关于级配碎石、水稳沥青

2、水稳层，应作配合比设计，求得最大密度、强度和水泥含量的最佳级配。在施工中应作压实度、强度试验、水泥剂量试验、集料筛分试验，另外日常还应作碎石压碎值、水泥性能、碎石针片状含量、细集料含泥量等原材料试验。

3、热拌沥青石屑，是封层，无非常标准要求，可按设计要求作相关配比设计。

4、沥青砼：

首先原材料检验，包括沥青、碎石、矿粉等的各项指标。

其次作设计配合比、做生产配合比、目标配合比，要做的试验项目有矿料筛分、混合料稳定度、流值、孔隙率，用多种因素有关，详细需参照：1、路面基层施工规范、沥青路面施工规范、及相关的试验检测规范。

级配碎石、水稳碎石、水泥砼面层

7.4.10路面底基层及面层施工

本标段收费站处路基路面为 20cm 水泥稳定碎石底基层及 20cm 水泥混凝土路面。连接线泥结碎石路面底基层为 20cm 级配碎石。级配碎石数量为 11830m 2, 水泥稳定碎石底基层和水泥混凝土路面数量为 711.5m 2,均采用厂拌法施工。

施工机械配备搅拌机、推土机、平地机、洒水车、震动压路机和自卸式汽车进行机械化施工。

7.4.10.1级配碎石和水泥稳定碎石底基层施工

级配碎石和水泥稳定碎石底基层采用厂拌法施工, 施工工艺流程如下:

(1)准备工作

①路基检查

土基不论路堤或路堑, 必须用碾压机械进行碾压检验。碾压过程中发现土过干、表层松散,应适当洒水;如土过湿、发生“弹簧”现象,应采取挖开晾晒、换土、掺石灰或粒料等措施进行处理。 ②测量

在土基上恢复中线 , 直线段每 15~20m 设一桩 , 曲线段每 10~ 15m 设一桩 , 并在两侧路面边缘外 0.3~0.5m 设指示桩 , 指示桩上用红漆标出底基层边缘的设计高程。

③混合料准备

碎石料径不大于 50mm ,颗粒组成和塑性指数满足规范要求。按预定比例在强制式拌和机拌制级配碎石混合料。根据各路段底基层的宽度、厚度及预定的干压实密度,计算各段需要的混合料的数量, 根据含水量及所用运料车辆的吨位计算每车料的堆放距离。

④ 机具准备

拌和采用强制式搅拌机, 运输采用自卸汽车, 摊铺机械采用自动平地机,用洒水车洒水,振动压路机压实。

(2)运输及摊铺集料

集料装车时 , 应控制每车料的数量基本相等 , 卸料距离应严格掌握 ; 料堆每隔一定距离应留一缺口。根据摊铺层的厚度和要求的压实干密度, 计算每车碎石混合料的摊铺面积。将混合料均匀地卸落在路幅中央,用平地机将混合料按松铺厚度均匀地摊铺在预定的宽度上。设 3人小组跟在平地机后面,及时消除粗细集料离析现象。

(3)整型

底基层厚 20cm ,分 2层铺筑,下层厚度 12cm ,上层厚度 8cm 。混合料拌和均匀后用平地机按规定的路拱进行整平和整型, 然后用平地机在已初平的路段上快速碾压一遍, 以暴露潜在的不平整。再用平地机进行最终的整平和整型。在整型过程中,禁止任何车辆通行。 (4)碾压

用 12t 以上震动压路机进行碾压, 一般需压 6~8遍 , 碾压到要求的密实度为止, 路面的两侧应多压 2~3遍, 两作业段的衔接处 , 应搭接拌和,严禁压路机在作业段和已完成的路段上调头和急刹车。直线段由两侧路肩开始向路中心碾压; 在有超高的路段上, 由内侧路肩向外侧进行碾压。碾压时,后轮应重叠 1/2轮宽, 后轮必须超过两段的接缝处。后轮压完路面全宽时,即为一遍。碾压一直进行到要求的密实度为止。

(5)接缝和调头处的处理

两工作衔接处应搭接拌和, 工作缝的处理是在碾压后基层的末端挖一条宽约 30cm 的槽 , 直挖至底基层顶面 , 将两根方木放在槽内 , 并紧靠刚完成的基层 . 如拌和机必须在压成的基层上调头 , 应覆盖一张塑料布或油毛毡 , 其上盖 10cm 厚有土层。

(6)养生

每段碾压后 , 采取湿法养生。养生期内,应始终保持潮湿状态。 (7)质量检查

按规范要求对施工质量进行检查。

7.4.10.2 水泥混凝土路面施工

由于水泥混凝土路面数量小, 采用小型机具施工, 施工工艺流程如下:

(1)施工准备工作

对混凝土拌和场的砂石料及水泥进行检验。做好混凝土配合比, 使满足和易性和强度要求。检查底基层的宽度、路拱与标高、表面平整度、厚度和压实度是否满足规范要求。根据设计图纸放出中心线及边线,设置胀缝、缩缝等桩位,核对混凝土分块线。

底基层检验合格后,安设钢模板,接头处拼装牢固。模板高度与混凝土面层板厚相同。

(2)混凝土的拌和与运输

混凝土在搅拌站拌和后用混凝土输送车运输。装运混凝土的过程中不应漏浆,并防止离析。出料和铺筑时的卸料高度不超过 1.5m 。 (3)混凝土的摊铺和振捣

摊铺混凝土前对模板的间隔、高度、润滑、支撑稳定情况和底基层的平整、湿润情况,以及钢筋的位置和传力杆装置进行全面检查。混凝土混合料用车辆运至摊铺地点直接倒入路槽内,用人工找补均匀。

当混凝土浇注到一定高度后按设计要求位置安放钢筋网片、角隅和边缘钢筋。

摊铺好的混凝土混合料, 应迅速用平板振捣器和插入式振捣器均

匀地振捣。振捣时,先用插入式振捣器在模板边缘角隅处振一次。再用平板振捣器全面振捣。然后用振动梁进一步拖拉振实并初步整平。最后用平直的滚杠进一步滚揉表面,使表面进一步提浆并调匀。 (4)真空脱水

真空脱水前检查泵垫的真空度,铺设吸垫,然后开泵脱水。当脱水达到规定时间或已脱出规定水量后, 移至下一块作业面上。每次吸垫位置与前次重叠 20cm ,以防漏吸,造成含水量分布不均。

(5)表面整修和防滑处理

真空脱水后, 用圆盘抹光机粗抹或用振动梁复振一次, 使混凝土表面粗平,密实。然后精抹,使平整度满足要求。

为了提高路面的抗滑能力, 可采取压纹、拉毛或刻槽等措施对路面进行处理。

(6)接缝施工

按设计要求设置各种纵向施工缝,横向缩缝、胀缝和施工缝。混凝土养护期满后及时填封接缝。

(7)养生及拆模

混凝土表面整修完毕后, 进行养生。养生期间须防止混凝土水份蒸发和风干,以免产生收缩裂缝。

根据气温和混凝土强度增长情况决定拆模时间。拆模时应仔细, 不得损坏混凝土板的边角, 尽量保持模板完好。拆模后不能立即开放交通,只有混凝土板达到设计强度后,才能开放交通。

施工技术交底记录--级配碎石、水稳

市政基础设施工程

施工技术交底记录

编号：市政施管－10工程名称工序名称交底单位接收单位交底内容：

1、概况

级配碎石、水泥稳定碎石基层适用非机动车道新建沥青路面结构设计

15cm 级配碎石底基层、18cm 5%水泥稳定碎石基层 2、施工准备 2.1、测量准备

施工前测量员需按照图纸要求对非机动车道进行放样，并按照设计高程进行施工前测量并20米一个桩号计算出铺设厚度，并记录

2.2、材料准备

碎石、水泥等主要材料准备好并运输至现场

2.2.1、对所购材料的厂家进行严格地前期考察考核，厂家必须具备生产资质，并要求其提供所有相关证明、材料，项目部进行备案。

2.2.2、对通过考察的厂家，组织由项目部、公司、监理单位等联合进行现场对产品审查。 2.2.3、对初步审查合格的产品进行随机抽样，并送监理单位指认的检测中心进行检测，同时做好相关记录。

2.2.4、检测合格并经监理单位批准同意使用后，由项目部同生产厂家签订购买合同。 2.2.5、对同一厂家不同批次材料，进行重新抽样送检，并做好相关记录。 2.3、现场准备

土基已全部完成，并经验收合格。保持现场运输、机械调转作业方便，各种测桩齐备、牢固、不影响各工序施工。

开工前先做一段试验路段，以验证压实机械是否满足施工要求，以及施工组织和工艺的合理性和适应性。取得压实方法、压实系数、碾压遍数和松铺厚度以及材料的含水量范围等资料，以作为现场施工控制的依据。

摊铺前对土路基中线纵横断面高程宽度进行复核测量并清理表层。

大园路改造工程级配碎石、水稳摊铺

工程技术科道路工程施工队

部位名称交底日期交底人接收人

道路工程

3、施工方案 3.1、施工工艺:

施工准备→拌合运输→摊铺→碾压→养生 3.2、施工方法： 3.2.1、拌合运输

本项工程采用商品拌合料以保证质量，施工前必须核对级配碎石所用原材料是否与配合比相符，施工中要严格计量。应安排专人收料过磅，运输车辆不得少于5辆，保证摊铺机前有两个车等待卸料。

3.2.2、摊铺

摊铺机摊铺根据试验段计算出的摊铺系数进行摊铺。按计划段落数量上料，循序摊铺创造各工序连续作业条件。

3.2.3、碾压

摊铺50m 左右时，即可碾压。开始上碾稳压应用轻碾，由路两侧向路中心逐次碾压，直到达到要求的压实度。侧石、结构物等边缘碾压不到位置应人工夯实。

3.2.4、养护

每段碾压完成压实度检查合格后，应立即开始养生。基层养生期不少于7天。基层分层施工时，下层水泥稳定碎石碾压完成后，在采用重型振动压路机碾压时，养生7天后铺筑上层；底基层养生7天后方可铺筑基层。采用湿砂养生，砂层厚宜为7～10cm ，养生结束后必须将覆盖物清除干净。对于基层也可采用沥青乳液进行养生，沥青乳液的用量按0.8--1.0kg/m2（指沥青用量）选用，分为两次喷洒：第一次喷洒沥青含量约35％的慢裂沥青乳液，使其能稍透入基层表面，第二次喷洒浓度较大的沥青乳液。无上述条件时也可用洒水车进行养生，应始终保持稳定碎石层表面潮湿。养生期间未采用覆盖措施的水泥稳定碎石层上，除洒水车外一律封闭交通；采用覆盖措施的，不能封闭交通时，应限制车速不得超过30km/h，禁止重车通行。

参加单位

会签栏

参加人员

复核人：记录人：年月日

基于逐级填充理论骨密结构水稳碎石级配设计

基于逐级填充理论骨密结构水稳碎石级配

设计

第25卷

2010正

第2期

4月

山东建筑大学

JOURNALOFSHANDONGJIANZHUUNIVERSITY V01.25No.2

Apr.2010

文章编号:1673—7644(2010J02—0134—00

基于逐级填充理论骨密结构水稳碎石级配设计

裴磊,任瑞波,范正金

(1.山东建筑大学土木工程学院,山东济南250101;2.山东省交通厅,山东济南250002)

摘要:以混合集料的嵌挤模型为指导,以粒子干涉理论为理论依据建立混合集料的嵌挤方程,推导形成良好嵌

挤状态时各档料的用量比,理论得出填充级配.理论联系试验得出:填充粒径为上一级粒径的0.22倍时混合

集料有良好的嵌挤状态.分别通过旋转压实和静压成型试件,比较试件的强度和刚度,推荐一组合理的室内试

验压实方案.

关键词:道路工程;骨架密实级配;嵌挤模型;逐级填充;CBR;旋转压实中图分类号:U416.223文献标识码:A

Gradationdesignofcementstabilizedmacadambasedonstepfillingtheory

PEIlei,RENRui.bo,FANZheng-jin (1.SchoolofCivilEngineering,ShandongJianzhuUniversity,Jinan250101,China;2.Shand

ongCommunications

Department,Jinan250002,China)

Abstract:Anewstepfillingschemeoftheblendedaggregatescanbeobtainedbybuildingmathemati-

calinterlockedmodeloftheaggregates.Compacteddensityof100gyrationsofthesuperpavegyratory

andCBRareusedtocontrolthebestinterlockedstate.Interlockedequationisusedbyinterlocked

modelandparticleinterferingtheorytodeducethecontentsofeachaggregateinthebestinterlocked

state,andthentheoreticallyobtainfillinggraduationvoidrationintheorycanbeobtainedaccordingto

thevolumeparameterofblendedaggregatesandcementhydration.Fromtheoryandtest,itisconclu—

dedthatwhenthepackingsizeis0.22timesaslargeasthesizeofitsuppergrade,thebestinter- lockedstatecanbereached.Asetofreasonablecompactionschemeissupposedtoberecommendby

meansofgyratorycompactionandstaticpressuremoldingspecimensseparatelyandcomparingintensi—

tyandstiffness.

Keywords:roadengineering;skeletondensegradation;interlockedmodel;stepfillingtheory;CBR;

SGC

0引言

逐级填充理论认为:?相同粒径的颗粒排列时,

空隙率与其粒径的大小无关,仅与排列和填充方式

有关:?间断填充比逐级填充得到的空隙率更小,故

间断级配较连续级配能形成更小的骨架间隙率,具

有更加密实的骨架结构:?利用逐级填充理论设计

集料级配,其骨架间隙率与填充方式和各级集料的填充比例相关.Weymouth提出的粒子干涉理论则收稿日期:2010—03—16

基金项目:山东省自然科学基金项目(ZR2009FMO10);山东省中青年科学家科研

奖励基金资助项目(2007BS04025) 作者简介:裴磊(1985,),男,山东临沂人,在读硕士,主要从事半刚性基层结构和材

料研究.E-mail:peileisanshi@126.corn

第2期裴磊等:基于逐级填充理论骨密结构水稳碎石级配设计认为要达到最大密实度,前一级颗粒之间的空隙应由次一级颗粒填充,剩余空隙再由更次一级颗粒填充,但填充的颗粒粒径不得大于其间隙的距离,否则大小颗粒之间势必发生干涉现象….

