水泥稳定土最大干密度的合理确定
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水泥稳定土、稳定砂砾、有什么区别?水泥稳定土、稳定砂砾、稳定粒料有什么区别?一、水泥稳定土作为道路路基的主基层,它的强度是比较稳定的,且受水分的影响不大,其强度越高,稳定土经过水泥稳定后能获得重要的技术指标,如抗压强度,抗弯拉强度和承载比等数值。
它的强度来源既取决接的。
从改变土的固有性质,使土具有新的,稳定的质量方面来讲,它只起着量变的作用。
二、水泥稳定砂砾基层是在砂砾中掺加一定剂量的水泥和水,经拌和得到的混合料,在压实、养生后形成具有较就地取材、施工简便、造价较低的优点。
水泥剂量一般为水泥砂砾总质量的3%至5%左右,砂砾质量较差的可三、水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料,采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙,按嵌的初期强度高,并且强度随龄期而增加很快结成板体,因而具有较高的强度,抗渗度和抗冻性较好。
水稳水泥用面坚实,是高级路面的理想基层材料。
水稳混合料组成设计采用水泥、粉煤灰、稳定碎石、砂、石屑等筑路材料作为水泥稳定碎石基层。
首先,实验室通过经过一定数量的原材料试验,进行配合比设计、击实实验,确定最大干密度和最佳含水量附:”基层(底基层)施工技术基层可分为无机结合料稳定类和粒料类,前者又称为半刚性或整体性型,包括水泥稳定类、石灰稳定类和综合稳半刚性基础材料的显著特点是:整体性强、承载力高、刚度大、水稳性好,而且比较经济。
在我国,半刚性材料”半刚性基层材料的强度形成原理及缩裂特性”石灰稳定类材料的强度形成原理包括石灰土、石灰砂砾土、石灰碎石土。
其强度形成主要指石灰于细粒土的相互作用。
石灰加入土中,发生强烈变化主要表现在结晶结构的形成,从而提高土的强度与稳定性。
石灰加入土中发生的物理与化学反应主要有离子交换、炭化、结晶和火山灰作用。
其结果使粘土胶粒絮凝,生成强度与水稳性不断提高。
影响石灰土强度与稳定性的主要因素有:土质、石灰的质量与剂量、养生条件与龄期等。
各种成因的亚砂土、亚效果好。
活性CaO+MgO 的含量越高,稳定效果越好。
低剂量水泥稳定碎石击实试验方法的研究摘要:低剂量水泥稳定碎石不同于普通无机结合料稳定土,水的作用在击实过程中表现为独特性,干密度随含水量的增大有持续增长的趋势,本文分析了击实曲线的变化特征,并指出了这类材料最大干密度和最佳含水量的确定方法。
关键字:低剂量水泥稳定碎石击实试验最佳含水量最大干密度1 引言基层是沥青路面结构中的主要承重层,基层的强度及抗渗、抗冲刷性能往往决定了沥青路面的使用质量和使用寿命,而基层的压实状况是影响其强度、抗渗、抗冲刷性能的主要因素。
基层的致密压实使基层粒料充分接触和嵌挤,在稳定结合料的粘结作用下,保证其有较高的强度和较好的板体性,强度高、板体性好的基层相应具有较好的抗渗和抗冲刷能力。
本文主要探讨低剂量水泥稳定碎石基层材料击实试验的特殊性,以及击实试验过程中应注意的事项和最大干密度、最佳含水量确定的方法。
2 击实试验目的和常规击实试验方法2.1 击实试验目的半刚性基层材料的压实特性和路基土的压实特性有相似之处,即存在一最佳含水量W 0,在此含水量条件下,采用一定的压实功能可以达到最大密实度Pdmax,获得最经济的压实效果。
半刚性基层击实试验的目的,就是确定基层混合料的最大干密度Pdmax以及最佳含水量W 0,了解这种基层材料的压实特性,为保证基层在沥青路面结构中的层位功能,加强混合料中粒料间的嵌挤及提高基层的板体性,提高其抗剪强度、抗渗性能及抗水冲刷性能,同时降低其压缩性,以满足沥青路面对基层的强度及耐久性要求,为工程设计和现场施工碾压提供压实度标准。
