水泥稳定碎石冷再生混合料无侧限抗压强度试验研究
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技术探索的试点工程项目 。
2 旧混合料组成分析
从实际的工程情况和有利于简化现场试验程 序的目 的出发 ,对 旧混 合料 的最 基本 的特 性颗 粒 ———碎石组成进行分析 ,以检测旧混合料的级配 情况是否满足设计规范 。
依托工程道路按规定要求进行整形处理 ,经冷 再生机 按 规 定 的 深 度 ( 20 cm ) 、进 行 速 度 ( 6 ～ 12 m /m in)和转子速度 (150 转 /m in)进行铣刨后得 到了具有一定级配的旧混合料 。任意从 K1378 + 845、K1378 + 945、K1378 + 020和 K1378 + 350四个 地点取样 ,按照相关规范和规程进行筛分试验 。试 验及计算结果如图 2和图 3所示 。
参照 G108 国道 (北京 2昆明 ) 、G320 国道 (垌 乡 2崇福 )水稳层再生的经验数据 ,结合实际再生混 合料中部分碎石已钙化 ,强度较低 ,因此 ,再生混合 料的早期强度不宜要求过高 ,本大修工程定出冷再 生水泥稳定混合料 7 d无侧限强度标准参考值为 310 MPa。 312 试件的备制
件分别进行无侧限抗压强度试验 ,步骤如下 :
(1)将已浸水一昼夜的试件从水中取出 ,用轻
布吸去试件表面的可见自由水 ,并称试件质量。
(2) 用 游 标 卡 尺 测 量 试 件 的 高 , 准 确 到
0101 mm。
(3)将试件放在 200 t万能压力机上试压 。适
宜的压力 600～800 kN,如果达到 800 kN试件还没
1 工程概况
国道 324线岑溪 2容县一级公路 (容县段 )是广 西第一条沥青混凝土一级公路 。自 2001年建成通 车之日起即成为了广西连接广东重要的经济交通 干线 ,平均每日交通量达 10 929车次。在运营 7年 后 ,该段路面面层出现了网裂 、龟裂 、车辙 、臃包 、沉 陷、泛油等病害现象 ,主要原因为交通量增长过快 , 超大、超载车辆过多 ,造成路面早期破坏且破损越 来越严重 。近几年养护部门虽然不断地加大养护 力度 ,但由于原有道路存在的诸多病害使其难以达 到一级公路的使用功能和服务水平 。通过外业测 量得出的数据表明 ,全路段路面破损率 DR 值达到 1818% ,综合破损评价 PC I = 49176,路面破损状况 等级评定为次等 。鉴于 G324线容县段的道路路面 现状 ,经广西壮族自治区交通厅科学决策 , 2007年 , 广西壮族自治区发展经济委员会批准该大修工程 立项 。
(11广西大学 ,广西 南宁 530004; 21广西交通职业技术学院 ,广西 南宁 530023 )
摘 要：文章以国道 324线岑溪 2容县一级公路 (容县段 )为依托工程 ,对水泥稳定 碎石冷再生混合料与普通水泥稳定碎石混合料分别进行无侧限抗压试验 ,测定两 者强度变化情况。对比试验结果得知 ,相同水泥剂量下的再生混合料抗压强度略 低于普通水泥稳定碎石混合料 ,相差值在 014 MPa内。 关键词：水泥稳定碎石 ;再生混合料 ;抗压强度 ;试验 ;力学性能 中图分类号：U414 文献标识码：A
图 2 K1378 + 845和 K1378 + 945 旧混合料通过率曲线图
3 8 西部交通科技
图 3 K1378 + 020 和 K1378 + 350旧混合料通过率曲线图
从图 2和图 3来看 ,级配曲线平顺圆滑 ,筛分 结果表明 ,旧混合料基本符合《公路路面基层施工 技术规范 》( TJT03422000)要求的基层集料 3#级配 , 级配情况良好 。
( 2 )相同水泥剂量下的再生混合料抗压强度 略低于普通水泥稳定碎石混合料 ,但相差值仅在 014 MPa内 ,可以通过优化再生混合料配合比、控制 掺水量等技术手段来提高再生混合料的力学性能 。
5 结语
再生混合料和普通水泥稳定碎石混合料的力 学性能存在一定差异 ,再生混合料抗压强度明显低 于普通水泥稳定碎石混合料 ,但相差值较小 ,可以 采用经过优化后的水泥稳定碎石冷再生混合料做 道路基层 。
2010年第 2、3期 总第 32期 37
本文结合国道 324线岑溪 2容县一级公路 (容 县段 )大修工程的施工实践 ,介绍再生混合料和普 通水泥稳定碎石混合料无侧限抗压强度试验 ,测定 两者强度变化情况 ,找出水泥与旧混合料的最佳配 合比 ,充分认识水泥稳定碎石冷再生混合料的力学 性能 ,为类似工程提供参考 。