国内一些学者对于逐级填充的研究一直持以相似的试验方案,即上一级粒径的集料形成的空隙由下一级粒径的集料进行填充,根据其混合集料的压实密度或力学性能确定一组填充级配.此填充方案缺乏科学依据,因为笔者认为对于粗集料而言,上一粒径集料经压实后形成的空隙不足以提供给下一粒径的集料进行填充,此观点可通过试验和理论进行验证.由于选取了错误的填充方案,其后由填充试验得出的级配和试验参数是没有实际意义的. 逐级填充试验,是为了得出一组好的骨架密实级配,粗细集料相互嵌挤,在胶结料作用下形成具有优良力学性能的结构整体.因此,建立合理的嵌挤模型指导填充方案是重中之重,笔者参照同济大学林绣贤教授提出的集料片状结构嵌挤模型,四球排列嵌挤模型和贝雷设计法嵌挤粒径的关系建立数学嵌挤模型确定两组填充方案.

逐级填充试验是以混合集料的体积指标作为级

配设计的重要控制参数,传统的填充方案中,混合集料的体积指标是通过重型击实来确定的,试验证明在没有胶结料的作用下,填充后的混合集料容易产生离析现象,特别在细料填充进行击实试验时,离析现象更为明显.对混合集料重型击实后发现,在击实棒的击实作用下,大部分细料聚集在混合集料下部,而相对较粗的集料则聚集在混合集料的上部,可知,此时的混合集料已不存在细料填充在粗料形成的空隙中的嵌挤状态.由此,通过击实来确定混合集料嵌挤后的体积参数是不合理的.

试验证明通过旋转压实仪对填充后混合集料进行压实,以确定混合集料的体积参数可以减少混合集料在压实过程中的离析现象,由此得到的体积参数更接近于形成良好嵌挤结构的混合集料填充状态.

1建立逐级填充嵌挤模型,确定填充

方案

1.1建立嵌挤模型

根据粗细集料体积状态相互独立的原则,进行混合料合成级配设计.级配的组成是粗集料形成一定的骨架嵌挤状态,细集料进行填充.影响级配设计结果的因素有两个:粗细集料的分界点,即形成填充的集料粒径;粗集料形成嵌挤的标准状态. 鉴于此,本文建立两组集料嵌挤模型.试验用四档料,分别为:20,3O,1O一20,5,10,0—5. 各档料的筛分结果见表1.

表1各档料的分计筛余百分率%

筛孑L尺寸/mm20,3O10—205,100-5 1.1.1嵌挤模型a

根据同济大学林绣贤教授的研究,混合料级配的填充点应为最大公称尺寸的1/4较为合适.以往研究矿料嵌挤状态的数学模型多采用简单的球体来代替不规则的矿质粒料,矿料的形状虽然和球体不同,但其排列和填充的方式基本和球体相似.相同粒径的球体根据其排列形式的不同其空隙率也不同.在不形成填充的条件下,空隙率的大小主要取决于粒料排列的形式而与粒料的粒径无关.根据球体的排列形式,分为八球排列,五球排列,四球排列等.集料嵌挤状态计算模型如图1所示: 晶鹄朗四球排列五球排列八球排列

图1集料嵌挤状态的计算模型

嵌挤模型中,四球排列最为紧密,八球排列最为松散,这几种状态都可认为集料已经形成了嵌挤. o0oooo

?o=2

..o.

556

oo2ooooo

122(

32593211丝oo0o

硌

136山

但是集料与球体的状态毕竟不同,如果将形成嵌挤的球体单元以片状立体单元进行计算,这可能更接近于集料的状态.嵌挤模型和相关参数见表2. 表2嵌挤集料体积状态计算模型和相关参数

排形式

由表2知:片状立体单元嵌挤模型的填充直径为0.57D.

1.1.2嵌挤模型b

参照同济大学林绣贤教授提出四球排列嵌挤模型和贝雷设计方法中的三圆嵌挤模型得嵌挤模型b. 图2贝雷设计法三圆嵌挤模型

由表2知,四球嵌挤模型填充小球直径为 0.225D.综合图2考虑后可取嵌挤粒径为上一级粒径的0.22倍.

