水泥穩(wěn)定碎石抗壓強度試驗變異與預控

水泥穩(wěn)定碎石抗壓強度試驗變異分析與預控摘要:水泥穩(wěn)定碎石抗壓強度變異性主要表現(xiàn)在試件強度單值波動范圍大，精確度低。本文從影響強度變異產生的原因入手分析，結合工程實例對試驗操作過程要點、方法步驟、注意事項等方面進行了分析，提出了降低試驗結果變異系數，提高試驗數據精確度的方法。關鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石抗壓強度試驗變異系數引言水泥穩(wěn)定碎石抗壓強度是路面結構質量檢查驗收中的一個重要控制指標?！豆饭こ虩o機結合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》（JTJ057－94）對強度的試驗方法和步驟作了詳細的表述。規(guī)定強度試驗是用靜力壓實法將材料制成標準尺寸試件后測定受壓破壞極限值。按照此方法進行試驗，往往測得同組內每一個試件的抗壓強度數值，單值波動范圍大，試驗精度降低，變異系數增大，甚至超出規(guī)范要求。本文對其變異性的影響相關因素進行了分析，提出了有效控制強度試驗變異的方法和控制措施。1變異系數Cv數理統(tǒng)計中標準偏差S與樣本的平均值X的比值為變異系數Cv.Cv是來表征數據的變異波動的程度，反映樣本隨機變量的不穩(wěn)定性。可用下面的公式表示:Cv＝S／X表1水泥穩(wěn)定碎石強度變異情況統(tǒng)計表脆數值牌項目忽無側限抗壓強瞞度（中試件）抵樣本盼數支/爬組繞平均值乳／朋Mpa傷標準或差殲笑變異系數／％否石安高速公路挨39語3猶．茅8黑0.248乞6.5勝30妙9騎國道武涉段杠44創(chuàng)4.2燦0.389胞9.3孫國移道俊10桿6漆線邯鄲段朱37似4鉤．雕4鵝0.410搖9.3表1為三條重交通量的高等級公路的路面基層強度抽樣調查結果。數據表明強度的變異性在路面基層試驗檢測中客觀存在。現(xiàn)行規(guī)范對不同尺寸的成型試件的變異系數作了硬性規(guī)定見表2。如果超出控制范圍的將增補試驗數量，滿足試驗結果的精度要求。表2規(guī)范規(guī)定允許偏差系數值議試件類型淘大試件孕中試件釀小試件周變異系無數由C不v氧／％規(guī)≯捷20拾≯繳15發(fā)≯筐102強度變異原因分析2.1現(xiàn)場采樣的隨機性，增大了變異程度。制作試件所用的拌和料是在現(xiàn)場檢測路段,采用隨機選點的方法來確定位置取樣，規(guī)范要求用于制件的拌和料應分別制取,不得作任何人為傾向性的加工處理，以最小的試驗數量現(xiàn)場制件成型組成一組試件。由于用于制備試件的拌和料采樣的隨機性和材料本身的不均勻性，使各試件中水泥劑量、級配、含水量存有差異,在一定程度上增大了強度變異。2.2同組試件的水泥劑量不盡相同。表現(xiàn)在同組每個分樣試件，實測各樣劑量與施工控制劑量有差異，各樣之間的劑量也不盡一致。對某一級公路水泥穩(wěn)定碎石基層的同一配比實測8組水泥劑量與強度試驗（每組9個試件），共72對試驗數據統(tǒng)計分析匯總情況見表3。表3水泥劑量與抗壓強度關系數據表候試件編號吃水泥劑愁量煩(訂%)年抗壓強度帶（箏Mp湯a搞）心設計值叛實測值劣1山5.3病5.3驚4.5澤2姜5.4誠4.7春3巴5.5廉4.9謝·桶·咽·吸·因·塑·痛·倍·困·孔72譽5.4叮4.8水泥劑量是影響水泥碎石強度的主要因素，水泥劑量的多少與強度高低有良好的直線關系。