水泥穩(wěn)定碎石配合比設計

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+101.7-K6+574.76全長4473米，路面寬度為59.3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)：2.1《公路路面基層施工技術規(guī)范》TJ034-20002.2《公路工程無機結合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程JJTJ057-942.3《水泥膠砂強度檢驗方法》GB/T17671-19992.4《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》B/T1346-20012.5《公路工程集料試驗規(guī)程》JTJ058-20002.6《公路土工試驗規(guī)程》JTJ051-932.7《高速公路路面工程施工設計圖》要求；3.設計資料：3.1左岸防洪堤頂?shù)缆肥窃撾娬疚镔|運輸通道和庫區(qū)景觀道路基。層水泥穩(wěn)定碎石厚為20cm7天無側限（浸水）抗壓強度要求值為B.OMpa（A級交通道）。3.2水泥要求強度等級為32.5Mpa（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0.5mm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》JTJ034-200（要求；如表1適宜用水泥穩(wěn)定顆粒組成范圍 表i結構層通過下列方孔篩（mm的質量百分率液限塑性指數(shù)31.526.5199.54.752.360.60.075(%基層10090-10072-8947-6729-4917-358-220-7<28<9注：集料中0.5mn以下細粒土有塑性指數(shù)時，小于0.075mn顆粒含量不應超過5%細粒土無塑性指數(shù)時，小于0.075mn的顆粒含量不應超過7%3.3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淞制。設計步驟4.1原材料選定及檢驗4.1.1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32.5Mpa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衣中。檢驗項目規(guī)定值檢驗結果細度（％<10.04.2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）3d11.018.028d32.542.0抗折強度（Mpa3d2.54.228d5.56.8水泥材料試驗結果匯總表表24.1.2粗、細集料：采用興瑞石料場生產的碎石，規(guī)格為：9531.5（mm、4.75?9.5(mm和0?4.75(mm石屑；碎石集料壓碎值為21.3%石屑中小于

0.5(mm粒料中液限為14.5%塑性指數(shù)為2.0;含泥量：9?5?31.5(mm為0.7%

4.75~9.5(mm為2.2%。對三種碎石材料進行篩分試驗，根據(jù)篩分結果經計石料篩分和集料級配計算結果表算級配滿足設計要求，試算調整結果如恚。石料篩分和集料級配計算結果表\集料組成?規(guī)格(mm)擬用百分率、%)師孔各級集料分計篩余百分率(％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(%9.5-31.54.75-9.50-4.7530%38%32%31.50000010010026.56.5001.91.998.190-1001946.80014.116.084.072-899.545.825.0023.239.260.847-674.750.764.41.725.264.435.629-492.3609.528.112.777.122.917-350.60031.710.687.712.38-220.0750036.211.699.30.70-7表34.2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4.0Mpa根據(jù)經驗水泥劑量按4.5%5?0%5?5%E種比例配制混合料，即水泥：碎石為；4.5:100；5.0：1005.5：100;4.3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I混合料標準擊實試驗結果表表4水泥劑量(％)4.55.05.5最佳含水量(％4.95.15.2最大干密度(g/cm)2.362.372.374.4測定7d無側限抗壓強度441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昆合料配制，取碎石和水泥的含水量為％先計算水泥劑量為5.0%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*5.1%=332g4.4.2制備一個試件需要混合料的數(shù)量：m=pk(1+w)=2651x2.37X98%(1+5.1%)=6471gd4.4.3用同樣方法對水泥劑量為4.5%5.5%勺混合料制備參數(shù)進行計算，計算結果列入表5中；混合料試件制作計算匯總表 表5水泥劑量(%4.55.05.5試件干密度(g/cm3)2.362.372.37一個試件所需材料質量(g)水泥264293321碎石9.5?31.5mm(30%)1760175917514.75?9.5mm(38%)2230222922170?4.75mm(32%)187818761868需加水數(shù)量300314320一個試件混合料數(shù)量(g)643264716477

1試件規(guī)格①150mm高150mm2最少試件數(shù)量：c小于(10八一15%時9個試件；3試驗項目：3.1水泥必試項目；3.4含泥量；3.2粗、細集料的篩分；壓碎值；3.5擊實試驗；3.3石屑的液塑限及塑性指數(shù)；3.6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)程要求，全部經過計量標定5?報告中的有關數(shù)據(jù)：5.1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；5.2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G小于(10八一15%確定;444測定飽水無側限抗壓強度，試件經5d標準養(yǎng)生Id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(%)4.55.05.5強度平均值R(Mpa)4.34.95.2強度標準差b(Mpa)0.330.420.41強度偏差系數(shù)C/(%)7.78.57.8F (二RT.645*S)(Mpa)C0.953.84.24.5是否滿足公式RU95(=Ro1.645*S)否是是4.4.5按《公路路面基層施工技術規(guī)范TJ034-200要求，依據(jù)本配合比試驗數(shù)據(jù)配制的水泥穩(wěn)定混合#進行了混合料延時成型試藏延時兩小時情況下強度和干密度損失后均滿延時2延時2h最大干密度與抗壓強度損失對照表項 目延時前延時后損失量(％水泥劑量(％)5.0干密度(g/cm3)2.372.323； (=R>1.645*S)(Mpa)R；0.954.24.05是否滿足公式Ri95(=R-1.645*S)95 c是是表71養(yǎng)生條件：試件養(yǎng)生溫度25±2oC;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/min4.5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。4.5.1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.0%5.5%試件強度代表值均滿足且不低于l.OMpa設計值要求。4.5.2考慮到試驗數(shù)據(jù)偏差和施工中的保證率，對水泥劑量5.0%,5.5%寸強度數(shù)據(jù)通過公式：甩.(二RT.645*S)驗算，水泥劑量為5.0%和5.5%勺強度均95 C能夠滿足設計強度指標要求。4.5.3從工程經濟性考慮,5.0%勺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。4.5.4試驗室目標配合比綜合確定為：水泥:集料=5.0:100，混合料的最佳含水量為5.1%最大干密度為2.37g/cnt施工時壓實度按983控制。4.6確定生產配合比：依據(jù)：《公路路面基層施工技術規(guī)范》TJ034-200(要求，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.5%對粗粒土拌和，含水量要較最佳含水量增大).5%-1.0%,所以經調整后得到的生產配合比為：水泥：集料=5.5:100,混合料最佳含水量5.6%最大干密度為2.37g/cm,施工時壓實度按988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。配合比設計中應注意的問題：5.1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d.5m）顆粒愈大在拌合、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0.075mm勺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（5.0-6.0）%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6過%。采取改善粒料級配，可以明顯減少因水泥造成的干縮，增加混合料強度和耐久性。養(yǎng)生溫度和延遲時間5.3.1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。5.3.2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h,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JTJ034-2000施工技術規(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。結論從該配合比設計結果觀察,取5.5%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0.5%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0.075mm勺顆粒含量。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