水泥穩(wěn)定碎石配合比設(shè)計(jì)

水泥穩(wěn)定碎石配合比設(shè)計(jì)1.概述四川毛灘電站位于四川夾江縣順河鄉(xiāng)境內(nèi)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(jí)規(guī)劃方案中的第一級(jí)。采用河床式長(zhǎng)尾水渠開發(fā)方式，工程開發(fā)任務(wù)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(hào)為左防K2+101.7-K6+574.76全長(zhǎng)4473米，路面寬度為59.3米。道路設(shè)計(jì)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(jī)攤鋪，壓路機(jī)碾壓、成型。2.配合比設(shè)計(jì)依據(jù)：2.1《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》TJ034-20002.2《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程JJTJ057-942.3《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》GB/T17671-19992.4《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》B/T1346-20012.5《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》JTJ058-20002.6《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》JTJ051-932.7《高速公路路面工程施工設(shè)計(jì)圖》要求；3.設(shè)計(jì)資料：3.1左岸防洪堤頂?shù)缆肥窃撾娬疚镔|(zhì)運(yùn)輸通道和庫(kù)區(qū)景觀道路基。層水泥穩(wěn)定碎石厚為20cm7天無側(cè)限（浸水）抗壓強(qiáng)度要求值為B.OMpa（A級(jí)交通道）。3.2水泥要求強(qiáng)度等級(jí)為32.5Mpa（初凝時(shí)間要求3h以上，終凝時(shí)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(jí)配應(yīng)符合《公路路面基層施工技術(shù)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(jié)構(gòu)層通過下列方孔篩（mm的質(zhì)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(xì)粒土有塑性指數(shù)時(shí)，小于0.075mn顆粒含量不應(yīng)超過5%細(xì)粒土無塑性指數(shù)時(shí)，小于0.075mn的顆粒含量不應(yīng)超過7%3.3施工時(shí)混合料采用廠拌，鋪筑現(xiàn)場(chǎng)采用攤鋪機(jī)攤鋪，一層碾壓成型，基層壓實(shí)度指標(biāo)按98淞制。設(shè)計(jì)步驟4.1原材料選定及檢驗(yàn)4.1.1水泥：采用銅陵水泥廠生產(chǎn)的陵滬牌普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)為32.5Mpa經(jīng)檢驗(yàn)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足有關(guān)規(guī)范和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的要求，可以采用。其主要技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果列入衣中。檢驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)定值檢驗(yàn)結(jié)果細(xì)度（％<10.04.2安定性（沸煮，雷氏夾法）合格合格初凝時(shí)間>45min3h25min終凝時(shí)間<10h6h11min抗壓強(qiáng)度（Mpa）3d11.018.028d32.542.0抗折強(qiáng)度（Mpa3d2.54.228d5.56.8水泥材料試驗(yàn)結(jié)果匯總表表24.1.2粗、細(xì)集料：采用興瑞石料場(chǎng)生產(chǎn)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(duì)三種碎石材料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，根據(jù)篩分結(jié)果經(jīng)計(jì)石料篩分和集料級(jí)配計(jì)算結(jié)果表算級(jí)配滿足設(shè)計(jì)要求，試算調(diào)整結(jié)果如恚。石料篩分和集料級(jí)配計(jì)算結(jié)果表\集料組成?規(guī)格(mm)擬用百分率、%)師孔各級(jí)集料分計(jì)篩余百分率(％組成后級(jí)配規(guī)定級(jí)配范圍通過率(%（一）（二）(三)分計(jì)篩余(%累計(jì)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(shè)計(jì)要求7天無側(cè)限飽水抗壓強(qiáng)度不小于4.0Mpa根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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(duì)三種不同水泥劑量的混合料做標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，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(jié)果見表I混合料標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)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(cè)定7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度441制作試件：水泥穩(wěn)定碎石路面基層混合料強(qiáng)度試件的制備，按現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范規(guī)定采用一個(gè)水泥劑量