2.2 常规击实试验方法《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(T0804—94)规定了对于水泥稳定土(在水泥水化之前)、石灰稳定土及石灰(或水泥)粉煤灰稳定土击实试验的方法。
《规程》规定了根据材料粒径的大小分别采用甲、乙、丙三种试验方法,在已知含水量和干密度的条件下,以干密度为纵坐标,以含水量为横坐标,在普通直角坐标纸上绘制干密度与含水量的关系曲线,驼峰曲线顶点的纵横坐标分别为稳定土的最大干密度Pdmax和最佳含水量W 0。
水泥稳定土类基层施工工艺标准水泥稳定土类基层施工工艺标准一、水泥稳定土的适用范围水泥稳定土可用于新建和改建高速公路、一级公路城镇道路水泥稳定土铺筑的基层和底基层,但水泥土不得用做二级和二级以上公路高级路面的基层。
水泥稳定土包括:水泥土、水泥沙、水泥石屑、水泥碎石、水泥砂砾等。
二、基本规定《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ 1—2008)《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034—2000)三、施工准备(一)技术准备及要求1.设计施工图、设计说明及其他文件已经会审.2.施工方案审核、批准已完成.3。
施工技术书面交底已签认完成。
4.基层用料检验试验合格。
5。
恢复中线,直线段每20m设一中桩,平曲线段每10~15m 测设一中桩,同时测放摊铺面宽度,并在摊铺面每侧200~500mm处安放测墩同时测设高程.摊铺应采用双基准线控制,基准线可采用钢丝绳或铝合金导梁,高程控制桩间直线段宜为20m,曲线段宜为10m.当采用钢丝绳作为基准线时,应注意张紧度,200m长钢丝绳张紧力不应小于1000N。
(二)材料准备及要求1.材料(1)土:对土的一般要求是易于破碎,满足一定的级配,便于碾压成形。
高速公路工程上用于水泥稳定层的土,通常按照土中组成颗粒(包括碎石、砾石和砂颗料,不包括土块或土团)的粒径大小和组成,将土分为下列三种:细粒土:颗粒的最大粒径小于9.5mm,且其中小于2.36mm的颗粒含量不小于90%(如塑性指数不同的各种粘性土、粉性土、砂性土、砂和石屑等).中粒土:颗粒的最大粒径小于26.5mm,且其中小于19mm的颗粒含量不少于90%(如砂砾石、碎石土、级配砂砾、级配碎石等)。
粗粒土:颗粒的最大粒径小于37.5mm,且其中小于31.5mm的颗粒含量不小于90%(如砂砾石、碎石土、级配砂砾、级配碎石等)。
(2)对于高速公路和一级公路,水泥稳定土所用的粗粒土和中粒土应满足如下要求:中粒土:颗粒的最大粒径小于26。
无机结合料最大干密度、最佳含水率测定作业指导书文件编号:xxxx发布日期:2019年01月25日批准:审核:编写:xxxx 工程检测有限公司5.2无机结合料稳定土击实5.2.1目的和适用范围1、本试验法适用于在规定的试筒内,对水泥稳定土(在水泥水化前)、石灰稳定土及石灰(或水泥)粉煤灰稳定土进行击实试验,以绘制稳定土的含水量一干密度关系曲线,从而确定其最佳含水量和最大干密度。
2、试验集料的最大粒径宜控制在25mm以内,最大不得超过40mm(圆孔筛)。
3、试验方法类别。
本试验方法分三类。
5.2.2仪器设备击实筒:小型,内径l00mm、高127mm的金属圆筒,套环高50mm,底座;中型,内径152mm,高170mm的金属圆筒,套环高50mm,直径151mm 和高50mm的筒内垫块,底座。
击锤和导管:击锤的底面直径50mm,总质量4.5k g。
击锤在导管内的总行程为450mm 。