從表3中也可以看出：抗壓強度隨著水泥劑量的增加而增加。不同水泥劑量微小變化也引起強度變異，變化幅度在0.2～0.3Mpa／0.1％。拌和現(xiàn)場水泥劑量控制不穩(wěn)定，與實際控制值有較大偏差，同組試件中強度單個測值離散性容易變大，將會造成變異系數也隨之增大。2.3成型試件的質量損失希成型試件所用皮的材料計算質搜量與試件成型旗后質量之間的奏差值定義為試邁件質量損失。蓮造成質量受損失有主觀和漫客觀兩個方面毯的原因，包括攝試件制作過程蠢中的水份損失獄和材料本身質停量損失。找水份損失有三盡種方式：壘（海1巴）水份的自然陜蒸發(fā)損失。蒸糟發(fā)損失量與所開處的試驗室溫六度、通風條件軍等環(huán)境因素有星關，并隨著試先驗工作環(huán)境影裁響變化而不斷搶變化?；ㄐ?嘗）水泥的水化瘋反應過程。從戚摻加、拌合到飲成型試件，時斑刻都發(fā)生水化炭反應，形成結陵合水化物。概（消3井）試驗容器（畫塑料袋、試模光、料斗等）表聰面吸附水份的虛損失。社材料本身損失哈有兩種方式：冠（銹1堵）試件脫模后煙與成型稱重前割，試件本身的院毛邊、掉角料宴。降（凡2拜）試驗容器在誰裝料、脫模時吧本身附帶的部唱分細料。巨試驗操作經驗漏表明：水分和鑄材料本身的損谷失，往往是同糠時發(fā)生和形成減的，相互疊加蝴使試件成型質鋪量減少。元按您150包×盲150×15過0M逃M伏中試件計算，鄭即使在規(guī)范規(guī)眾定頁的勺1猾小時完成一個度成型試件，也朵有超2喇0斃～右4寬0屑克的質量損失漲，成型試件中嫁材饞料實際用量減燦少，實測壓實惕度降低。脾2.農4耀試件尺寸發(fā)不標準彎，影響試件壓蓬實度階和飲強度槐試模廳的幾何瞎尺寸誤差在強采度試驗中客觀暢存在，試模裳直徑和成型槍后助試件高度是影搭響望強度指標變異軌的主要數因素。對于試蝦模直徑可以直吐接量測，并在材試驗計算中考泡慮予以校正。娘對于成型試件隙的高度主要取辯決于試模的高類度和上下壓塊鈴的厚度，以及津壓力機（反力污框架）上下壓學板與試模接觸收面的水平受力默情況和空隙大部小。神制作烘一組試件，采碼用的試模不同茄或不匹配成疊套推,糊也會影響到試沫件的高度。試憶件成型后用游俯標卡尺量剛測拿,時每一個至試件的高度仍羨是鐮不確定的撥變值。由于上央述客觀條件的膜局移限摸,辭準確控制高度討在實際工作中米很難做虎到識,敘成型試件實測蘋高度與標準高希度總有差叮異逝,派二者避在華-0.虹2丙～蛋+1.0c擊m殼范圍波動。斃以某高速公路博為例，水泥穩(wěn)雁定碎石混合料缸最大干密度伸為脾2.319g技/cm界3辜，壓實度不小位于笑9坑8藥％，最佳含水貞量剝5.8%餡。粗攤鋪現(xiàn)場隨機違布點取槍樣柱9裕個，制作一組習試件，測周得禽7敗天抗壓強度。通每一個成型試伐件的要材傲料用量，可用倘下列公式盤（遠1淺）恥計算：跪M喚1紅＝淹0.7854辟D恐2悟P盤dmax夫H縱1桌K點1血(1+W)著熄糧櫻濕童夏（睜1縣）樸式中火：皂D弦－試模實測直倍徑日,mm陵誓P雕dmax葵-壁制件時的最大運干密榴度扣,g/cm鋼3蠢尾H徐1慘－試件高度抱（膊1傭5瓶）震,cm化未K鈔1采－規(guī)定壓實度谷，％牧左踏W袋－實測含水量撇，％活試件編號蠅S-1竄S-2棄S-3容S-4露S-5蜻S-6饅S-7襪S-8搭S-9賽試筒直追徑除/cm弓15.00寄15.01敲15.01群15.00柳15.01廳15.01依15.00戶15.01脖15.01炕實測含水醉量拒/%蠢6.8略6.7牢6.7贏6.8尊6.6殿6.9魔6.7躬6.6雙6.8樸預定餃材襯料用樓量臣M嘉1籠／冒g芳6434舊6436早6436凝6434遠6430在6448當6427塑6430符6442銳成型后試件質木量前M互2雅/g崖6403微6400嗓6405案6405窮6408臟6410熊6400游6411獻6395見成型后試件高宮度蜂H錫2姥/cm豐15.06槐1特5頓．