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水泥穩定碎石混合料強度實驗及分析建筑工程論文
摘要:水泥穩定碎石本身具有強度高,剛度大,整體性強等特點,因此被廣泛應用于我國高等級公路建設中。而水泥穩定碎石的強度指標受到多種因素的影響,結合實際工程,從集料級配、混合料的配合比、含水率等方面進行強度對比試驗,探討滿足實際工程要求的最優水泥穩定碎石配合比方案,并提出控制其性能的措施。
關鍵詞:水泥穩定碎石;強度;配合比;強度性能
路基作為路面結構中的主要承重層,其性能好壞顯著影響著路面結構的整體強度、使用性能。而水泥穩定碎石基層的整體穩定性和耐久性良好、強度和承載能力較高,因而被廣泛應用于我國高等級公路建設中。文章結合承秦高速公路工程建設項目,針對其基層擬采用的水泥穩定碎石進行試驗分析,找出滿足要求的最優配合比方案,并對關鍵影響因素進行分析。
1.原材料性能檢驗
1.1水泥
本次研究采用京豐水泥廠生產的水泥。水穩基層采用32.5級緩凝水泥,初凝時間不小于3h,終凝時間不小于6h。水泥質量檢測結果見下表。
1.2集料
本次實驗水泥穩定碎石基層采用遵化新發采石場碎石,石料分為四檔:1#(10~30mm)、2#(10~20mm)、3#(5-10mm)、4#(0~5mm)。根據規范中對級配的要求,基層集料級配設計見表2:
2.水穩混合料擊實與強度試驗
2.1重型擊實試驗
重型擊實試驗試筒容積2177cm3,分3層擊實,每層98次,采用混合料烘干后的含水量計算最大干密度與最佳含水量。
按照表2的級配,取水泥劑量3.5%、4.0%、4.5%、5.5%,每個水泥劑量按加水量3%、4%、5%、6%、7%進行重型擊實試驗。兩次平行試驗如下:
兩組試驗的最大干密度相差均小于0.08,滿足規范要求。
2.2 7天無側限抗壓試驗
在擊實試驗結果基礎上,采用所確定的含水量拌制混合料靜壓成型試件。在標準養護室養生7天后測定其抗壓強度,結果如下表:
回歸的線性關系:y=0.7452x+0.9948,相關系數:RZ=0.9642。實驗結果顯示:水泥穩定碎石混合料的強度隨含水量的增加而增強。根據規范規定,下基層7天無側限抗壓強度在實際生產中宜采取4.0MPa為控制目標,故取水泥劑量為4.1%,上基層7天無側限抗壓強度在實際生產宜接近4.5MPa,故取水泥劑量為4.5%。
2.3振動擊實對比試驗
按水泥劑量4.1%和4.5%進行振動擊實驗證試驗,采用相同的級配,分三層裝料,每層振動時間為3分鐘,頻率為30Hz。振動擊實的數據圖形和結果如下:
振動擊實得出的干密度略大于重型擊實的結果,而最佳含水量略小于重型擊實的結果。
3.結語
通過以上水泥穩定碎石混合料擊實與強度試驗可知:
(1)水泥穩定碎石混合料生產時,1#、2#、3#、4#檔石料比例按照表2,取為20:28:21:31。若各檔礦料顆粒級配組成與配合比設計的顆粒級配組成偏差較大,應調整原材料比例,確保級配滿足要求。
(2)建議水穩下基層混合料水泥用量取4.1%。振動擊實最大干密度為2.487g/cm3,水穩上基層混合料水泥用量取4.5%。振動擊實最大干密度為2.490~cm3。以此作為生產控制指標,現場壓實度應控制為不低于98%,最佳含水量為4.8%。考慮到施工過程中的損失,水穩混合料實際生產時,含水量應增大0.5%~1.0%,并根據具體情況調整。
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