2
,,
2
(1
,
,
,
;1
,
,
,
)
:
1
2
,
作者简介 王晓 刚 ( 1981—) , 男 , 河北唐山人 ,硕士研究 生 ,研究方向为道路与 桥 梁 工 程; 陈 海 峰 (1965—) , 男 , 广 西 南 宁人 ,教授 ,研究方向为 土木工程。
1 :
;
;
2 ;;
0 前言
水泥稳定碎石冷再生技术 ,即基层施工采用就地冷再生工艺技术 ,通过铣 刨原路基层 ,利用原路的旧混合料 ,掺配合适比例的水泥 ,形成新的水泥稳定碎 石基层 。
水泥剂量的增加而增加 ,以上范围水泥剂量的平均 强度均超出准参考值 310 MPa,满足标准强度要求 。 但 3 % ～5%水泥剂量强度增长速度较大 , 5% ～ 7 %水泥剂量强度增长速度较小。根据实验结果确
参考文献
[ 1 ]J TJ 057 294,公路工程无机结合料稳定材料实验规程 [ S ].
3 再生混合料和普通水泥稳定碎石混合料 的无侧限抗压强度试验
根据《公路工程无机结合料稳定材料实验规 程 》(JTJ057294) [1 ] T0804294方法 ,对 3%、4%、5%、 6%、7%五种水泥剂量下的再生混合料和普通水泥 稳定碎石混合料进行重型击实试验 ,确定其最佳含 水量和最大干密度 ,完成试件的制作和养生 ,进行 无侧限抗压强度试验 [2 ] 。 311 强度标准的选择
有达到高度要求 ,压力机卸载后再压 ,以释放试件
内的空气压力 ,重复该过程 ,直至高度满足偏差
≯015 mm为止 。试验过程中 ,使试件的形变等速增
加 ,并保持速率为 1 mm /m in。当试件受到破坏时
记录试件破坏时的最大压力 P ( kN) 。
(4)试件的无侧限抗压强度 R计算公式为 :
A =πD2 /4
包裹好后 ,进行恒温恒湿养生 ,养生时间为 7 d,温
度控制在 25 ±2℃,湿度 > 95%。养生期最后一天
应把试件浸泡在水中 ,水深高过试件顶 2～5 cm。
移动试件时应轻拿轻放 ,防止试件受损 ,当试件受
损质量 > 10 g时 ,该试件视为废件 ,须重新制作 。
313 试验步骤
Fra Baidu bibliotek
将再生混合料和普通水泥稳定碎石混合料试
试件形状 、尺寸 :采用 < 150 mm ×150 mm的圆 柱体试件 。
试件成型 :分别对水泥剂量为 3%、4%、5%、
6%、7%的再生混合料和普通水泥稳定碎石混合料
在最佳含水量下以 98%的压实度用静压法成型试
件 ,每种水泥剂量均做两组试件 ,每组 9个试件。
试件养生 :经称量及测量过的试件用塑料薄膜
310
6
2123
816
613
310
7
2133
819
617
310
3
2130
618
419
310
普通水泥 4
2131
616
517
310
稳定碎石 5
2132
712
613
310
混合料 6
2133
618
615
310
7
2134
514
619
310
定出冷再生施工中 ,水泥与旧混合料的最佳配合比 为 5∶95,即最佳水泥剂量为 5%。施工现场采用 的水泥剂量应比试验室确定的最佳剂量多 015% , 即最后确定施工水泥剂量应为 515 %。
(1)
Rc = P /A
(2)
式中 : A ———试件截面积 , mm2 ;
D ———试件直径 , mm;
Rc———无侧限抗压强度 ,MPa; P ———试件破坏时的最大压力 , kN。
( 5)将试验数据填入试验表格内 。
4 试验结果与分析
411 试验结果 无侧限抗压强度对比试验结果见表 1、图 4。
该工程是全广西第一条采用水稳碎石冷再生 基层新工艺来对沥青混凝土路面的水稳层进行大 修的一级公路 ,不仅旧水稳层的废料可以重新利用 为新基层的原料 ,原来路面的沥青废料也可以再生 为路肩原料 ,这是广西公路养护工程在路面大修设 计方面的经验总结 ,及变废为宝、减少环境污染等
图 1 路面结构大修方案图
2010年第 2、3期 总第 32期 39
表 1 对比试验结果汇总表
混合料
水泥剂量
最大 干密度
( % ) ( g / cm 3 )
最佳 含水量
(%)
7 d无侧 限强度平
标准强度
均值 (MPa) (MPa)
3
2115
814
415
310
4
2117
818
515
310
再生混合料 5
2121
812
611
[ 2 ]李宗民. 水泥稳定冷再生混合料配比设计的试验研究 [ J ]. 交通标准化 , 2008.