斯02銳1匠5促．貌0吃1撿4輩．孤97毅1發(fā)5皮．仔01丈1祥5見．印07揚1她5別．夫05折1飼5江．籌09破1蘋5處．破04納7犯天抗壓強扇度刷R盡（嫩Mp跳a禮）榮3申．換73哈3袋．鄙93淡3假．瑞81遍3棚．速86灌4比．跨03炭3享．聞73寧3獸．磨53坡3攻．釀71什3擦．欄91細試件實際壓實竊度弊K旬2折/%慢97.1易97.3艱97.5嫩97.8蛙97.6抬97.0泊97.3卷97.1松97.0看K環(huán)2寸平均是值弱/%敏97.3倚表某4越慈抗壓強度試驗振的實際壓實度炎計算結薯果誼振假設試件成型貫后為理想狀態(tài)禽的等密度均勻逗實體。成型后趁質里量恒M五2擴，實測平均高報度捆H辨2濤，根據試件質體量損失量關系時知晴M域2豆<M煙1襯,目D難值可以直接測杰得望,貧設為定值。已仆知成型后試件側質量，可以將百公路式仰(1購)東可以反向推導退出成型后試件常實際壓實度與時實測高度的關造系累式廳(香2)萬，利用旦表居4競相關數據，屑可耀將實孤測拐M波2揚和庫H飲2咱，代入到公式伶（艙2霞）中，計算稀實際介壓實度潔值透K何2聽。物K模2壟=M每2暢/0.785容39礦8毅（茅1+何W什）療D見2鐮H炊2奴P矛dmax州（東2閑）再式致中瑞:K毛2邁-待成型試件的實趕際壓實文度擦,%雨M踐2讓-塞成型試件后的榜質量景，飯g漏侍H抖2吹-狐成型后試件實撈測高式度面,cm川表架4塔中計算結果表助明試件高度對售試件的全壓實度有顯著錘影響串，二者成反比字關系狼。成型試件高排度取值高于標綿準高幼度美15c蔥m夾，就不能夠達痰到預定的干密拐度，壓實度達神不到設計標準蓄，增加組了碼強度變異縣性下。嫁經驗數據表明底試件高度每增院大平0.1m膨m排，造成試件實逃際壓實度降低克約校0.1撲％疊～呈0.勉2像％，強度也呈跪現(xiàn)降低趨勢掀，變異程度休相對觸增大玩。溉2.匪5施材料的級配組憤成變化賀從材料的取樣死到成型的過程君中，每一次對威材料的擾動都薪易影響內部級檢配的細小變動垂，每個成型試責件的級配變動擺，也將影響到愉試件的密實度秋，從而反映強師度試驗值的波椅動變化。蔬3受．強度變異的砌預控方法和侍控制瓣措施尋3猜．秒1跨退增強混合料的腔拌合均勻性。挖皂控拌合料要分層弟分次進行，裝耀料時不能夠人尼為地將大料集炭中放在試模的辨中部或底部，杰避免大料或小較料過多的集中枝。要盡量使各基組試件的材料否變化趨于穩(wěn)定朗一致，減少試桑件密度的不均肢勻性。檔3.雁2拋試件的高度的漆適度控制和確武定醫(yī)可以通過不同襪的制件方法解樂決試件高度不著易準確控制的啞難題。在上壓衛(wèi)塊上加墊片，無是一種實用性惠強效果好的方擁法。既在上壓羽頭放置直鮮徑暮5c馬m凱（可視壓頭實他際情況而定）睛的圓形墊片，射墊片可以用不蠟同厚度的鋼板株（白鐵皮），疑墊片厚度由通州過預先制件的噴試驗結果來確嘆定。不同試模楊應有不同的厚霞度墊片，二者檔應配套并標注艇清楚。試驗操閣作過程中，將黎墊片和上壓頭效一并均勻壓進躍試筒內，確保唱試件中心和干柴密度對稱變謙化宗,怨保持同樣的等昌密度壓實狀態(tài)敵。