水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比的優(yōu)化探析

李 明

(凱里公路管理局黎平公路管理段)

1 水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設(shè)計(jì)步驟

1.1 原材料檢驗(yàn)及選定

水泥是穩(wěn)定碎石配合料的主要材料，因此，必須嚴(yán)格控制水泥的相關(guān)指標(biāo)，確保水泥穩(wěn)定碎石配合料的質(zhì)量達(dá)到施工要求。水泥:當(dāng)?shù)乜晒?yīng)P.O32.5普通硅酸鹽水泥，經(jīng)檢驗(yàn)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足有關(guān)規(guī)范的要求，可以采用。其主要技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果列入表1。

表1 水泥材料試驗(yàn)結(jié)果匯總表

砂礫是水泥穩(wěn)定碎石配合料的又一重要原材料，雖然砂礫所占比重不如水泥，但是砂礫的質(zhì)量和大小對(duì)混合料的影響也比較大。對(duì)底基層材料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，篩分級(jí)配滿足設(shè)計(jì)要求，可采用。計(jì)算結(jié)果如表2。

表2 砂礫篩分級(jí)配計(jì)算結(jié)果表

砂礫的風(fēng)干含水量，實(shí)側(cè)值為0.26％，在此例計(jì)算中砂礫的含水量按零計(jì)。確定水泥劑量的摻配范圍。現(xiàn)將制備試件所需的基本參數(shù)計(jì)算如下:配制5％水泥劑量一個(gè)試件所需的各種原材料數(shù)量:m=ρd×V×(1+w0)×K=2.20×2651×(1+6.0％)×95％=5873g。配置一個(gè)試件需要混合料的數(shù)量按5873g計(jì)算。其中砂礫和水泥的風(fēng)干含水量取0計(jì)算。水泥計(jì)量5％的各種材料數(shù)量:濕混合料質(zhì)量=5873g;干混合料質(zhì)量==87/(1+6.0％)=5541。干集料質(zhì)量=5541/(1+5.0％)=5277g;水泥質(zhì)量=77g-5277=264g;水質(zhì)量=5873-5541=332g。按規(guī)定方法測(cè)得7d飽水無側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值R=1.70，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差 S=0.025，強(qiáng)度變異系數(shù)Cv=S/R=0.014。

1.2 確定實(shí)驗(yàn)室配合比

通過計(jì)算，偏差系數(shù):Cv=S/R=0.025/1.70=0.014，強(qiáng)度代表值:R=Rd/(1-ZaCv)=1.5/(1-1.282×0.014)=1.53，強(qiáng)度平均值:R=1.70，R＞R強(qiáng)度評(píng)定合格。

2 水泥碎石土配比優(yōu)化

2.1 水泥劑量的優(yōu)化

選用塑性指數(shù)較大(1號(hào)土場(chǎng)，Ip=8.3)的土及塑性指數(shù)較小(3號(hào)土場(chǎng)，Ip=5.5)的土，固定碎石含量為40％，變化水泥劑量，進(jìn)行重型擊實(shí)及7d齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 不同水泥劑量下水泥碎石土7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度

圖1 固定碎石含量下水泥碎石土7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與水泥劑量關(guān)系

從試驗(yàn)結(jié)果來看，水泥穩(wěn)定碎石混合料的含水量和強(qiáng)度會(huì)隨著水泥的增加而增加，圖1顯示3號(hào)土場(chǎng)水泥穩(wěn)定碎石混合料的抗壓強(qiáng)度要小于1號(hào)土場(chǎng)。

3.2 集料比例的優(yōu)化

選用塑性指數(shù)較大(1號(hào)土場(chǎng)，Ip=8.3)的土及塑性指數(shù)較小(3號(hào)土場(chǎng)，Ip=5.5)的土，固定水泥劑量7％、8％，變化集料比例，進(jìn)行重型擊實(shí)及7d齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，試配混合料的強(qiáng)度、含水量和干密度都符合設(shè)計(jì)要求，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，項(xiàng)目所用水泥到場(chǎng)單價(jià)230元/t，碎石到場(chǎng)單價(jià)約50元/t。

表4 不同集料比例的水泥碎石土7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度

續(xù)表4

4 結(jié)束語

為了保證水泥質(zhì)量，優(yōu)化碎石混合料的配合比是非常必要的，為此，需要在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行配合比的檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)的采集，使配合比符合設(shè)計(jì)要求。嚴(yán)格控制集料中細(xì)料的含量和塑性指數(shù)，嚴(yán)格控制施工碾壓時(shí)的含水量。水泥穩(wěn)定碎石基層施工結(jié)束后要及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)生，采用塑料膜養(yǎng)生或其它保濕養(yǎng)生措施。

[1] 程義.振動(dòng)法在水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設(shè)計(jì)中的研究及應(yīng)用[J].公路，2010，(9):45-46.

[2] 蔣應(yīng)軍，李明杰，張俊杰，王順.水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度影響因素[J].長安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2010，(4):12-13.