二灰稳定土配合比设计及施工

二灰稳定土配合比设计及施工
32二灰稳定土配合比设计及施工
二灰稳定土配合比设计及施工
兴六建设指挥部苏波秦贵
【摘要】二灰稳定土基层,是高速公路路面构造的重要组成部份,它起着承托路面和扩散路面应力的
作用,二灰稳定土配合比及施工质量,直接影响路面的承载能力和耐久性.本文介绍了兴六
高速公路路面基层二灰稳定土配合比的设计方法和对基层的施工要求,供大家参考.
【关键词】二灰稳定土配合比设计
1工程简介
兴六高速公路由主线和联线组成,线路主线K1824-980一K2824-333.62为高速公路,全长99.81km;兴业联线为一级公路,全长12.93km;贵港联线为一级公路全长18.44km;横县联线为二级公路全长20.80km;山心支线为二级公路全长1.825km;建设工期为24个月,本项目的建成对推动广西经济发展和沿线各市县经济发展将起到十分重要的作用.
不同等级公路路面的基层,都对路面的整体承载力有很大提高,可避免路面早期损坏,使路面的使用性能提高,使用寿命增长.
2二灰稳定土的材料要求
二灰稳定土由水泥,石灰,粉煤灰,碎石组成,其中水泥,石灰,粉煤灰为水硬性无机结合料.
2.1石灰
(1)石灰应符合《GB1594—79》标准三级以上的技术指标.
(2)石灰应在用于工程之前七天,充分消解成能通过10mm筛孔的粉状,并尽快使用.
(3)石灰应设棚存放,并能防风避雨.
2.2粉煤灰
粉煤灰中主要成分活性Sio2,Al2O3和Fe2O3的含量应大于总质量的70%,粉煤灰的烧失量不应超过20%,粉煤灰的比表面积宜大于2500cm2/g.干粉煤灰和湿粉煤灰都可以使用.干粉煤灰如堆在空地上,应加水防止飞扬造成污染;湿粉煤灰的含水量不宜超过35%.为节约成本,一般采
用三级灰.
2.3水泥
普通硅酸盐水泥,矿渣硅酸盐水泥,和火山灰质硅酸盐水泥均适用于稳定土.但不得使用快硬水泥,早强水泥及已受潮变质的水泥.宜采用标号325或425的水泥.
2.4碎石
用于基层混合料中,集料的最大粒径不应大于31.5mm,小于0.075mm颗粒的含量宜接近0,
压碎值不大于26%,液限小于28%,塑性指数小于6%或9%(潮湿多雨地区塑性指数宜小于6%, 其他地区塑性指数宜小于9%).级配应符合表1.
工程科技2003年第2期33
表1通过下列筛孔(方孔筛)的质量百分率
I粒径(mm)31.5199.54.752.360.60.075
通过率(%)10081～9852～7030～5018～386～200～7
基层级配碎石中,小于0.075的颗粒含量宜接近于0是非常重要的,笔者做过这样的试验,当小于0.075的颗粒含量超过规定约5～6%,外掺水泥用量增加到3%时,二灰土的强度只有1.4MPa,当0.075以下的颗粒含量在10%左右时,即便将外掺水泥用量减为1%,其强度也高达
1.98MPa,由此可见0.075以下颗粒含量的影响.
2.5水
水应洁净,不含有害物质,PH=7.
3配合比的选定
(1)设计时石灰稳定土的7天浸水抗压强度应大于0.8MPa.
(2)设计配合比为:石灰:粉煤灰:碎石=5:15:80,外掺1%水泥.
(3)通过用重型击实试验求出二灰稳定土的最大干密度:
分别制做含水量为5.5%,7.0%,8.5%,9.0%,10.5%的试件,求出各试件的干密度,见表2,
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含水盈(%)
(4)制作二灰稳定土无侧限抗压强度试件的材料计图1击实曲线
算(试模标准尺寸015cm×15cm):
①单个试件标准体积:(15××3.1415×15=2651(cm3).
②基层的压实度为98%,压实后的干密度应达到2.13×0.98=2.09(g/crn3).
③单个试件干材料的质量为2651×2.09=5540(g),外掺1%水泥,即将2651cma的体积分成101份,亦即将5540g干材料分成101份,每份材料的质量为5540g÷101=54.85(g).