察如果上下壓板刪不平行，不能演夠處于水平狀楊態(tài)，加壓時容的易造成試件高培度不一救致亦,僑需要及時解除籌壓力旋轉試筒丙重新調整優(yōu)后稼繼續(xù)加壓。碰通過大量試驗準數據驗證，試口件高度控制機在消150.0莊mm茫～尿150.5m憐m快之間較佳。箭因此，計算習一個試件聾所需材料像用量時拿應采用試模直仔徑實際尺寸和店調整吵高度的方法自確定友。奸3頂．伐3魄沸適當補償試件汪的損失量刃黃川要充分考慮在月試件真成型過程中的曬水份和材料的厘損失量，也要設考慮試件高度敞變值所引起示的材料增加量既。綠△燙M=瘋M溪1綁-隸M成2診+M記3黑+M俘4多抹敘朝掉魯烏該（貼3燥）之式商中剪:唉鴉△得M---芬-尾試件補償的損冠失屑量尾,g豬M磚1州---曠-乘預定計算材料襲質藥量撥,g推M伯2氏---扎-與成型后試件質浮量吃,g筋勒禿M瓦3看---吸-無試件高度影響冰所造成的增加垃量塑,g趴賤封M挽4粱---紐-箱成型試件邊角柴料質慣量路,g瑞△藍M映傘值應根據不同奪的試模尺寸試烏驗預估所得，崇并在試驗過程命中全及時京調整和修正。吃按美照盛M嶄浙（露M踐1靈+歷△棚M耗根）值稱重每個參試件的質窯量游,提實測成型試件碎高貫度刮H喊2勺,奸并以評實際壓實姜度逗K償2姑控制在規(guī)定塵值饞0襖～＋仁0.3竿％范圍為宜烤。初水泥穩(wěn)定碎石議的中試件一般脈補償輩約封2版0冰～逆4緊0流克。湊3.4速枯嚴格試驗操作妄方法的規(guī)范性箱和仔細程度。扔姑態(tài)（前1亭）規(guī)范要求禿在豪1允小時完成從拌碎合開始到完成國成型試件。如娛果條件允許，天要盡量縮短用捉時，進一步滿漏足制件過程的智時間要求。埋床扇（留2箏）減少水分和盒材料損失量。繁充分考慮試驗胳環(huán)境條件，采借取對拌合料和烏試件密封操作搜，試模預先用饞濕布擦拭補償蜂等保護措施。帶寫總（輝3魂）要認真繡制作試件，軌規(guī)范加壓，保銅持兩頭壓塊壓論進速度要均勻巧。試件破壞時圈數值，要實現(xiàn)捐智能化電子數喚碼計值顯示，喚減少人為因素竟影響。波（夸4餐）要熟悉和掌雅握試驗基本原分理和技術饞要求，提高試氧驗人員操作的濟熟練程度和水標平。4結語豆4.1療傲通過本文的研縮究海,擇可以看出材料拉的現(xiàn)場取樣、評材料本身的劑舊量和級配、制個件兔過程中的質量蛋損失等方面是抄抗壓強度試驗舒變異的根源，閃對抗壓強度的薄變異性能有顯爐著影響。膝4.2斷企統(tǒng)一試驗環(huán)境論狀況和試驗操皆作狀態(tài)，可以琴減少強度變異森的可能杠性。施工現(xiàn)場寒取樣、室內試無驗操作、冷試驗中間過程含、養(yǎng)生條件等津方面，都要盡閣量滿足同丘等作條件下的弊同吸一性要求蓋。昌駱4.3怨隙依據本文提出傘的強度變異預牧控方法和措施虹，能夠簡捷有撞效控制強度試判驗變異程度，莫從矮而提高強度的當準確度，降低選了試驗繁的變異李系數，滿足規(guī)紹定試驗精度要稅求。大量的室誤內試驗數據顯最示，與規(guī)范方原法帽比老對植，變異系數較李預控前犁降低了遍2沃％命～順4佳％。災4.4蘆基造成強度變異殃的不確定和隨寶機因素很多，獸這都將對強度搖試驗變異性產祝生不同的影響且。本文僅針對楚試驗具體操作昂方面進行了淺蓬顯的分析，對礙強度產生的力責學等方面的影滅響因素進行深期入的理論和試歪驗研究也是非獻常有必要的。投4.假5雷展本文僅僅針對需水泥穩(wěn)定碎石謹強度的變異特陡征進行了分析四和研究，提供膚一些參考方法藍和保證措施，藝對于類似其它輛的無機結合料咽的強度試驗也爛有一定