1.2确定填充方案

I.2.1根据嵌挤模型a确定填充方案

由填充方案a得知填充集料的粒径为其上一级粒径的0.57倍,则集料粒径及其填充集料粒径见表3. 表1各档料的分计筛余百分率

孔-~_/mm31.526.5191613.24.752.36

0.57倍孔径/ram17.9615.1110.839.127.522.711.35

由集料筛分结果表1可知,各档料中主要粒径分布见表4.

表4各档料中主要粒径分布

2010

根据表3和表4可知各档粗料的主要填充粒径见表5.

表5粗料和其对应的填充粒径

鉴于表5中粗集料与其嵌挤集料之间的尺寸关系可作如下试验方案:

试验证明旋转压实次数可设为100次,此时,混合集料不会被过度压碎,而且能在旋转压力下形成良好嵌挤结构.

(i)向3000g5,10档集料中以5%的步长填充 0,5的料,建立填充质量与混合集料压实密度之间的关系.取压实密度最大时所对应的填充质量. (2)向3000g10,20档集料中以5%的步长填充步骤1中已填充好的5,1O的料,经过旋转压实后建立填充质量与混合集料压实密度之间的关系. 取压实密度最大时所对应的填充质量.

(3)向3000g20,30档集料中以5%的步长填充步骤2中已按比例填充好的10,20的集料,经过旋转压实后建立填充质量与混合集料压实密度之间的关系.取压实密度最大时所对应的填充质量. 1.2.2根据嵌挤模型b确定填充方案

由填充方案b得知填充集料的粒径为其上一级粒径的0.22倍,集料粒径及其填充集料粒径见表6. 表6集料粒径及其填充集料粒径

孔径/mm31.526.5191613.24.752.36

0.22倍孔径/mm6.935.834.183.522.91.050.52

由表6可见:粒径为31.5ram的料,其填充粒径为6.93ram,粒径为26.5mm的粗料填充粒径为 5.83mm,可以近似的认为粒径在4.75mm以上的集料,不能作为填充料用以填充粗料形成的空隙,否则,会产生粒子干涉.所以,4.75ram以上粒径的集料应作为形成骨架结构的一部分.各档粗集料混合后形成的空隙,应由细料进行填充,在胶结料的作用下形成骨架密实结构.

由表4和表6可知粗集料及其填充集料粒径的对应关系见表7.

表7各档料及其填充集料粒径

2;基王堡理量查结塑竖互堡墼遮盐

由表7可知:20,30和10—20两档料相互之间没有填充关系.即,不应由混合集料体积指标来控制该两档料的嵌挤状态,而应根据混合集料的力学指标来控制.可按5%步长逐级填充后混合集料的CBR值的大小来最终确定其比例一71. 填充方案的依据是以形成骨架空隙结构的粗集料为基础,以其质量的5%为步长逐级向粗料中填

20和20,30 充细料.对于填充方案b来说,10,

的集料不存在相互填充的关系.以10,20为基础向其中填充20,30的料,还是以20,30档料为基础,得出的填充比例截然不同.规范中限定'19' 孔径的通过率就是为了控制混合集料中大粒径料的用量以减少混合料摊铺过程中的离析现象.所以选取以10,20档料为基础向其中以5%步长填充20 ,

30的料.

由此可做以下试验方案:

(1)向3000g5—10档料中以5%的步长逐级填充0,5的料,旋转压实100次后建立填充质量与混合集料压实密度之间的关系.取压实密度最大时所 :对应的填充质量.

(2)向3000g10',20档料中以5%的步长逐级填充0,5的料,旋转压实100次后建立填充质量与混合集料压实密度之间的关系.取压实密度最大时所对应的填充质量.

(3)向3000g20,30档料中以5%的步长逐级填充步骤1中已填充好的的5—1O档料,旋转压实

100次后建立填充质量与混合集料压实密度之间的关系.取压实密度最大时所对应的填充质量. (4)向步骤2中已填充好的l0,2O档料中以 5%的步长逐级填充步骤3中已填充好的20,30的料,经过旋转压实后建立填充质量与混合集料的CBR 值之间的关系.取CBR值最大时所对应的填充质量.

2试验确定嵌挤级配

2.1填充方案a级配的确定

由1.2.1中确定的填充方案指导逐级填充试验,得到的试验数据见表8.

由表8可知各档粗料填充后的最大压实密度及其对应的填充质量的比例,见表9.

整理以上填充数据得各档料的填充比例,见表10. 表8各档粗料中填充质量比例和压实密度之间的关系填充质量比例/%

压实密度/(g?cm.)