天平:感量0.01 g,台秤:称量15kg,感量5g,圆孔筛:孔径40mm,2 5mm或20mm 以及5mm的筛各1个。
量筒:50MI-l 00mI一和500mL的量筒各1个。
直刮刀:长200-250mm 宽30mm和厚3mm,一侧开口的直刮刀,用以刮平和修饰粒料大试件的表面。
刮土刀:长150^2 00mm、宽约20mm的刮刀。
用以刮平和修饰小试件的表面工字型刮平尺:30mmX 50mm X3 10mm,上下两面和侧面均刨平。
拌和工具:约400mm X 600mm X7 0mm 的长方形金属盘,拌和用平头小铲等。
脱模器。
测定含水量用的铝盒、烘箱等其它用具。
5.2.3试料准备将具有代表性的风干试料(必要时,也可以在50'C烘箱内烘干)用木锤或木碾捣碎。
土均应捣碎到能通过5mm的筛孔。
但应注意不使粒料的单个颗粒破碎或不使其破碎程度超过施工中拌和机械的破碎率。
如试料是细粒土,将已捣碎的具有代表性的土过5mm筛备用(用甲法或乙法做试验)。
路面底基层、基层的基本要求一、料场的选定:可以选定各种类型的岩石(软质岩石除外)、圆石或矿渣。
岩石应干净不含泥土、杂质和风化软弱颗粒;圆石的粒径应是碎石最大粒径的3倍以上;矿渣应是已崩解稳定的,其干密度和质量应比较均匀,干密度不小于960kg/m3。
二、碎石的加工:1、材料是为保证路面建设质量的第一个,也是最重要的一个环节,碎石加工场必须硬化和隔离。
2、在片石进入破碎喂料机前,增加一个长度不小于3mm的振动筛,筛孔尺寸不得小于10cm,同时在振动筛下方增设1台废料皮带机(筛除的废料不能再使用),使原料进入破碎前将粉料和泥土排出以保证成品料的清洁度。
3、碎石加工要求采用大型联合式破碎机,鄂式破碎机一般作初级破碎机,而标准的反击式破碎机被作次级破碎机。
4、碎石的应分成下列四级:19.0~31.5mm,9.5~19.0mm,4.75~9.5mm的碎石及0~4.75mm的石屑(注:建议对应的筛孔为32mm, 22mm, 12mm, 6mm;同一拌合场应选用同规格的筛孔;列如:⑴6mm的筛子为圆孔筛,此拌合场所有加工碎石的筛子必须是圆孔筛,不能一部分是方孔筛,⑵6mm的筛子为方孔筛,此拌合场所有加工碎石的筛子必须是方孔筛,不能一部分是圆孔筛。
)。
4、碎石中的破碎面、针片状颗粒的总含量、压碎值、液限、塑性指数应不超过设计要求。
5、细集料应有水洗或分离机除尘设备,使细集料的粉尘和含泥量不超过设计要求。
三、拌合场及堆料场的建立:1、加工好后的集料堆料场地应进行硬化处理,场地平整,排水畅通。
(建议场地平整后先用40cm的未筛分碎石或砂砾石铺筑垫层,再用水泥含量3%的碎石铺筑基层)。
2、堆料场地的面积应满足施工5~7天的需要。
3、破碎的碎石应分级堆放,不同材料应严格分开存放,并设置分隔墙,分隔墙的高度不得低于2米,分隔墙的宽度不得少于二、四墙.。
4、粗集料堆放分层堆垛,每层设置10~15°的倾角,汽车紧密卸料,然后推平。
水泥稳定土基层施工工艺标准1 适用范围本标准适用于新建和改建高速公路和一级公路及市政道路水泥稳定土铺筑的基层和底基层施工。
水泥稳定土包括:水泥土、水泥砂、水泥石屑、水泥碎石、水泥砂砾等。
2 施工准备2.1材料2.1.1土:对土的一般要求是易于破碎,满足一定的级配,便于碾压成形。
高速公路工程上用于水泥稳定层的土,通常按照土中组成颗粒(包括碎石、砾石和砂颗料,不包括土块或土团)的粒径大小和组成,将土分为下列三种:细粒土:颗粒的最大粒径小于9.5mm,且其中小于2.36mm的颗粒含量不小于90% (如塑性指数不同的各种粘性土、粉性土、砂性土、砂和石屑等)。
中粒土:颗粒的最大粒径小于26.5mm,且其中小于19mm的颗粒含量不少于90%(如砂砾石、碎石土、级配砂砾、级配碎石等)。