收稿日期 : 2010 202204
4 0 西部交通科技
ROAD EN G IN E ER IN G
道路工程
W estern China Comm un ica tion s Science & Technology
西部交通科技
文章编号：1673 4874 (2010) 02、03 0037 004
水泥稳定碎石冷再生混合料 无侧限抗压强度试验研究
王晓刚 1, 2 ,陈海峰 2
采用水泥稳定碎石冷再生施工技术比普通水 泥稳定碎石施工技术优越 ,前者成本低 、工期短 、 交通干扰小 ,适合目前我国提倡的循环经济 、环保 经济等方面的要求 ,同时 ,废弃物利用具有一定的 环保价值和社会价值 ,是公路维修 、改造的优选方 法。
图 4 抗压强度变化情况曲线图
412 试验结果分析 以上结果表明 : (1)对于再生混合料 , 7 d无侧限抗压强度随着
该路段 ( K1362 + 426 ～ K1370 + 000、K1377 + 800～K1379 + 600)全长 9139 km,行车道宽度为 2 × 810 m,共计路面大修面积为 150 240 m2。路面大修 结构层为 : 26 cm水泥混凝土面层 + 1 cm沥青下封层 + 20 cm水泥稳定碎石冷再生基层 (刨除 6 cm沥青面 层后 ,就地冷再生 20 cm的旧水泥稳定碎石基层作为 新基层 )。路面结构维修方案如图 1所示。
2 旧混合料组成分析
从实际的工程情况和有利于简化现场试验程 序的目 的出发 ,对 旧混 合料 的最 基本 的特 性颗 粒 ———碎石组成进行分析 ,以检测旧混合料的级配 情况是否满足设计规范 。
依托工程道路按规定要求进行整形处理 ,经冷 再生机 按 规 定 的 深 度 ( 20 cm ) 、进 行 速 度 ( 6 ～ 12 m /m in)和转子速度 (150 转 /m in)进行铣刨后得 到了具有一定级配的旧混合料 。任意从 K1378 + 845、K1378 + 945、K1378 + 020和 K1378 + 350四个 地点取样 ,按照相关规范和规程进行筛分试验 。试 验及计算结果如图 2和图 3所示 。
参照 G108 国道 (北京 2昆明 ) 、G320 国道 (垌 乡 2崇福 )水稳层再生的经验数据 ,结合实际再生混 合料中部分碎石已钙化 ,强度较低 ,因此 ,再生混合 料的早期强度不宜要求过高 ,本大修工程定出冷再 生水泥稳定混合料 7 d无侧限强度标准参考值为 310 MPa。 312 试件的备制
件分别进行无侧限抗压强度试验 ,步骤如下 :
(1)将已浸水一昼夜的试件从水中取出 ,用轻
布吸去试件表面的可见自由水 ,并称试件质量。
(2) 用 游 标 卡 尺 测 量 试 件 的 高 , 准 确 到
0101 mm。
(3)将试件放在 200 t万能压力机上试压 。适
宜的压力 600～800 kN,如果达到 800 kN试件还没
1 工程概况
国道 324线岑溪 2容县一级公路 (容县段 )是广 西第一条沥青混凝土一级公路 。自 2001年建成通 车之日起即成为了广西连接广东重要的经济交通 干线 ,平均每日交通量达 10 929车次。在运营 7年 后 ,该段路面面层出现了网裂 、龟裂 、车辙 、臃包 、沉 陷、泛油等病害现象 ,主要原因为交通量增长过快 , 超大、超载车辆过多 ,造成路面早期破坏且破损越 来越严重 。近几年养护部门虽然不断地加大养护 力度 ,但由于原有道路存在的诸多病害使其难以达 到一级公路的使用功能和服务水平 。通过外业测 量得出的数据表明 ,全路段路面破损率 DR 值达到 1818% ,综合破损评价 PC I = 49176,路面破损状况 等级评定为次等 。鉴于 G324线容县段的道路路面 现状 ,经广西壮族自治区交通厅科学决策 , 2007年 , 广西壮族自治区发展经济委员会批准该大修工程 立项 。