5,10lO,201O,30

表9各档粗料填充后的最大压实密度及其填充质量比例各档粗~t/mm最大密度时对应的填充质量比例/% 5,l0

10,2O

10,30

表1O各档料的填充质量比例

黼

艺

圈

搭

瞪

得到级配曲线a见图3.

+规范骨密水稳碎石级配上限

十规范骨密水稳碎石级配F限

+旋转压实逐级填充a级配

0.075U.62.364.759.5l9.O26.531.5

筛孑L尺寸/mm

图3逐级填充试验得到的级配曲线a

由级配曲线可知,填充方案a得到的级配明显粗于规范骨架密实结构水泥稳定碎石级配.由于该级配中细料含量过少,在对混合料进行击实试验过程中发现严重的离析现象,不能通过击实试验来确定水稳碎石混合料的最大干密度和最佳含水量,不满足骨架密实结构的性质.因此由填充方案a得到的骨架密实结构的级配是不合理的.

2.2填充方案b级配的确定

由1.2.2中确定的填充方案指导逐级填充试验,得到的试验数据见表11.

?舳加?如?如加mO

表l1各档粗料中填充质量比例和压实密度之间的关系各档粗料压实密度/(g?cnlI3) 城腮删%

51010~,202030一,,

由表11可知各档粗料填充后的最大压实密度及其填充质量的比例,见表12.

表12各档粗料填充后的最大压实密度及其填充质量比例

各档粗料/mm最大密度时对应的填充质量比例/% 5,10

10,2O

1O,3O

1O一2O中填充20,30的料

将填充好的10—2O和20,30档料相互填充, 从混合集料的压实密度看,填充比例可取为10—2O :20,30=100:45.但由嵌挤模型可知20,30与 1O一20档料之间已无相互填充关系,混合集料的压实密度不能作为合成混合集料比例的依据,而应根据混合集料的CBR值来最终确定其比例. 加州承载比CBR值是美国加利福尼亚州提出的一种评定基层材料承载能力的试验方法,是衡量无粘结粒料抗永久变形能力的重要指标.承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征,并采用标准碎石的承载能力标准,以相对值的百分数表示 CBRg63值.

以10,2O为基础向其中以5%步长填充20— 30的料,建立填充质量和CBR值之间的关系,见表 13.

表13填充质量和CBR之间的关系

填充质量比例/%2025303540 CBR值/%141142154139127 由表12,13可知,各档集料在不存在相互填充的状态下,混合集料达到最大压实密度并非意味着

此时的混合集料达到最优嵌挤状态,因集料在压实过程中有部分破损,破损后的细料会填充粗料空隙致使压实密度较大,但其嵌挤结构已被损坏.理论上来讲,好的嵌挤级配,粗细集料形成紧密嵌挤结构,有好的抵抗外力变形的能力,混合集料的CBR 值可更好的反应集料相互嵌挤的状态. 整理上述填充试验数据可得此填充方案混合集料中各档料的比例,见表14.

表l4各档料的填充质量比例

则,填充方案b得到的级配曲线见图4. 瓣

捌

规范骨水稳碎石I级配上限

—

?一规范骨密水稳碎石级配下限/【, —

+-旋转压实逐级填jEb级配/

/7L

07/

/.?

l?L

O.0750.62364759.19026.531.5

筛孔尺寸/ram

图4填充方案b得到的级配

3理论验证逐级填充级配,推导试件

空隙率

3.1理论推导逐级填充级配

逐级填充理论认为:骨架密实结构的混合集料应满足粗料形成的空隙由细料和结合料填充,因此可做以下理论推导,根据公式:

VCA:(1—P'i)(1)

式中:P为第档粗料的压实密度;p为第i档料的表观密度.

设某档料体积为1,则其质量为P,可供下档料填充的空隙体积为:=VCA

空隙中需要填充下档料的质量为:

m=Vi×P"i(2)

式中:P"为下一档料的压实密度.

试验用各档料的合成表观密度和压实密度见表 15

?如舳加印如?如如m0

2;基王堡堡量窒缱叠壁互堡配

表l5各档料的合成表观密度和旋转压实密度由理论公式1,2计算得出填充方案b步骤1, 2,3中填充的各档料的质量比例.

以填充方案b步骤1,5,10档料填充为例,理论计算其填充质量:

设5,10档料体积为1,由表l5知其质量为 1.96,则该档料经旋转压实后形成的空隙体积可由公式1得出:

_(1一一-0.2802

则需要填充的0,5档料的质量m为: m=×p1=0.698

式中:P为0,5档料经旋转压实100次后的压实密度.

计算得m=0.698,与5,10的质量比为0.356. 同理可得其它各档料的填充比例,0,5档料填充10,20档料,计算填充比例为0.409;5,10(0, 5)档料填充20,30档料,计算填充比例为0.474. 填充质量比例的试验结果和理论计算结果的对比见表16.