粗粒土:颗粒的最大粒径小于37.5mm,且其中小于31.5mm的颗粒含量不小于90%(如砂砾石、碎石土、级配砂砾、级配碎石等)。
2.1.2对于高速公路和一级公路,水泥稳定土所用的粗粒土和中粒土应满足如下要求:2.1.2.1水泥稳定土用作底基层时,组成颗粒的最大粒径不应超过37.5mm。
土的均匀系数应大于5。
细粒土的液限不超过40%,塑性指数不应超过17。
对于中粒土和粗粒土,如土中小于0.6mm的颗粒含量在30%以下,塑性指数可稍大。
实际工作中,宜选用均匀系数大于10、塑性指数小于12的土。
对于中粒土和粗粒土,其小于0.075mm的颗粒含量和塑性指数可不受限制。
2.1.2.2水泥稳定土用作基层时,单个颗粒的最大粒径不应超过31.5mm。
土的颗粒组成符合表2.1.2.2的规定。
表2.1.2.2水泥稳定土的颗粒范围及技术指标(市政道路工程质量检验评定标准 CJJ 1-2008)细粒土无塑性指数,小于0.075 mm的颗粒含量不超过7%;②当用中粒土、粗粒土作城市快速路、主干路底基层时,颗粒组成范围宜采用作次干路基层的组成。
2.1.2.3水泥稳定土中碎石或砾石的压碎值应符合下列要求:对城市快速路、主干路基层与底基层不应大于30%;对其他道路基层不应大于30%,对底基层不应大于35。
水稳层配合比计算方法全彳水稳层是水泥稳定碎石层的简称,即采用水泥固结级配碎石,通过压实完成水稳层配合比试块压制成型所需的用量可按下式计算:ml=pdV(l÷ω)式中V-试模的体积;Ur稳定土混合料的含水量,%;Pd-稳定土试件的干密度,g/cm3!注意1.P是指最大干密度2、d为压实度3、3为最佳含水量4、ml是混合料(含水、水泥、集料)试件(一个)的配料量,脱模后试件的质量如无损失应该一样,这里的ml不是"稳定土试件的干密度".5、注意V体积是指目标试件的体积,往往不等于试筒的体积,一般会大少少,如D=H=150的试模,试件脱模后高度是152,而不是150,如按标准尺寸150计算配料,压实度是偏低了,有经验的试验员都作预估脱模后试件实高,力求制件的压实度精确。
6、制件的下料量对无侧限强度的影响非常大,如果最大干密度、最佳含水量失准,造成配料量也失准,试件的压实度失准;此外,拌制过程不均匀、不及时,在风扇下拌制试件等等都会影响试验结果。
扩展资料:水泥稳定碎石作用原理:水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料,采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙,按嵌挤原理摊铺压实。
其压实度接近于密实度,强度主要靠碎石间的嵌挤锁结原理,同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙.它的初期强度高,并且强度随龄期而增加很快结成板体,因而具有较高的强度,抗渗度和抗冻性较好。
水泥稳定碎石水泥用量一般为混合料3%~6%,7天的无侧限抗压强度可达5.0Mpa,较其他路基材料高。
水泥稳定碎石成活后遇雨不泥泞,表面坚实,是高级路面的理想基层材料。
(一)原材料1 •水泥:水泥的初凝时间不小于3h,终凝时间不小于6h o2 •集料规格及堆放:基层集料分为:O~4.75mm、4.75~13.2mm、3 3.2~31.5mm三档,须分档堆放、并设立材料报验牌。
所有原材料必须是具有路面生产资质的料场生产,进料必须按规定频率检查,防止所进材料发生不均匀、超规格、含泥量超标或其他指标不合格现象。
一、设计说明本配合比为抗裂型水泥稳定碎石试验室配合比设计,根据图纸的设计要求,试验室确定了各种材料用量比例。
用于237省道江都段SXDS标水稳基层施工。