(11广西大学 ,广西 南宁 530004; 21广西交通职业技术学院 ,广西 南宁 530023 )
摘 要：文章以国道 324线岑溪 2容县一级公路 (容县段 )为依托工程 ,对水泥稳定 碎石冷再生混合料与普通水泥稳定碎石混合料分别进行无侧限抗压试验 ,测定两 者强度变化情况。对比试验结果得知 ,相同水泥剂量下的再生混合料抗压强度略 低于普通水泥稳定碎石混合料 ,相差值在 014 MPa内。 关键词：水泥稳定碎石 ;再生混合料 ;抗压强度 ;试验 ;力学性能 中图分类号：U414 文献标识码：A
图 2 K1378 + 845和 K1378 + 945 旧混合料通过率曲线图
3 8 西部交通科技
图 3 K1378 + 020 和 K1378 + 350旧混合料通过率曲线图
从图 2和图 3来看 ,级配曲线平顺圆滑 ,筛分 结果表明 ,旧混合料基本符合《公路路面基层施工 技术规范 》( TJT03422000)要求的基层集料 3#级配 , 级配情况良好 。
( 2 )相同水泥剂量下的再生混合料抗压强度 略低于普通水泥稳定碎石混合料 ,但相差值仅在 014 MPa内 ,可以通过优化再生混合料配合比、控制 掺水量等技术手段来提高再生混合料的力学性能 。
5 结语
再生混合料和普通水泥稳定碎石混合料的力 学性能存在一定差异 ,再生混合料抗压强度明显低 于普通水泥稳定碎石混合料 ,但相差值较小 ,可以 采用经过优化后的水泥稳定碎石冷再生混合料做 道路基层 。
2010年第 2、3期 总第 32期 37
本文结合国道 324线岑溪 2容县一级公路 (容 县段 )大修工程的施工实践 ,介绍再生混合料和普 通水泥稳定碎石混合料无侧限抗压强度试验 ,测定 两者强度变化情况 ,找出水泥与旧混合料的最佳配 合比 ,充分认识水泥稳定碎石冷再生混合料的力学 性能 ,为类似工程提供参考 。
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;1
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)
:
1
2
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作者简介 王晓 刚 ( 1981—) , 男 , 河北唐山人 ,硕士研究 生 ,研究方向为道路与 桥 梁 工 程; 陈 海 峰 (1965—) , 男 , 广 西 南 宁人 ,教授 ,研究方向为 土木工程。
1 :
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2 ;;
0 前言
水泥稳定碎石冷再生技术 ,即基层施工采用就地冷再生工艺技术 ,通过铣 刨原路基层 ,利用原路的旧混合料 ,掺配合适比例的水泥 ,形成新的水泥稳定碎 石基层 。
水泥剂量的增加而增加 ,以上范围水泥剂量的平均 强度均超出准参考值 310 MPa,满足标准强度要求 。 但 3 % ～5%水泥剂量强度增长速度较大 , 5% ～ 7 %水泥剂量强度增长速度较小。根据实验结果确
参考文献
[ 1 ]J TJ 057 294,公路工程无机结合料稳定材料实验规程 [ S ].