表16填充质量比例的试验结果和理论计算结果的对比各档粗料

最大密度时对应的填充质量比例/%

试验结果理论计算结果

l39

从表l6可知,对5,10,10—20档料填充,理论计算结果和试验结果相符,10,30档料的填充数据理论计算和试验结果有些偏差,因为此次填充需两档集料(0—5,5,10),控制精度会有影响.从总体上看,理论计算数据基本上和试验结果相吻合,可以认为嵌挤模型b是合理的.

3.2理论计算水稳碎石混合料空隙率

将填充后混合集料经旋转压实100次后得混合集料的压实密度为P=2.47g/cm,由各档料的表观密度求得混合集料的合成表观密度:P= 2.718g/cm.对水泥稳定碎石,设计水泥含量为 4%,理论计算混合料的空隙率.根据文献[1O], 直到完全水化为止,硅酸盐水泥可与占其重量1/4 的水成为化学上持久结合物,这种化学结合物会发生体积上的收缩,收缩后其体积占原始体积的 3/4.经逐级填充后形成的有良好嵌挤状态的混

合集料的空隙可由水泥水化后的体积填充,据此可理论推导水泥含量为4%的混合料的空隙率, 建立以下等式:

设混合集料体积为1,则混合集料的质量m为: m=P2.718g;其空隙率为:1一;混合料中 P

4%水泥所占体积为:

(—0.0—

+1/4)×3/4/4Xm/4::(——+)×:

.p2

式中:p2为水泥密度,P2=2.847g/cm. 将水稳碎石混合料的体积参数列于表17. 由表17可知,水泥稳定碎石混合料的理论计算空隙率为4.7%.满足骨架密实结构空隙率的要求.

表l7混合料体积指标参数

4根据嵌挤级配成型试件的强度和刚度依据填充方案b得到的级配,设计水泥含量 4%,重型击实确定混合料最大干密度和最佳含水量",分别按照SGC和静压成型试件,得到各个龄期的强度和刚度,见表18:

表l8旋转压实和静压成型试件的强度和刚度 140山东建筑大学2010年

试件成型后,其回弹模量和养生龄期的关系见图5.

苫

捌

敏

回

—一?

——

///+旋转压蛮成型

?/+静压成型

0102O3O405O6O708090100 养生时间/d

图5回弹模量同养生龄期的关系

由图5可知,试件的回弹模量在7,28d内增长迅速,在28,90d增长缓慢.在同一养生期,旋转压实成型试件的刚度和强度要大于静压成型试件的强度和刚度,建议室内试验做水泥稳定碎石设计参数时采用旋转压实成型试件.

5结语

(1)逐级填充试验确定骨架密实结构混合料级配需首先建立集料数学嵌挤模型,以指导填充试验方案.试验证明参照四球排列模型和贝雷设计方法建立的三圆嵌挤模型,以填充粒径为上一级粒径的 0.22倍指导的填充方案是合理的.

(2)确定各档粗料间的填充比例时,因粗集料间不存在相互填充的关系,所以不应根据混合集料最小压实密度来确定,而应通过混合集料的CBR值来最终确定各档粗料间填充比例.

(3)为减少混合集料中粗料对离析的影响,在

确定各档粗料间的比例时,应以粒径较小的一档粗料为基础,向其中逐级填充较粗粒径的集料.

(4)由旋转压实确定的填充级配,在相同的设

计参数下,经旋转压实100次成型的试件在养护龄期内的强度和刚度要明显好于由静压成型的试件. 建议做水泥稳定碎石试验参数研究时,用旋转压实成型试件.

(5)由逐级填充设计的水稳碎石混合料尚需做

抗冲刷,疲劳和温,干缩系数试验以验证级配设计的合理性.

参考文献:

[1]陈忠达,袁万杰,高春梅.多级嵌挤密实级配设计方法研究 [J].中国公路,2006,19(1):32—37.

[2]林绣贤.半刚性基层沥青路面的研究(J].中国公路, 1990,3(4):1—13.,

[3]郝广晋,丁明科,任瑞波.应用旋转压实仪与嵌挤分析改良逐级填充法[J].山东建筑大学,2008,23(1):6一lO. [4]王哲人,曹建新,王龙.级配碎石混合料的动力变形特性[J]. 中国公路报,2003,16(1):22—26.'

[5]张洪亮,胡长顺,刘保健,等.压实石灰黄土力学特性试验 [J].文通运输工程,2003,4(4):13—16.