的水泥穩(wěn)定碎石混合料按個(gè)試件配制，工地壓實(shí)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(gè)試件所需要各種原材料數(shù)量成型一個(gè)試件按6500g昆合料配制，取碎石和水泥的含水量為％先計(jì)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(gè)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(duì)水泥劑量為4.5%5.5%勺混合料制備參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果列入表5中；混合料試件制作計(jì)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(gè)試件所需材料質(zhì)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?dāng)?shù)量300314320一個(gè)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(shí)9個(gè)試件；3試驗(yàn)項(xiàng)目：3.1水泥必試項(xiàng)目；3.4含泥量；3.2粗、細(xì)集料的篩分；壓碎值；3.5擊實(shí)試驗(yàn)；3.3石屑的液塑限及塑性指數(shù)；3.6無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)；4.試驗(yàn)儀器和設(shè)備：均符合標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、試驗(yàn)規(guī)程要求，全部經(jīng)過計(jì)量標(biāo)定5?報(bào)告中的有關(guān)數(shù)據(jù)：5.1配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果匯總表中的計(jì)算數(shù)據(jù)均為試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值；5.2配合比設(shè)計(jì)中，有關(guān)數(shù)據(jù)是經(jīng)過多次試驗(yàn)通過優(yōu)選確定，試配強(qiáng)度是以G小于(10八一15%確定;444測(cè)定飽水無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，試件經(jīng)5d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生Id浸水，按規(guī)定方法測(cè)得7d飽水無側(cè)限抗壓強(qiáng)度；結(jié)果見表6?？箟簭?qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果匯總表表6水泥劑量(%)4.55.05.5強(qiáng)度平均值R(Mpa)4.34.95.2強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差b(Mpa)0.330.420.41強(qiáng)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(shù)規(guī)范TJ034-200要求，依據(jù)本配合比試驗(yàn)數(shù)據(jù)配制的水泥穩(wěn)定混合#進(jìn)行了混合料延時(shí)成型試藏延時(shí)兩小時(shí)情況下強(qiáng)度和干密度損失后均滿延時(shí)2延時(shí)2h最大干密度與抗壓強(qiáng)度損失對(duì)照表項(xiàng) 目延時(shí)前延時(shí)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(duì)濕度》95%標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)6d，并在試驗(yàn)前浸水24小時(shí);2抗壓試驗(yàn)：加荷速度1mm/min4.5確定試驗(yàn)配合比(目標(biāo)配合比)通過以下方法確定水泥最佳劑量。4.5.1比較強(qiáng)度平均值和設(shè)計(jì)要求值，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，水泥劑量為.0%5.5%試件強(qiáng)度代表值均滿足且不低于l.OMpa設(shè)計(jì)值要求。4.5.2考慮到試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差和施工中的保證率，對(duì)水泥劑量5.0%,5.5%寸強(qiáng)度數(shù)據(jù)通過公式：甩.(二RT.645*S)驗(yàn)算，水泥劑量為5.0%和5.5%勺強(qiáng)度均95 C能夠滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度指標(biāo)要求。4.5.3從工程經(jīng)濟(jì)性考慮,5.0%勺水泥劑量為滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度指標(biāo)的最小水泥用量滿足規(guī)范規(guī)定的路面基層抗壓強(qiáng)度及壓實(shí)度的要求，故為此配合比的最佳水泥用量。4.5.4試驗(yàn)室目標(biāo)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(shí)壓實(shí)度按983控制。4.6確定生產(chǎn)配合比：依據(jù)：《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》TJ034-200(要求，視施工現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)試驗(yàn)室確定的配合比進(jìn)行調(diào)整，對(duì)集中廠拌法施工，水泥劑量要增加.5%對(duì)粗粒土拌和，含水量要較最佳含水量增大).5%-1.0%,所以經(jīng)調(diào)整后得到的生產(chǎn)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(shí)壓實(shí)度按988控制。