3 再生混合料和普通水泥稳定碎石混合料 的无侧限抗压强度试验
根据《公路工程无机结合料稳定材料实验规 程 》(JTJ057294) [1 ] T0804294方法 ,对 3%、4%、5%、 6%、7%五种水泥剂量下的再生混合料和普通水泥 稳定碎石混合料进行重型击实试验 ,确定其最佳含 水量和最大干密度 ,完成试件的制作和养生 ,进行 无侧限抗压强度试验 [2 ] 。 311 强度标准的选择
有达到高度要求 ,压力机卸载后再压 ,以释放试件
内的空气压力 ,重复该过程 ,直至高度满足偏差
≯015 mm为止 。试验过程中 ,使试件的形变等速增
加 ,并保持速率为 1 mm /m in。当试件受到破坏时
记录试件破坏时的最大压力 P ( kN) 。
(4)试件的无侧限抗压强度 R计算公式为 :
A =πD2 /4
包裹好后 ,进行恒温恒湿养生 ,养生时间为 7 d,温
度控制在 25 ±2℃,湿度 > 95%。养生期最后一天
应把试件浸泡在水中 ,水深高过试件顶 2～5 cm。
移动试件时应轻拿轻放 ,防止试件受损 ,当试件受
损质量 > 10 g时 ,该试件视为废件 ,须重新制作 。
313 试验步骤
Fra Baidu bibliotek
将再生混合料和普通水泥稳定碎石混合料试
试件形状 、尺寸 :采用 < 150 mm ×150 mm的圆 柱体试件 。
试件成型 :分别对水泥剂量为 3%、4%、5%、
6%、7%的再生混合料和普通水泥稳定碎石混合料
在最佳含水量下以 98%的压实度用静压法成型试
件 ,每种水泥剂量均做两组试件 ,每组 9个试件。
试件养生 :经称量及测量过的试件用塑料薄膜
310
6
2123
816
613
310
7
2133
819
617
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2130
618
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普通水泥 4
2131
616
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稳定碎石 5
2132
712
613
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混合料 6
2133
618
615
310
7
2134
514
619
310
定出冷再生施工中 ,水泥与旧混合料的最佳配合比 为 5∶95,即最佳水泥剂量为 5%。施工现场采用 的水泥剂量应比试验室确定的最佳剂量多 015% , 即最后确定施工水泥剂量应为 515 %。
(1)
Rc = P /A
(2)
式中 : A ———试件截面积 , mm2 ;
D ———试件直径 , mm;
Rc———无侧限抗压强度 ,MPa; P ———试件破坏时的最大压力 , kN。
( 5)将试验数据填入试验表格内 。
4 试验结果与分析
411 试验结果 无侧限抗压强度对比试验结果见表 1、图 4。
该工程是全广西第一条采用水稳碎石冷再生 基层新工艺来对沥青混凝土路面的水稳层进行大 修的一级公路 ,不仅旧水稳层的废料可以重新利用 为新基层的原料 ,原来路面的沥青废料也可以再生 为路肩原料 ,这是广西公路养护工程在路面大修设 计方面的经验总结 ,及变废为宝、减少环境污染等
图 1 路面结构大修方案图
2010年第 2、3期 总第 32期 39
表 1 对比试验结果汇总表
混合料
水泥剂量
最大 干密度
( % ) ( g / cm 3 )
最佳 含水量
(%)
7 d无侧 限强度平
标准强度
均值 (MPa) (MPa)
3
2115
814
415
310
4
2117
818
515
310
再生混合料 5
2121
812
611
[ 2 ]李宗民. 水泥稳定冷再生混合料配比设计的试验研究 [ J ]. 交通标准化 , 2008.
收稿日期 : 2010 202204
4 0 西部交通科技
ROAD EN G IN E ER IN G
道路工程
W estern China Comm un ica tion s Science & Technology
西部交通科技
文章编号：1673 4874 (2010) 02、03 0037 004
水泥稳定碎石冷再生混合料 无侧限抗压强度试验研究
王晓刚 1, 2 ,陈海峰 2
采用水泥稳定碎石冷再生施工技术比普通水 泥稳定碎石施工技术优越 ,前者成本低 、工期短 、 交通干扰小 ,适合目前我国提倡的循环经济 、环保 经济等方面的要求 ,同时 ,废弃物利用具有一定的 环保价值和社会价值 ,是公路维修 、改造的优选方 法。
图 4 抗压强度变化情况曲线图
412 试验结果分析 以上结果表明 : (1)对于再生混合料 , 7 d无侧限抗压强度随着
该路段 ( K1362 + 426 ～ K1370 + 000、K1377 + 800～K1379 + 600)全长 9139 km,行车道宽度为 2 × 810 m,共计路面大修面积为 150 240 m2。路面大修 结构层为 : 26 cm水泥混凝土面层 + 1 cm沥青下封层 + 20 cm水泥稳定碎石冷再生基层 (刨除 6 cm沥青面 层后 ,就地冷再生 20 cm的旧水泥稳定碎石基层作为 新基层 )。路面结构维修方案如图 1所示。