰技术指标材料名称有效氧化钙、氧化镁含量/%未消化残渣含量/%细度/%级别生石灰82.67.50.125二技术标准≥60≤11≤20二1.2粉煤灰为了二灰碎石混合料的质量保证,应检测粉煤灰中Fe 2O 3+Al 2O 3+SiO 2活性成分的含量、比表面积和烧失量。
检验结果见表2。
根据试验检验,采用的粉煤灰均符合JTJ034—2000《公路路面基层施工技术规范》中规定的技术指标。
表2粉煤灰技术指标材料名称S i O 2、Al 2O 3、Fe 2O 3总含量/%烧失量/%比表面积/(cm 2/g )粉煤灰71.105.032500技术标准≥70≤20宜>25001.3集料试验所用集料为石灰岩,规格分别为:10 30mm 、5 10mm 、3 5mm 、0 3mm 。
0.6mm 以下颗粒塑性指数为5,均符合JTJ034—2000《公路路面基层施工技术规范》的要求。
压碎值的大小直接影响基层强度,是衡量集料力学性质的重要指标。
根据规范规定可知,高速公路和一级公路的集料压碎值不得大于30%。
集料压碎值为15.2%,表3为集料压碎值的试验结果。
表3粗集料压碎值试验集料类型15 30mm10 20mm压碎值/%———15.22试验方法参考规范中推荐的上下限,骨架密实型集料级302配各规格粒料比例为9.5 31.5碎石ʒ9.5 19碎石ʒ4.75 9.5碎石ʒ石屑=58ʒ19ʒ11ʒ12,合成级配见表4。
表4骨架密实型混合料合成级配筛孔尺/mm 31.526.5199.54.752.361.180.60.075合成级配/%10010058.328.313.38.65.52.91.3规范上限/%100954824116200规范下限/%100100683421161263级配中值/%10097.558291611731.5石灰与粉煤灰之间存在一个最佳的配比,在这个配比下二灰混合料的性能最优。
在进行二灰配比设计时,石灰与粉煤灰的比例控制在1ʒ2 1ʒ3,目的是缩小范围。
结合工程实践,选用配合比6ʒ14ʒ80、8ʒ12ʒ80、8ʒ17ʒ75、5ʒ10ʒ85几种配合比分别进行对比试验。
3二灰稳定碎石抗压回弹模量试验3.1抗压回弹模量试验结果抗压回弹模量试验结果见表5。
3.2抗压回弹模量试验结果分析将二灰碎石抗压回弹模量试验结果进行汇总,见表6和如图1所示。
表5不同配合比骨架密实型试件抗压回弹试验配合比试件号12345678910平均值R 标准差S 变异系数C v 6ʒ14ʒ807d /MPa 1249127012671265120112311286123611991280124829.42.3614d /MPa 19051758207017411749195218961731213019221885134.17.1128d /MPa 24502635263528812755286126302890261124832683150.35.6035d /MPa 31373662348833523603385332813257358732653449214.16.218ʒ12ʒ807d /MPa 1368138514481276126113891284131112671376133761.44.5914d /MPa 20012202219217901810179120322236208418141995173.18.6828d /MPa 25062190228224722361254924642432232326492423128.85.3235d /MPa 31303034270734443042286428333006306130413016187.66.228ʒ17ʒ757d /MPa 1390137313721497150913611480144414711419143253.13.7114d /MPa 17751963202019171744201419211916216119641940113.55.8528d /MPa 27302970263828762606291926532797271828842779121.94.3935d /MPa 34883444357433443584339936673488366735153517101.82.895ʒ10ʒ857d /MPa 72578969878673166568671868967071641.55.8014d /MPa 1381143414271286124213041291137214761406136273.15.3628d /MPa 21842003182019161856196921751918207021102002122.26.1035d /MPa24662503233825552360257926782647257925292523105.44.18表6不同配合比二灰碎石的回弹模量配合比抗压回弹模量/MPa 抗压回弹模量E c =AT 2+BT +C7d 14d 28d 35d A B C R26ʒ14ʒ8012481885268334490.438855.8578960.98678ʒ12ʒ801337199524233016-0.221163.371986.530.95498ʒ17ʒ7514321940277935170.782338.71163.50.99355ʒ10ʒ85716136220022523-0.425278.629239.130.9849沥青路面设计规范312.8—797.08—————图1不同配合比的抗压回弹模量之间的对比分析图1可知,不同配合比二灰碎石的抗压回弹模量随着龄期的增长,都呈现增加的趋势。
可见延长试件的养生龄期有助于提高其抗压回弹模量。
但是,不同配合比二灰碎石的抗压回弹模量随龄期的增长规律并不完全相同。
二灰碎石7d 抗压回弹模量由大到小的排列顺序为8ʒ17ʒ75>8ʒ12ʒ80>6ʒ14ʒ80>5ʒ10ʒ85。
配合比为8ʒ17ʒ75最高达到1432MPa ,而配合比为5ʒ10ʒ85的最低,仅为716MPa ,二者相差一倍。
配合比为8ʒ12ʒ80和6ʒ14ʒ80的二灰碎石模量比配合比为8ʒ17ʒ75的小,但相差不大。
从二灰碎石7d 抗压回弹模量的分布规律来看,石灰含量对二灰碎石的早期模量影响较大,石灰的含量越高,二灰碎石早期的抗压回弹模量越大;同时,粉煤灰的含量对早期模量也有一定的影响。
二灰碎石35d 抗压回弹模量由大到小的排列顺序为8ʒ17ʒ75>6ʒ14ʒ80>8ʒ12ʒ80>5ʒ10ʒ85。
配合比为8ʒ17ʒ75的最高,为3517MPa ,而配合比为5ʒ10ʒ85的抗压回弹模量最低,仅为2523MPa 。
配合比为6ʒ14ʒ80二灰碎石的抗压回弹随着龄期的增长超过了8ʒ12ʒ80的模量,这说明随着龄期的增长,粉煤灰的含量开始对抗压回弹模量的增长发挥作用,粉煤灰的含量增加,对二灰碎石后期强度增长402四川建筑科学研究第38卷有着重要影响。
3.3抗压回弹模量随龄期变化规律分析影响二灰碎石力学性能的因素有原材料本身的力学性能、反应生成物力学性能及其组成结构形式等[3]。
试件成型初期,由于火山灰反应刚刚开始,混合料还处于松散状态,所生成的胶结料不足以使混合料联结成为整体结构,因此二灰碎石早期力学性能主要取决于材料组成的结构形式和原材料本身力学性能。
由以上数据可以看出,由于所选用的级配都是骨架密实型级配且采用振动法成型,在反应初期各种配合比二灰碎石均体现出比规范较高的刚度。
而配合比为5ʒ10ʒ85的二灰碎石,由于粗集料含量相对较高,其形成骨架结构密实性相对较差,故早期的抗压回弹模量也较低,但其抗压回弹模量指标也要优于规范值。
随着龄期的增长,石灰和粉煤灰发生反应,生成的水化产物逐渐增多,它们粘结其它固体颗粒,填充颗粒间的空隙,并且互相搭接,形成具有一定强度的空间网状结构,并且水化产物越多,这种网状结构越牢固[4]。
在宏观上这种表现就是模量的增加。
从以上试验结果可以看出,配合比8ʒ17ʒ75的二灰碎石的抗压回弹模量在任意龄期都较其他配合比的二灰碎石的抗压回弹模量要高,主要因为配合比8ʒ17ʒ75的集料级配较好,粗集料能够形成密实骨架结构,集料间有较多的接触点,内摩阻力明显增强,二灰砂浆能够密实地填充粗集料的空隙,致使二灰碎石整体力学性能得以增强。