附注(3):在配合比設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)對(duì)集料含水量按烘干至恒重時(shí)零計(jì)，但在工地施工時(shí)集料的含水量要根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)上述生產(chǎn)配合比進(jìn)行調(diào)整，得出最終的施工配合比。附注(4):此次配合比設(shè)計(jì)原材試驗(yàn)和配合比試驗(yàn)報(bào)告后附。配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題：5.1骨架材料的要求：強(qiáng)度主要是取決于基層材料的質(zhì)量。公路等級(jí)越高，對(duì)材料的要求相應(yīng)的提高，主要是碎石本身硬度和強(qiáng)度，更主要的是調(diào)整合理的級(jí)配以提高混合料的整體材料的強(qiáng)度。所以，集料顆粒的最大粒徑必須有限制（最大粒徑不應(yīng)超過d.5m）顆粒愈大在拌合、整平和攤鋪時(shí)機(jī)械容易損壞，混合料更容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，平整度也難以達(dá)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(yīng)的也增加了經(jīng)濟(jì)支出。因此，我國(guó)對(duì)低等級(jí)公路限制較寬。但對(duì)一級(jí)公路和高速公路，由于對(duì)其使用性能要求高和投資大，應(yīng)采用最大粒徑較小的集料，以適宜于大面積的機(jī)械施工、保證施工質(zhì)量和延長(zhǎng)使用壽命。收縮性控制：對(duì)高等級(jí)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(chǎn)生的收縮性，一方面是水份蒸發(fā)而產(chǎn)生的干縮的程度，二是溫度升高或降低而產(chǎn)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(chǎn)生了干縮裂縫，就是按標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)養(yǎng)護(hù)到期后沒及時(shí)鋪筑瀝青面層，在太陽(yáng)光下暴曬2-3d同樣會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫，這種裂縫危害性會(huì)向上擴(kuò)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(gè)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(xì)粒土含量愈多，混合料的溫縮系數(shù)愈大。為此應(yīng)控制小于0.075mm勺顆粒含量以及集料中的粘土含量。應(yīng)盡量不采用含有塑性指數(shù)的細(xì)集料。達(dá)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(shí)，其收縮系數(shù)最小；超過6%后，混合料的收縮系數(shù)增大。為減少混合料的收縮性應(yīng)控制水泥劑量不超6過%。采取改善粒料級(jí)配，可以明顯減少因水泥造成的干縮，增加混合料強(qiáng)度和耐久性。養(yǎng)生溫度和延遲時(shí)間5.3.1由于溫度對(duì)水泥穩(wěn)定土的強(qiáng)度影響很大，原本不合格的材料，因?yàn)轲B(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(yàn)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(biāo)養(yǎng)室的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定溫度和濕度。5.3.2延遲時(shí)間的影響：所謂延遲時(shí)間是指混合料從加水到路面碾壓終了的時(shí)間，延遲時(shí)間對(duì)水泥穩(wěn)定混合料的強(qiáng)度和所能達(dá)到的干密度有明顯的影響。延遲時(shí)間愈長(zhǎng)，混合料的強(qiáng)度和干密度損失越大，試驗(yàn)證明延遲h,水泥穩(wěn)定混合料的干密度損失和抗壓強(qiáng)度損失與延時(shí)前相比都有明顯的下降。因此應(yīng)采用終凝時(shí)間長(zhǎng)的水泥,又要規(guī)定施工的延遲時(shí)間。規(guī)范根據(jù)我國(guó)的國(guó)情制定了延遲時(shí)間3-4h。為了能合適的確定延遲時(shí)間JTJ034-2000施工技術(shù)規(guī)范第2-7-2條規(guī)定在施工前必須做延遲時(shí)間對(duì)混合料強(qiáng)度的影響試驗(yàn)，并通過試驗(yàn)確定應(yīng)該控制的延遲時(shí)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(shí),應(yīng)通過試驗(yàn)鑒定。結(jié)論從該配合比設(shè)計(jì)結(jié)果觀察,取5.5%的水泥劑量,水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度已滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求,且成本較低。在設(shè)計(jì)中為了滿足規(guī)范要求,考慮到在實(shí)際施工中水泥的自然損耗以及水泥劑量的離散對(duì)水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)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(shí)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(jí)配的合理性。又嚴(yán)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(biāo)定后標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)添加拌合水,禁止超延時(shí)混合料上路等；充分減少了對(duì)水泥穩(wěn)定混合料強(qiáng)度影響的諸多因素。從而使該配合比在應(yīng)用中得到了理想的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效果。存在問題的討論這次試驗(yàn)是一次嘗試，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室條件差、人員少的情況下，如