杭金衢高速公路基层二灰砂砾混合料配合比设计要点

文章编号:1001-7291(2003)02-0017-03 文献标识码:B

杭金衢高速公路基层二灰砂砾混合料配合比设计要点

帅长斌,成安洪

(江西交通工程咨询监理中心,江西　南昌　330008)

摘要:论述了杭金衢高速公路某合同段路面底基层、基层石灰、粉煤灰稳定级配砂砾混合料配合比的设计方法;介绍了路面底基层、基层二灰砂砾组成设计;对有关试验数据进行了分析;

总结了二灰砂砾在进行底基层、基层配合比设计时应注意的要点。

关键词:高速公路;二灰砂砾;配合比;设计

杭金衢高速公路衢州境内沥青混凝土路面结构设计为20cm(二灰砂砾底基层)+32cm(二灰砂砾基层)+7cm(AC-25I型粗粒式沥青混凝土下面层)+6cm(AC-20I型中粒式沥青混凝土中面层) +4cm(A K-13A调整型沥青混凝土抗滑表层)。其中,二灰砂砾底基层、基层设计7d无侧限抗压强度分别为016MPa、110MPa。

1　原材料选择

111　砂砾的选择

该合同段地处浙西丘陵盆地区,衢江北岸,区域内河流交织如网,衢江小支流较发育,河岸两边天然河滩料储藏量极为丰富。通过对当地的河滩料进行的颗粒分析(如图1)等试验,得出如下结论。

(1)天然最大粒径为200mm;

(2)有效颗粒(即小于3115mm)总含量分别为42%、38%、35%;

(3)天然河滩料不可直接用于底基层、基层施工,但能通过破碎加工得到施工所需的材料。根据二灰拌和站所用拌和设备只能使用3个砂砾仓的实际情况(另一料仓用于储装粉煤灰),确定将河滩料破碎筛分成0～4175mm、4175mm～1910mm、1910 mm～3115mm三档规格,可同时满足高速公路的底基层、基层对级配砂砾的规格要求。各档材料取代表性样品进行颗粒分析(图2)、液塑限、压碎值等试验见表1。

112　石灰的选择

衢州近郊石灰石储量丰富,生石灰、消石灰生产量大,但大多数为家庭作坊式的生产。通过对生产厂家的实地调查了解和原材料代表性样品的大量试验发现,生石灰和消石灰均基本符合Ⅲ级钙质技术指标的要求。采用外购磨细钙质消石灰粉进行配合比设计(试配比时选用有效钙和氧化镁含量大于或等于5510%的消石灰)并用于指导施工。石灰的技术指标见表2。

　表1砂砾材料技术指标

规　格

(mm)

项 目

压碎

值

%

针片

状

%

含泥

量

%

视密

度

g/cm3

毛体

积密

度

堆积

密度

g/cm3

空隙

率

%

吸水

率

%

有机

质含

量

液塑

限

%

0～4.75//11121653/115534115/

W l=24.2

Wp=19.1

Ip=5.1 4.75～19.017.78.10.8 2.6422.5031.57040.60.5

19.0～31.5/7.50.6 2.6302.5161.56040.70.5

　表2石灰　消石灰技术指标

类别

项 目

有效钙

加氧化镁

%

未消化残渣

含量(5mm筛的

筛余%)

含水

量

%

细 度

0.71mm

方孔筛的

筛余%

0.125mm

方孔筛的

累计筛余%

氧化

镁含

量%常山石灰72～787～13---2～4 III级钙

质生石灰

≥70≤17---≤5常山钙

质石灰

50～60-1～20～1-1～3 III级钙

质消石灰

≥55-≤4≤1-≤4 113　粉煤灰的选择

对巨化热电厂原排粉煤灰取代表性样品进行试验分析,SiO2、Al2O3和Fe2O3的总含量>70%,烧失量<20%,天然含水量在30%左右,比表面积>2500

第2期(总第141期)华东公路No.2(Total　No.141) 2003年4月20日EAST CHINA HIGHWA Y April　2003

3　收稿日期:2002212223

修回日期:2003202228

cm 2/g ,属合格灰,其颗粒组成见表3(试配比时选

用堆放场中当年的粉煤灰)

。

图1　河滩料粒径曲线示意

注:①西山料场;②上方料场;③帝皇滩料场

;

图2　三档材料级配示意

注:①1910mm ～3115mm 规格;②4175mm ～1910mm 规格;③0～4175mm 规格;

　表3

巨化粉煤灰级配组成

采样地点通过下列筛孔(mm )的通过百分率%

2 1.20.60.30.150.074储灰仓

10099.582.374.165.447.8堆放场

100

97.2

77.8

69.5

61.9

43.7

2　二灰砂砾混合料设计步骤

211　确定消石灰　粉煤灰比例

按消石灰:粉煤灰质量等于20∶80、30∶70、40∶60、50∶50、60∶40、70∶30的不同比例混合,用

重型击实方式获得各自的最大干密度和最佳含水量

后,都用无侧限试模在98%压实条件下制作无侧限试件,在温度25℃±2℃(北方养护温度为20℃±2℃

),湿度>90%的恒温恒湿养生室内先用塑料袋包覆养生6d ,再除去塑料袋浸水养护24h 后,进行无侧限抗压强度试验。结果见图3。消石灰与粉煤灰之为50∶50时的强度最高。根据此试验结论,暂定底基层、基层分别采用消石灰:粉煤灰等于

30∶70及50∶50左右比例进配合比设计。

表4三档砂砾材料掺配后级配表

规格组成

筛 孔(mm )

37.531.519.09.5 4.75 2.36 1.180.600.075

19～31.54.75～19.0

19.0～31.520∶40∶401001008254.245.332.123.915.80.619～31.54.75～19.0

19.0～31.510∶50∶40

1001009159.948.432.524.115.90.9底基层级配范

围(通过率%)100

85～10065～8550～7035～5525～4517～3510～270～15基层级配范围(通过率%)100

85～10055～7539～5927～4717～3510～250～10212　确定砂砾比

根据规范规定的级配要求,对0～4175mm 、4175mm ～1910mm 、1910mm ～3115mm 三档规格砂砾用绘图法和试算法进行掺配组合,使掺配后的砂砾集料级配符合级配要求,最大粒径小于3115mm ,

—18—华东公路2003年第2期