的含水量與堆積密度的相互關系及應用

1、砂子的含水量與堆積密度的相互關系及應用第30卷第17期?102?2004年9月山西建筑SHANXIARCHITECFUREVo1.30NO.17Sep.2004文章編號:1009.6825(2004)17010202砂子的含水量與堆積密度的相互關系及應用張紅珠摘要:以中砂為例,通過一系列試驗詳細闡述了砂子的含水量與堆積密度的相互關系,又從理論上作了更為詳盡的分析,提供了在實際施工過程中解決此問題的較為簡便的方法和簡易公式.關鍵詞:含水量,堆積密度,砂子中圖分類號:TU521文獻標識碼:A1砂子的堆積密度與含水量的關系1.1試驗結(jié)果砂子的堆積密度分為干堆積密度和濕堆積密度.它在一定條件下隨含水量

2、的變化而相應地發(fā)生變化,具有一定的規(guī)律性.現(xiàn)以一中砂為試驗對象,該砂子的級配見表1.表1中砂級配表,項目分計篩余重分計篩余累計篩余級配范圍篩孔,g%)11111137.07.47.41002,511111147.39.416.82501.2511111156,511.328.150100.6311111198.519.747.870410.315mm191.538.386.192700.1611111140.57.893.910090小于0.1611111130.O5.7996采用該種砂子試驗結(jié)果見表2.表2砂子各項試驗結(jié)果表含水量/%1234567891011堆積密度1.5011.4551.

3、3891.2991.2831.2731.2851.3101.3131,3441.355g/crn3含水量12131415降階段;第二部分含水量6%21%時堆積密度呈上升階段;第三部分含水量大于21%時呈恒值階段(有限).1.2理論分析砂子的堆積密度發(fā)生變化,是因為其體積發(fā)生變化.砂子的狀態(tài)分為四種:1)全干狀態(tài);2)氣干狀態(tài);3)飽和面干狀態(tài);4)濕潤狀態(tài).砂子從全干狀態(tài)到飽和狀態(tài)其含水量和體積變化都很小,可忽略不計,至濕潤狀態(tài)時,砂子單顆粒表面形成一層水膜,因液體表面存在張力作用,砂子顆粒之間的水膜為縮小自己的表面積而向顆粒間夾縫收縮,其結(jié)果便使砂顆粒相互推拉張開.由于這個原因,在一定的含水

4、量情況下,隨著這種作用逐漸涉及到所有砂粒,其體積便膨脹起來;隨著含水量繼續(xù)增加,自由水增多,砂子單顆粒表面水膜被破壞,表面張力消失,砂顆粒又逐漸凝聚,體積又開始變小,至砂中水含量完全充滿所有空隙,此時體積又恢復到原來狀態(tài).2施工項目竣工決算中的疑團解釋每一施工項目在竣工后都要進行成本核算,而在實際成本的具體計算過程中(這里僅限于水泥混凝土中的細集料砂子)總會遇到一些麻煩.材料部門統(tǒng)計的是收料員每天量得的體積之和(單位:m3);而工程部門提供的則是根據(jù)施工配合比計算而來的砂子重量(單位:噸),因在預算定額上砂子的表現(xiàn)形式為體積,所以要將重量折算成體積,而定額與水泥混凝土配合比中材料均指干料而言,

5、因而重量與體積折算時,砂子的相應密度應是干堆積密度.這樣計算后,材料上與工程上卻不統(tǒng)一,有時相差較大,常常使人百思不解,計算結(jié)果應以誰為準?例如:設某一橋梁混凝土共需砂子3000m3(干),則其相應干重G干=ID干×V干:1.501×10×3000:4503t,而實際中砂子都是有一定含水量的.現(xiàn)假設含水量W:3.0%,則砂子的相應濕重G濕=G干×(1+):4503×1.03:4638.1t.收料員通過實際測量含水量為3.0%時砂子的相應體積大約為v浸:G濕/p濕:4638.1/1.389:3339m3,二者對比可知相差3339m33000m3:

6、339m3.由工程部門通過折算提供的數(shù)字是砂子在全干狀態(tài)下的體積,而材料員提供的數(shù)字主要是砂子在濕潤狀態(tài)下的體積.只要完全掌握了砂子的含水量與其堆積密度在各種條件下的相互關系就可以發(fā)現(xiàn):同一種砂子,在不同狀態(tài)下堆積密度或相應體積各不相同,但是在一定條件下它們又是相互統(tǒng)一的.實質(zhì)上只要緊緊抓住砂子含水量的變化,一切問題就可以迎刃而解.在曲線的下降階段,含水量越小,則V濕愈接近于V干;在曲線的上升階段,含水量越大,則V愈接近于V干.3施工過程中的運用材料員在實際收料過程中要與工地試驗室緊密配合,認真測量砂子的含水量,并將該含水量下砂子的體積再折算成全干狀態(tài)(或氣干狀態(tài)下)的體積(這樣數(shù)值就同工程部

