水泥稳定碎石混合料配合比设计(h).

水泥稳定碎石混合料配合比设计

杭徽高速公路采用水泥稳定碎石路面基层，试按现行技术规范所要求的方法进行水泥稳定碎石混合料配合比设计。

[设计资料]

1.高速公路，路线所经地区属暖温带气候，基层水泥稳定碎石30cm厚，7d无侧限抗压强度要求值4.0MPa。

2.水泥要求以32.5号慢凝(要求终凝时间宜在6h以上)复合水泥为宜；碎石集料压碎值不大于30％，碎石集料中小于0.5mm材料的塑性指数小于9，碎石集料级配应符合表1规定的级配要求。

碎石集料级配规定范围表1

3.施工时混合料采用厂拌，铺筑现场采用摊铺机摊铺，分两层碾压成型，下层厚18cm，上层厚12cm，压实度指标按98％控制。

[设计步骤]

1.原材料检验及选定

(1)水泥：当地可供应32.5号慢凝普通硅酸盐水泥，经检验各项技术指标均满足有关规范

的要求，可以采用。其主要技术指标试验结果列入表2中。

(2)碎石：当地某石料场可提供19～31.5mm碎石、9.5～19mm碎石、4.75～9.5mm碎石和0～4.75mm 的石屑，碎石集料压碎值分别为27.0％、25.3％和26.8％，石屑中小于0.5mm料塑性指数为8。对三种规格碎石材料进行筛分试验，根据筛分结果通过试算法组配混合石料，经计算混合石料级配满足设计要求，可采用。计算结果如表3。

水泥材料试验结果汇总表表2

矿料筛分和集料级配计算结果裹表3

碎石材料的风干含干量，实测值为0.42％，在此例计算中碎石料的含水量按零计。

图1 级配曲线图

2.确定水泥剂量的掺配范围

水泥稳定级配碎石路面基层，设计要求7d 无侧限饱水抗压强度不小于4.0MPa ，根据经 验，水泥剂量按3.5％、4.0％、4.5％三种比例配制混合料，即水泥∶碎石为：3.5∶100，4.0∶100，4.5∶100。 3.确定最佳含水量和最大干密度

对四种不同水泥剂量的混合料做标准击实试验，确定出最大干密度和最佳含水量如表4。

混合料标准击实试验结果表 表4

4．测定7d 无侧限抗压强度

⑴制作试件：水泥稳定缎配碎石路面基混合料强度试件的制备，授现行技术规范规定采用Φ150mm ×l50mm 的圆柱体试件，每种水泥剂量按13个试件配制，工地压实98%控制，现将制备试件所需的基本参数计算如下：

①配制一种剂量一个试件所需的各种原材料数量

成型一个试件按7000g 混合料配制，取水泥和碎石材料的含水量为0，先计算水泥剂量为4%和各种材料数量：

水泥：g 2.26941004

7000=+⨯

集料：g 8.67304

100100

7000=+⨯

需加水量：7000×6.1%=427.0g ②制备一个试件需要混合料的数量

g

w k V m d 4.6427%)1.61%(98332.2154

15)1(2

0=+⨯⨯⨯⨯=

+=πρ

③用同样的方法对水泥剂量为3.5％和4.5％的混合料制件参数进行计算，并按计算结果进行配料及成型试件。

(2)测定饱水无侧限抗压强度，试件经6d 标准养生ld 浸水，按规定方法测得7d 饱水无侧限抗压强度结果如表5。

抗压强度试验结果汇总表 表5

注：表中Z a 取1.645计算。 5.确定试验室配合比(日标配合比) 通过以下方法确定水泥最佳剂量：

(1)比较强度平均值和设计要求值，根据试验结果，水泥剂量为3.5％、4.0％、4.5％时试件强度平均值均满足不低于4.0MPa 设计值要求。

(2)考虑到试验数据的偏差和施工中的保证率，对水泥剂量 4.0％、4.5％时的强度数据通过公式

)1/(V a d C Z R R -≥验算，对高速公路，取95％的保证率，则系数Za=1.645，通过计算，水泥剂量为

4.0％和4.5％强度能满足强度指标要求。

(3)从工程经济性考虑，4.0％的水泥剂量为满足强度指标要求的最小水泥用量，为最佳水泥用量。 则试验室配合比为：

水泥∶集料=4∶100，混合料的最佳含水量为6.1％，最大干密度为2.332g ／cm3，施工时压实度按98％控制。

6.确定生产配合比

根据施工现场情况，对试验室确定的配合比进行调整，对集中厂拌法施工，水泥剂量要增加0.5％，对粗粒土拌和，含水量要较最佳含水量大0.5％-1.0％，所以经调整后得到的生产配合比为：

水泥∶集料=4.5∶100，混合料含水量6.5％，最大干密度为2.332g/cm 3，施工时压实度按98％控制。

参考文献

1、JTJ 034-2000《公路路面基层施工技术规范》。