二、设计依据1、《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034—2000)2、《公路工程集料试验规程》(JTG E42—2005)3、《公路工程无机结合料稳定材料实验规程》(JTG E51—2009)三、设计论证过程1、原材料试验(1)水泥:采用高邮市八桥产关河牌水泥,P.O42.5缓凝水泥初凝时间310分钟,终凝时间395分钟,3天抗折强度5.1Mpa,抗压强度26.3Mpa,能够满足GB175-2007的标准。
(2)集料试验:生产用集料1 、2、3、4#料来源于安徽巢湖,1#料压碎值为19.1%,针片状颗粒含量6.4%,2#料针片状颗粒含量8.5%,以上指标均符合规范要求,集料分按粒径9.5 mm~31.5mm、4.75 mm ~9.5mm、2.36~4.75mm、0~2.36mm四种规格。
筛分结果见下表:2、集料合成级配计算根据筛分结果,采用计算法计算出各种集料的用量,见表,并绘制成级配曲线图,见附表,合成级配符合图纸设计规定的级配要求。
3、生产配合比论证(1)根据目标配合比所确定的比例(水泥:集料=3.5:100~5.5:100)和合成集料用量,配置五种不同的水泥稳定碎石混合料进行重型击实试验,确定其最大干密度和最佳含水量,结果如下:(2)根据上述混合料比例和确定的最大干密度、最佳含水量,制备压实度为约98%,规格为Ø150mm*150mm的标准试件,试验按〈公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51—2009)进行,并按标准条件养生,强度按下式计算:R=P/A=0.000057p(Mp a)R= R/NS= Σ(R-R)2/(N-1)本设计水稳碎石7天饱水抗压强度设计值为3.8Mp a,保证率为95%Z a=1.645,强度平均值应符合下式要求:RC≥R d/(1-Z a C V)试件7天饱水抗压强度见下表四、设计结论经试验论证,为符合图纸设计强度要求,保证水泥碎石无侧限7天龄期饱水抗压强度代表值不小于3.8Mp a,根据各种生产用材料试验结果,结合水泥稳定碎石施工和易性、干缩性和经济性综合考虑,确定生产配合比为:水泥:集料=4.5:100,集料配合比见下表:237省道江都段改建工程水稳碎石配合比江苏润扬交通工程集团有限公司中心试验室S237江都段SXDS标工地试验室。
公路路面基层水泥稳定土施工技术规范1.1 一般规定1.1.1按照土中单个颗粒的粒径大小和组成,将土分为细粒土、中粒土和粗粒土三种。
1.1.2水泥剂量以水泥质量占全部粗细土颗粒(即砾石、砂粒、粉粒和粘粒)和干质量的百分率表示,即水泥剂量=水泥质量/干土质量。
1.1.3水泥稳定土可适用于各级公路的基层和底基层,但水泥土不得用做二级和二级以上公路高级路面的基层。
1.1.4水泥稳定中粒土和粗粒土用做基层时,水泥剂量不宜超过6%。
必要时,应首先改善集料的级配,然后用水泥稳定。
在只能使用水泥稳定细粒土做基层时或水泥稳定集料的强度要求明显大于规定时,水泥℃剂量不受此限制。
1.1.5水泥稳定土结构层宜在春末和气温较高季节组织施工。
施工期的日最低气温应在5℃以上,在有冰冻的地区,并应在第1次重冰冻(-3~-5℃)到来之前半个月到一个月完成。
1.1.6在雨季施工水泥稳定土,特别是水泥土结构层时,应特别注意气候变化,勿使水泥和混合料遭雨淋。
降应时应停止施工,但已经摊铺的水泥混合料应尽快碾压密实。
路拌法施工时,应采取措施排除下承层表面的水,勿使运到路上的集料过分潮湿。
1.1.7水泥稳定土结构层施工时,应遵守下列规定:(1)土块应尽可能粉碎,土块最大尺寸不应大于15mm。
(2)配料应准确。
(3)路拌法施工时水泥应摊铺均匀。
(4)洒水、拌和均匀。
(5)应严格控制基层厚度和高程,其路拱横坡应与面层一致。
