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二灰碎石配合比设计7天无侧限抗压强度分析

作者:佚名  发布时间:2011-07-18  被浏览次数:[ ] 次  
 

二灰碎石基层即为石灰、粉煤灰稳定集料基层,一般也叫二灰结石或三渣基层,二灰碎石以其水稳定性好、后期强度高、承载能力高、刚度大及材料来源丰富且价格低廉等特点得到广泛采用。

1.基本情况

2006年至今,我们市政道路检测中共计做了73家二灰碎石级配设计试验,其中06年计29份,07年至11月份计45份。目前昆山地区二灰碎石配合比试验中石灰:粉煤灰:碎石的比例由设计提供,实验室只需做集料的级配设计,在这73家配合比碎石级配设计试验中,材料配合比总计有四种,分别为(5:12.5:82.5)、( 5:15:80)、(6:12:82)、(6:14:80)。石灰等级、Ⅲ级均有,7天无侧限抗压强度0.71~0.89MPa之间,详见附表1、附表2。

2.二灰碎石强度形成机理

二灰碎石的强度形成主要是通过加水拌和后,产生一系列的化学反应,这些反应首先只局限于在二灰即石灰与粉煤灰之间,当其加水后石灰水溶液呈碱性,与粉煤灰中的可溶性物质SiO2、Al2O3产生一系列的离子交换、物理化学反应,将作为骨料的碎石紧紧地胶结在一起,形成一个坚实的整体,并逐渐产生一定的强度。

3.试验过程

3.1 原材料试验

二灰碎石配合比试验首先对原材料进行检测,包括集料的筛分、压碎值指标、针片状颗粒含量、石灰钙镁含量、粉煤灰烧失量、含水量等试验,原材料各项指标必须符合规范要求;集料分为粗、细集料,一般包括碎石、瓜子片、石屑。

3.2 集料级配

我们根据委托单位送样的集料筛分试验结果,进行掺配,确定符合设计级配要求的比例,即集料通过率形成一个圆滑且满足一个有上、下限要求的曲线。

3.3 二灰比例

确定石灰与粉煤灰的比例,通常我们采用设计图纸提供的掺配比例。

3.4 二灰碎石配合比

根据集料级配比例、石灰与粉煤灰比例、二灰与集料比例综合换算得出初步二灰碎石实验室配合比。

3.5 击实试验

根据JTJ057-94标准对混合料进行重型击实试验,以绘制二灰碎石的含水量与干密度关系曲线,从而确定其最佳含水量和最大干密度,以规定工地碾压时的合适含水量和应达到的最小干密度,也用以确定制备无侧限抗压强度试验的试件所应该用的含水量和干密度。

3.6 无侧限抗压强度试验

根据击实试验所得的最佳含水量和最大干密度及工地预定达到的压实度计算无侧限抗压强度试件份量,按计算份量制备试件,进行强度试验。二灰碎石属于粗粒土,平行试验的试件数量满足规范要求。试件在规定温度(25±2℃)下保湿养生6天,浸水1天,进行无侧限抗压强度试验,计算满足要求的结果的算术平均值、标准差、偏差系数、代表值。

3.7 试验结论

当无侧限抗压强度满足设计强度要求后,给出该组二灰碎石最佳含水量及最大干密度、7天无侧限抗压强度及二灰碎石配合比结果,以供委托单位使用。

4.试验结果分析

4.1我中心对近两年来的配合比为石灰:粉煤灰:集料=5:15:80的二灰碎石级配报告进行了汇总,结果见表1。石灰等级为Ⅰ级的共有2组,为Ⅱ级的仅有一组,为Ⅲ级的共有3组,各等级石灰配制的二灰碎石强度分布见表1。

表1: 配合比为石灰:粉煤灰:集料=5:15:80的7天无侧限抗压强度(MPa)结果

石灰等级

试验序号

1

2

3

0.84

0.83

/

0.89

/

/

0.86

0.71

0.87

4.2我中心配合比为石灰:粉煤灰:集料=6:14:80的二灰碎石级配报告中,石灰等级及7天无侧限抗压强度情况见表4。石灰等级为Ⅰ级的共有5组,为Ⅱ级的共有15组,为Ⅲ级的共有13组,各等级石灰配制的二灰碎石强度强度分布见表2。