7、門一致了).具體折算可參考如下:設砂子干重為G干,干堆積密度為P干,濕堆積密度為P浸,含收稿日期:2004.05.10作者簡介:張紅珠(1971一),男,1992年畢業(yè)于山西省交通學校質(zhì)檢專業(yè),助工,山西路橋二公司,山西臨汾041000第3O卷第17期2004年9月山西建筑SHANXIARCHIrECTUREV01.3ONo.17Sep.2004?103?文章編號:1009.6825(2004l17.0103.02瀝青混合料離析成因分析顧勇華摘要:結(jié)合瀝青路面水損害破壞,介紹了混合料離析對其性能的影響,從拌和,運輸?shù)确矫?分析了造成瀝青混合料離析的原因,提出了減輕混合料離析的技術(shù)途徑.關鍵詞:

8、瀝青路面,混合料,離析,均勻性中圖分類號:TU535文獻標識碼:A1概述隨著瀝青路面的建設和發(fā)展,近年來發(fā)現(xiàn)瀝青路面早期損壞,尤其是水損害破壞較為突出.造成水損毀的原因是非常復雜的.比如:路面結(jié)構(gòu)層沒有良好的排水設施,進入路面的水不能排出,長期積存在混合料內(nèi)部;半剛性基層細粉含量過多,致密,不透水,透層油未透下去,下封層未做好;采用的石料,普遍偏酸性,與瀝青的粘附性差等種種原因.在雨季,遇到交通量大,重載車,超載車多時,輪胎作用產(chǎn)生的動水壓力使瀝青膜與集料之間逐漸剝離,并不斷發(fā)展,產(chǎn)生松散,掉粒,最終成為坑槽,造成早期水損害破壞.針對上述原因,為防止早期水損害破壞,采取了一系列措施.如:選用合

9、理的壓實機具和方法;改變?yōu)r青面層結(jié)構(gòu),表面層改用AC-13,中面層改用AC-20,下面層改用AC-25或AC-20,適當調(diào)整壓實厚度;路邊緣做排水盲溝;做好透層油或下封層;采用有長期效果的抗剝離劑等.在采取了這些措施后,起到了一定效果但早期水損害問題仍然沒有得到徹底解決.而且對于同一條幾十乃至一百多公里的瀝青路面來說,路面的水損害是局部發(fā)生的,輕微的水損害是路面上出現(xiàn)東一個,西一個的坑槽,有的僅幾個小坑,嚴重情況是在行車道上出現(xiàn)一小段一小段的破壞.很少出現(xiàn)整個瀝青路面從頭至尾破壞.水量為w,K為折算系數(shù);V干G干干;V濕=G干×(1+W)濕;KV干/V濕D濕干(1+w)1,V干=K&

10、#215;濕.為計算方便,現(xiàn)假設砂子實際的含水量為3.0%,因?qū)嶋H施工中以中砂的應用最為廣泛,現(xiàn)主要以中砂為例:從表中查出W=3.0%時:ID濕=1.389g/era3,ID干=1.501g/era3,在對瀝青路面的檢測和調(diào)查過程中,發(fā)現(xiàn)瀝青混合料局部的不均勻和離析是造成瀝青面層局部破壞的源頭.2混合料離析對其性能的影響離析是因為混合料粗集料和瀝青含量不均勻的緣故.粗集料集中的部位往往孔隙率過大,瀝青含量偏少,這是造成加速出現(xiàn)水損害,形成坑槽的原因.粗集料離析的混合料拉伸強度低,抗裂性能差,將降低疲勞壽命;相反,細集料集中的部位往往瀝青含量偏多,孔隙率過小,導致路面永久變形,出現(xiàn)泛油.瀝青混合

11、料的離析不僅是造成路面早期損壞的根本原因,對瀝青混合料的使用性能也有嚴重的影響.一般認為,對基本上沒有發(fā)生離析的區(qū)域,由于有了非常好的配合比設計和較好的壓實度,其孔隙率必然符合設計要求.這樣的混合料瀝青含量都在設計瀝青用量的0.3%范圍內(nèi),集料級配通過率也沒有顯著的差別,這樣就能保證有90%以上的混合料的勁度模量大于預定值.在輕微離析的區(qū)域,混合料的勁度模量約為無離析區(qū)域的70%90%,孑L隙率將增加1%4%.如果存在級配的離析,粗集料最大粒徑的通過率將會比規(guī)定的大5%以上,同時導致瀝青含量比設計的減少0.3%-0.75%.在發(fā)生中等程度離析的區(qū)域,混合料的勁度模量將降低到無離析區(qū)域的30%7

12、0%,增加孔隙率2%6%.而在嚴重離貝0K=P濕/D干(1+W)=1.389/(1.501×1.03)=89.84%,接上例V濕=3339m3,V干=V濕×K:3339×89.84%=2999.7m33000m3.經(jīng)過折算,材料上與工程上便統(tǒng)一了,疑團也就解開了.4推廣應用以上所述規(guī)律也適于粗砂和細砂,只是具體數(shù)據(jù)不同,實際運用時,要通過試驗確定,真正做到試驗指導生產(chǎn).TheCOrelationshipbetweenthemoistureandthedensityofsandsandtheapplicationofconstructingmaterialsZHANGHong-zhu(ShanxiRoad&BridgeNo.2ProjectsCo.Ltd.,Linfen041000,China)Abstract:Takingtheexampleofsands,itspecifiestheeo-relationshipbetweenthemoistureandthedensityofsandsbyaseriesofexperi.ments.Furthermore,itmakesaI/lOredetailedanalysisintheoryandprovidessomec