[6]曹建新.重载交通下级配碎石基层材料组成结构与动力特性研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学土木工程学院,2001. [7]胡力群.半刚性基层材料结构类型与组成设计研究[D].西安:长安大学公路学院,2004.

[8]JTGD—2oo6,公路沥青路面设计规范[s]. [9]w-且尔宁.土木工程师用水泥化学与物理性能[M].曾镜鸿,译.北京:中国建筑工业出版社,1987.

[1O]JTJ57—94,公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].

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水稳碎石

第一节施工准备

以快上场、创条件、保开工、抢重点的指导思想，充分做好开工前的施工准备工作，并实行边准备边施工的原则。

一、组织施工队伍、机械设备进场和临时设施的建设

施工队伍与机械设备可迅速调遣进场，完成工地试验室临时资质认证工作，做好开工前的一切准备工作。

二、技术准备

抓紧完成现场交接桩工作，组织精测队进行导线控制桩、水准基点复测，测设线路中心桩及单项工程的主控基线、水准点，定位放线（含征地界）。进行砂石料试验，选定料场及砼施工配合比，土工试验、三材复试。设计所与监理技术交底图纸会审，编制完善的实施性施工组织设计。向监理报验相关资料、申请开工报告等。做好试验等准备工作。

三、物资准备

施工用电已安装调试完毕。材料、堆场以及拌和场已设在深州市于科镇小于林料场处，所需的各种材料供应已解决。

第二节水稳碎石施工方案

一、材料质量要求

1、水泥稳定碎石基层

（1）用于基层的碎石最大粒径不应超过31.5mm （方孔筛），且压碎值不应大于30%。按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》标准方法进行试验时，压实度应达到97%以上。

（2）碎石中不应有粘土块、植物等有害物质。

（3）水泥采用桃城P.S.A325缓凝水泥，变质受潮的水泥一律不得使用。

二、施工内容及工作程序

（一）施工准备工作

1．施工放样

施工前，准确放出中桩和边桩的位置，并同时进行高程测量。

2．试验

（1）材料：在开工前，向监理工程师提供水泥稳定碎石碎石混合料试验配合比，指明碎石的用量和产地。

（2）现场：根据监理工程师认可的碎石材料进行摊铺和压实试验，采用不同的压实厚度，检测其最佳含水量和压实系数、碾压程序等。

（二）施工内容及工作程序

1.拌和：水稳碎石采用场拌法施工，电子配料装置配料，并根据实验配合比调整好施工配合比。混合料拌和时，安排实验员旁站，严格控制其含水量、配合比及拌和时间，在任何情况下，拌和混合料都应均匀，含水量适当，无粗细颗粒离析现象。

2.运输：用自卸车将混合料运至摊铺现场。根据拌和站的生产能力，并考虑

摊铺速度以及运距等因素，选用20辆自卸车。每辆车车厢清洗干净，配备苫布，用以覆盖混合料防止水分蒸发和灰尘污染。混合料运至现场到碾压完成时间不得超过3小时（我标段选用桃城32.5缓凝水泥，初凝4小时，终凝6小时）。混合料延迟时间4h 。

为了保证连续摊铺，现场存车不得少于5辆，在摊铺点前100m 处设置料车调头牌，料车在调头牌位置匀速倒车行驶，速度要慢，不可急刹车，在摊铺机前30cm 处停下，挂空挡让摊铺机顶推前进，避免撞击摊铺机。

运料车卸料后，残留在车厢内的混合料立即清扫干净，以免影响下一车的混合料质量。

3.摊铺：用自卸车直接将拌和料运至施工现场，采用摊铺机摊铺，严格控制平整度和粗细集料的离析现象，避免表面形成“窝”，摊铺时含水量应高于最佳含水量的0.5%~1%，以补偿摊铺或碾压过程中的水分损失。松铺系数为1.35。

4. 碾压：胶轮压路机碾压1遍，26T 压路机高频低速碾压2遍，低频高速碾压2遍，22T 压路机静压2遍收面。碾压过程中，水稳表面应始终保持潮湿，如表面水分蒸发较快，可及时补撒少量的水，严禁压路机在以完成或正在碾压的路段上“调头”或“急刹车”，以保证水稳表面不受破坏。同时试验室应做密实度的跟踪试验，被检验没有达到所需的密实度、稳定性，则应重新碾压、整修。两工作段的衔接处，前一段留下5-8m 不进行碾压，后一段施工时，将前段留下未压部分一起碾压。

（三）接缝处理：

施工接缝采用人工刨齐垂直对接的方式。

（四）养护：

（1）碾压完成经检验合格后方可进行养生，养生时间不小于7天，养生方法采用覆盖洒水养生。养生期除洒水车外封闭交通。

（2）水稳施工时特别注意天气变化，勿使水泥和混合料受潮，

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