表2:配合比为石灰:粉煤灰:集料=6:14:80的7天无侧限抗压强度(MPa)结果

石灰等级

试验序号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

0.85

0.86

0.85

0.86

0.88

/

/

/

/

/

/

/

/

/

/

0.84

0.81

0.80

0.82

0.84

0.86

0.86

0.85

0.81

0.84

0.84

0.85

0.89

0.86

0.88

0.86

0.74

0.85

0.85

0.86

0.86

0.83

0.89

0.89

0.86

0.88

0.89

0.87

/

/

4.3 室内配比中7天无侧限抗压强度主要影响因素

一般会认为二灰碎石7天无侧限抗压强度与石灰等级直接相关,但从汇总表中难以看出二灰碎石7天无侧限抗压强度与石灰等级之间的直接关系,实际上影响二灰碎石7天无侧限抗压强度的因素有很多,不仅仅是石灰,还包括粉煤灰质量、集料强度、混合料级配完好性等。

5其他同行研究成果

以上是对我中心近两年来的二灰碎石7天无侧限抗压强度结果进行了分析,强度结果在0.71~0.89MPa之间。为了尽可能验证检测过程的准确性,发现试验过程中存在的问题,我们对其他同行的研究成果也进行了总结[1],结果表明:①在碎石含量为80%时,石灰剂量的变化对早期强度与后期强度的影响并不显著;②随着石灰剂量的增大,早期强度亦有增长趋势。但石灰剂量有一个最佳范围,超过该范围后,即使增加灰剂量,强度非但得不到提高,反而有所降低。③无论是7天还是28天的强度,石灰与粉煤灰的比例均以5%~6%较为合适。在石灰:粉煤灰:碎石为5:15:80时,其七天无侧限抗压强度可以达到1.18MPa和1.27MPa,因此我们还须总结经验,多方面考虑强度影响因素,从而更加完善我们的检测工作。

6.附加说明

以上分析均是针对委托单位将原材料送至我中心进行配合比试验部分的无侧限抗压强度分析,对于委托单位直接现场取样送至我单位的,由于现场样品的配比与试验室的标准配比有一定的差异,所以其结果没有特别的分析价值。

 

 

参考文献:

JIJ057-94,公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S]北京:人民交通出版社,1994;

JTJ034-2000,公路路面基层施工技术规范 [S]北京:人民交通出版社,2000;

李立寒、张南鹭 道路建筑材料[M]同济大学出版社,1999;

王社 影响二灰碎石路面基层强度的因素分析. 成都 路基工程·2007(3);

高艳龙等 高含硫粉煤灰对二灰基层膨胀开裂的影响与分析.重庆交通学院学报2005·(10);

平树江等 二灰类材料抗裂性能研究.北京 公路2006(5)。

 

 

 

 

 