(6)应在混合料处于或略大于最佳含水量(气候炎热干燥时,基层混合料可大1%~2%)时进行碾压,直到达到下列按重型击实试验法确定的要求压实度(最低要求)。
基层:高速公路和一级公路98%二级和二级以下公路水泥稳定中粒土和粗粒土97%水泥稳定细粒土93% 底基层:高速公路和一级公路水泥稳定中粒土和粗粒土97%水泥稳定细粒土95% 二级和二级以下公路水泥稳定中粒土和粗粒土95%水泥稳定细粒土93% 由于当前有多种大能量压路机,宜提高压实度1%~2%。
水泥稳定土最大干密度的合理确定殷金侠吴军(东盟营造工程有限公司)摘要水泥稳定土(细粒土)的延迟时间对混合料的最大干密度和无侧限抗压强度有明显的影响。
延迟时间愈长,混合料强度和干密度的损失愈大。
所以工地控制压实度的最大干密度应该是试验室选定延迟时间时的最大干密度,而不是无延迟时间的最大干密度;工地取样制作无侧限抗压强度试件采用的干密度应是选定延迟时间后的最大干密度乘以规定的压实度后的密度。
如此,才能真正控制压实度,并能代表较为真实的无侧限抗压强度。
关键词水泥稳定土延迟时间最大干密度合理确定1 前言靖边至王圈梁高速公路是青岛至银川国道主干线陕西境内的一段。
位于陕西省西北部,西临宁夏回族自治区,北依内蒙古自治区,南接陕西省延安地区,为毛乌素沙漠与黄土梁峁斜坡的过渡部位,沿线粘土分布较为缺乏,且土质变化频繁。
靖王路原设计路面底基层结构为水泥石灰稳定土后为加快进度变更为水泥稳定土。
我部承建的LM-1标从K65+000开始到K80+000结束。
因沿线土质复杂多变,我部经过详细的地质调查,认真的土质分析,最终选定了两个土场:K67+700土场和K72+572土场。
土场确定后,我部进行了水泥稳定土配合比的设计工作。
在配合比设计中最难确定和最为关键的指标是最大干密度。
因为最大干密度直接影响着两个重要的质量技术指标:七天无侧限抗压强度和现场压实度。
2 水泥稳定土最大干密度的初次确定按照JTJ057-94《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中T0804-94和T0805-94的试验方法,对两个土场的细粒土分别进行了击实试验和无侧限抗压强度试验。
试验过程中严格按照试验规程操作,从加水泥拌和均匀到试验完毕,整个过程都在1h内完成,拌和后超过1h的试样,都予作废。
根据试验结果,确定了水泥与土的最佳比例及最大干密度和最佳含水量。
根据规范做出的试验结果见表1:表1 水泥稳定土最佳配合比的试验结果3 试验段检测结果的矛盾在确定了水泥稳定土的配合比后,采用三种施工工艺方案进行了试验段的铺筑。
第一方案:K65+180-K65+260右幅 K67+700土场采用RS425路拌机拌和两遍,后紧跟两台东方红70推土机进行稳压,稳压完毕用CAT140平地机配合水准灰点进行整平,考虑松铺厚度进行标高控制,整平完后先用2台自行式羊角碾振压4遍,后用2台18吨单钢轮压路机振压四遍(每台压路机各碾压两遍),最后用16吨胶轮压路机碾压2遍光面。
碾压成型后,立即进行覆盖养生。
从加水拌和到振压结束共耗时4h10min。
第二方案:K65+260-K65+340右幅 K67+700土场拌和稳压后,用平地机配合水准灰点进行整平,整平后立即进行碾压,2台羊角碾后各紧跟2台18吨单钢轮压路机共振压4遍,后又用单钢轮压路机大振1遍,静压1遍,最后用胶轮压路机进行光面。
碾压结束后立即覆盖养生。
从加水拌和到振压结束共耗时3h55min。
第三方案:K65+010-K65+100左幅 K72+572土场拌和稳压后,先用2台羊角碾振压4遍,然后用CAT140平地机配合水准灰点进行整平。
整平完毕,用2台18吨单钢轮振压4遍,再采用单钢轮前进小振后退静压一遍光面,最后用胶轮压路机进行收面。