附表1

2006年二灰碎石级配设计无侧限抗压强度汇总表

报告编号

石灰

石灰等级

粉煤灰

碎石

瓜子片

石屑

7天无侧限抗压强度

PH-06-001

水泥稳定碎石配合比

PH-06-002

8

12

52

16

12

0.72

PH-06-003

6

12

53.3

12.3

16.4

0.84

PH-06-004

6

14

52

16

12

0.84

PH-06-005

6

14

44

20

16

0.81

PH-06-006

6

14

48

20

12

0.8

PH-06-007

6

14

56

12

12

0.86

PH-06-008

6

14

44

20

16

0.82

PH-06-009

5

15

44

20

16

0.86

PH-06-010

6

14

48

16

16

0.84

PH-06-011

6

14

48

20

12

0.86

PH-06-012

6

12

49.2

16.4

16.4

0.85

PH-06-013

6

14

48

16

16

0.74

PH-06-014

6

14

48

16

16

0.85

PH-06-015

6

14

48

20

12

0.86

PH-06-016

5

12.5

53.6

16.5

12.4

0.8

PH-06-017

5

12.5

53.6

16.5

12.4

0.79

PH-06-018

5

12.5

49.5

20.6

12.4

0.8

PH-06-019

5

12.5

45.4

24.7

12.4

0.83

PH-06-020

6

14

48

20

12

0.85

PH-06-021

6

14

48

20

12

0.86

PH-06-022

6

14

52

12

16

0.85

PH-06-023

6

14

48

16

16

0.85

PH-06-024

6

12

53.3

16.4

12.3

0.86

PH-06-025

6

14

48

20

12

0.81

PH-06-026

5

12.5

53.6

12.4

16.5

0.85

PH-06-027

5

15

52

16

12

0.71

PH-06-028

6

14

48

20

12

0.86

PH-06-029

6

14

48

16

16

0.86

7天无侧限抗压强度平均值

MPa

/

/

/

0.83

标准差

MPa

/

/

/

0.043

偏差系数

(%)

/

/

/

5.2

 

 

附表2

2007111月份二灰碎石级配设计无侧限抗压强度汇总表

报告编号

石灰

石灰等级

粉煤灰

碎石

瓜子片

石屑

7天无侧限抗压强度

PH-07-001

6

12

53.3

16.4

12.3

0.85

PH-07-002

8

12

48

16

16

0.7

PH-07-003

8

15

50

15.4

11.6

0.83

PH-07-004

5

15

48

16

16

0.84

PH-07-005

5

15

52

12

16

0.83

PH-07-006

5

15

52

12

16

0.87

PH-07-007

6

14

48

16

16

0.83

PH-07-008

6

14

52

12

16

0.84

PH-07-009

6

14

52

12

16

0.89

PH-07-010

6

12

53.3

16.4

12.3

0.85

PH-07-011

6

12

49.2

16.4

16.4

0.85

PH-07-012

6

12

49.2

16.4

16.4

0.84

PH-07-013

6

14

44

20

16

0.85

PH-07-014

6

12

45.1

20.5

16.4

0.86

PH-07-015

6

14

52

16

12

0.84

PH-07-016

6

12

45.1

20.5

16.4

0.85

PH-07-017

6

14

44

20

16

0.85

PH-07-018

6

14

44

20

16

0.89

PH-07-019

6

14

44

20

16

0.89

PH-07-020

5

15

44

20

16

0.89

PH-07-021

6

14

48

16

16

0.86

PH-07-022

6

14

44

24

12

0.86

PH-07-023

6

14

44

20

16

0.88

PH-07-024

6

14

52

12

16

0.86

PH-07-025

6

12

49.2

16.4

16.4

0.86

PH-07-026

6

12

49.2

16.4

16.4

0.89

PH-07-027

6

12

49.2

16.4

16.4

0.87

PH-07-028

6

14

48

16

16

0.89

PH-07-029

5

12.5

49.5

16.5

16.5

0.88

PH-07-030

6

14

48

16

16

0.88

PH-07-031

5

12.5

45.4

16.5

20.6

0.88

PH-07-032

6

12

49.2

16.4

16.4

0.89

PH-07-033

5

12.5

45.4

20.6

16.5

0.89

PH-07-034

5

12.5

49.5

16.5

16.5

0.87

PH-07-035

6

12

53.3

12.3

16.4

0.88

PH-07-036

5

12.5

45.4

20.6

16.5

0.88

PH-07-037

6

12

49.2

16.4

16.4

0.88

PH-07-038

6

14

44

20

16

0.87

PH-07-039

5

12.5

45.4

16.5

20.6

0.88

PH-07-040

5

12.5

49.5

16.5

16.5

0.87

PH-07-041

6

12

45.1

20.5

16.4

0.88

PH-07-042

5

12.5

49.5

16.5

16.5

0.88

PH-07-043

6

12

45.1

20.5

16.4

0.88

PH-07-044

6

14

48

16

16

0.88

PH-07-045

6

12

49.2

16.4

16.4

0.89

7天无侧限抗压强度平均值

MPa

/

/

/

0.86

标准差

MPa

/

/

/

0.031

偏差系数

(%)

/

/

/

3.6


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