碾压结束后立即进行覆盖养生。
从加水拌和到振压结束共耗时3h45min。
在三种方案施工过程中,根据初次确定的配合比分别进行了含水量、水泥剂量、7天无侧限抗压强度及现场压实度等技术指标的试验检测。
检测结果见表2、表3、表4、表5、表6和表7:表2 第一段现场压实度检测结果表3 第二段现场压实度检测结果表4 第三段现场压实度检测结果表5 第一段7天无侧限抗压强度检测结果表6 第二段7天无侧限抗压强度检测结果表7 第三段7天无侧限抗压强度检测结果通过比较,第一种施工方案,外观较好,裂缝、起皮现象较少,但时间长一些;第二种施工方案,表面效果不理想,光轮大振过多造成表面裂纹、起皮较多;第三种施工方案,从外观及压实功都比前两种方案理想,整体性好,我部最后大面积施工采用第三种方案。
但试验段三种施工工艺的压实度检测结果均不能满足要求,平均值分别为:87.9%、88.0%、88.2%,都小于要求的95%。
而7天无侧限抗压强度Rc0.95 的平均值分别为:2.5Mpa、2.3Mpa、2.5Mpa,远远大于设计要求的1.5Mpa。
根据初次确定的配合比,一方面是现场无论压路机如何组合增加压实功都达不到规范要求的压实度,另一方面是根据最大干密度制件所得的无侧限抗压强度远远超出设计要求,所以必须对配合比试验中的步骤进行分析,使互相制约的两个技术指标——压实度和强度达到一个平衡点,使其均能达到规范的要求,这样设计出来的配合比才是成功的。
4 问题的具体分析初次确定的水泥稳定土的配合比设计是按照JTJ057-94《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中试验方法,在无延迟时间即1h内完成的试验,确定的最大干密度和最佳含水量。
而施工现场,从加水泥拌和到振压完毕,都是在加水泥拌和后延迟时间达到4h左右完成的。
很明显,配合比确定的是无延迟时间的状态,而施工现场则是延迟时间达到4h后的情况。
而从加水泥拌和到碾压结束的延迟时间对水泥稳定土混合料的强度和所能达到的干密度有明显的影响,所以必须通过试验确定延迟时间对水泥稳定土强度和最大干密度的影响,才能最终选定配合比中指导施工的最大干密度。
5 施工中延迟时间的确定在JTJ034-2000《公路路面基层施工技术规范》3.1.7(8)款中要求水泥稳定土采用“路拌法施工时,必须严密组织,尽可能缩短从加水拌和到碾压终了的延迟时间,此时间不应超过3~4h,并应短于水泥的终凝时间。
”3.4.10款要求“经过拌和、整形的水泥稳定土,宜在水泥初凝前并应在试验确定的延迟时间内完成碾压,达到要求的密实度。
”我部所进的缓凝水泥的初凝时间一般在5小时20分左右,终凝时间在6小时40分左右。
因此很难从表面上确定延迟时间根据多长时间来进行控制。
为了能合适地确定延迟时间,依据JTJ034-2000《公路路面基层施工技术规范》3.7.3款的规定:在水泥稳定土施工前必须做延迟时间对混合料强度影响的试验,并通过试验确定施工过程中应控制的延迟时间。
确定延迟时间的具体做法:5.1 以初次确定的水泥与土的最佳配合比,分别做加水拌和后不同延迟时间的标准击实试验,确定不同延迟时间的最大干密度。
5.2 分别做不同延迟时间的无侧限抗压强度试验。
制件采用的干密度是对应延迟时间击实所得最大干密度乘以规定的压实度。
试验检测结果见表8:根据表8的试验结果,可以绘制出延迟时间对水泥稳定细粒土的最大干密度和强度影响的关系曲线。
见下图: 2.7 2.402.4 2.002.2 1.962.0 1.92抗干压密强 1.8 1.88度度(g/cm3)(MPa)1.6 1.841.40 1 2 3 4 5 1.80从加水拌和到制件结束的时间(h)延迟时间对水泥稳定细粒土的强度和干密度的影响以不同延迟时间的7天无侧限抗压强度满足R平均≥Rd/(1-Za*Cv)或R平均—Za*S≥Rd以及延迟时间宜小于水泥的初凝时间为原则,并考虑施工中富余强度的要求,确定施工过程中控制的延迟时间为4h。
从图中可以看出延迟时间超过4小时后水泥稳定细粒土的强度和干密度明显降低,所以在施工中应严格控制施工的延迟时间,最迟不能超过4.5小时,若超过5小时后无论如何碾压都将达不到配合比要求的压实度,而且水泥稳定土的强度也大大降低,整体性不好,7天后钻芯将很难取出完整的芯样。
试验是为施工服务的,施工又是对试验的进一步验证。
延迟时间越长,混合料的强度和最大干密度的损失就越大。
用无延迟时间所确定的最大干密度来检测施工过程中延迟时间内的压实度、无侧限抗压强度,显然是不合理的。
所以,配合比的最终结果,应是根据延迟时间的无侧限抗压强度确定的对应的延迟时间的最大干密度和最佳含水量。
这样,才能正确的控制现场压实度,并反映较为真实的无侧限抗压强度。
6 水泥稳定土最大干密度的合理确定分析了问题,矛盾就会应韧而解。
根据表8的不同延迟时间的试验检测结果,依照以下三个原则确定延迟时间4h所对应的最大干密度和最佳含水量。
第一原则,延迟时间的无侧限抗压强度必须满足要求;第二原则,延迟时间宜小于水泥的初凝时间;第三原则,都满足的前提下,最大干密度选低一点,压实度易达到规范要求,可以降低施工难度。
考虑延迟时间后确定的最大干密度试验结果见表9:根据表9的试验结果,对上述三个试验段的压实度重新进行演算,对无侧限抗压强度以延迟时间的最大干密度乘以规定的压实度重新进行试验验证,试验结果见表10、表11、表12、表13、表14:表10 第一段现场压实度检测结果现场压实度检测结果表11 第二段表13 7天无侧限抗压强度检测结果根据以上表10~表14的试验结果,三个试验段较为真实的压实度平均值为95.6%,95.7%,95.8%,均大于95%,符合规范要求;土场K67+700和土场K72+572所对应的延迟时间的无侧限抗压强度Rc0.95的平均值分别为1.72 Mpa和1.74 Mpa,均大于1.5 Mpa符合规范要求。
采用合理正确的配合比检测验证试验段的技术指标,根据以上检测结果,铺筑的试验段是成功的。
所以在配合比设计中,应尽量模拟施工现场。
如此,才能正确指导施工,真实可靠的反映施工质量。
7 延迟时间对水泥稳定土和水泥稳定碎石的不同影响水泥稳定土在施工中一般都采用路拌法,从加水拌和到碾压终了一般都在4h左右,所以必须考虑延迟时间的影响。
而水泥稳定碎石在施工中都采用集中厂拌,机械摊铺,从水泥拌和到碾压终了一般都在2h内完成。
而规范规定的配合比设计是在1h内完成的,从1h延长到2h,水泥稳定碎石的最大干密度、无侧限抗压强度变化都很小,试验结果见表15。
因此,水泥稳定碎石的配合比设计,可以不考虑延迟时间的影响。
如果施工环境发生变化,施工过程延长,那么进行水泥稳定碎石的配合比设计时,就必须考虑延迟时间对施工的影响。
表15 水稳碎石延迟时间试验检测结果8 水泥稳定土配合比设计的合理步骤JTJ057-94《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中的试验方法,仅考虑了无延迟时间(1h内)的方法步骤,忽视了延迟时间在配合比设计中的重要性;JTJ034-2000《公路路面基层施工技术规范》中虽然强调了延迟时间对水泥稳定土的重要意义,却没考虑到施工时,也应以延迟时间所对应的最大干密度来指导施工,正确真实的反映施工质量。
因此,为了进一步完善规范,总结了以下六点水泥稳定土配合比设计的步骤:8.1 原材料检测8.1.1 土对塑性指数、颗粒分析、有机质含量、硫酸盐含量等项目进行检测。
8.1.2 水泥对筛分、稠度、凝结时间、安定性等项目全过程进行检测。