④单个试件配料:
单个试件混合料(不包括水泥)的质量为5540—54.85=5485.2(g)
水泥:1×54.85:54.85(g)
石灰:5×54.85=274.3(g)
粉煤灰:15×54.85=822.8(g)
碎石:80×54.85:4388(g)
水:5540~0.085=471(g)
(5)材料准备
将13个试件的材料分别配好(水泥除外),单独加水拌和均匀(也可将13个试件的材料合在一起拌和均匀),闷料2个小时.
闷料快结束时,将水泥加入并拌和均匀(如果将13个试件的材料拌在一起,应小心地将拌和物
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均匀的分成13份),在一小时内将试件成型完毕.
(6)试件成型
将试模和上下压柱涂一层薄机油,把下压柱放进试模下部并外露2em左右,将一份材料分2～3次倒入试模中,每次都将试料捣匀,然后放入上压柱,也应使其外露2em左右.
试模连同上下压柱一起放到试验机上加压,直到上下压柱都压入试模为止.维持压力lmin.
解除压力后,取下试模,拿去上压柱,在脱模器上顶出试件,称试件质量,准确到5g,用游标卡尺量
试件高,准确到0.1mm.
(7)试件养生
称量后的试件应立即用塑料薄膜包覆并放到恒温恒湿的养护室内保湿养生7d,养护温度应控制在25℃±2℃.
养生期最后一天,应再次称试件的质量,养生期间质量损失不得大于10g,超过此规定的试件应作废.将称量后的试件浸泡在水中,水深应高于试件2.5cm.
(8)试验步骤
①将已浸水一昼夜的试件从水中取出,用旧软布吸去试件表面自由水,并称试件的质量.
②用游标卡尺量试件的高度,精确到0.1mm.
③将试件放到压强仪(用50kN或100kN的应力环,并配置球座)或试验机(≤120kN度盘)下
压板上,进行抗压试验.试验过程中,应使试件的压缩变形等速增加,并保持速率约为lmm/min. 记录试件破坏时的最大压力P(N).
④从试件内部取有代表性的样品测定其含水量.
⑤按下式计算试件的无侧限抗压强度:
Rc=P/A=0.000057P(MPa)
⑥允许偏差:大试件偏差系数cv(%)不应大于20%,中试件偏差系数Cv不应大于15%,小
试件偏差系数Cv不应大于10%.
4施工要求
4.1松铺系数的确定
选择一试验段,通过碾压测试压实度和厚度的关系以确定松铺系数.
4.2混合料的拌和,运输
设拌和站拌和二灰碎石料.拌和出的混合料要均匀,颜色一致,无离析现象,拌和站的拌和速
率为每分钟4～5吨混合料.工地试验室及时抽检混合料的石灰剂量,达到5%以上方可装车出站;如天气特别干燥,运距又远时,车斗必须加以覆盖.
4.3摊铺
混合料运至现场两车以上才可开始摊铺,以减少摊铺机停顿造成的表面波浪;摊铺速度要均匀,平均每分钟lm,表面要平整.摊铺机两侧派专人看管传感器及摊铺出的料面与控制绳的误差,
用2m直尺测定平整度并及时调整.摊铺时的含水量应高于最优含水量1%～2%,以补偿摊铺,碾
压过程中的水分损失.运到现场的?昆合料应及时摊铺,现场存放时间不得超过24小时.
4.4碾压成型
在混合料摊铺出至少30m后,压路机方可上基层碾压,以减少每工作段的接缝,确保表面的平整度.碾压时先静压两遍再开振动,先压两侧后压中间,每道轮迹重叠1/2轮宽;每次的停机处应
交错分开,以免集中停在一处造成局部鼓包.
4.5养生
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石灰,粉煤灰稳定土在养生期间应保持一定湿度,时间应不少于7天.养生方法可视具体情况采用洒水,覆盖砂或沥青膜等.养生期间应封闭交通;当不能封闭时,可应将车速度限制于30km/
h以下,但应禁止重型车辆通行.
4.6温度对二灰稳定土施工的影响
在较低温度条件下施工,对二灰稳定土的强度有影响.笔者曾做过不同温度条件下,不同水泥掺量的二灰土强度试验,采用的主要材料为水泥:红河牌32.5MPa,粉煤灰:贵糖,石灰:横县,碎石:德宝石场.试验结果见表3.
表3二灰土的强度试验
温度(℃)水泥掺量(%)平均强度R(MVa)标准差S(MVa)变异系数Cv(%)
251.01.700.1317.7
1.01.630.1157.5
151.51.650.1257.8
2.01.890.1557.9
1.01.460.1409.6
101.51.600.1036.4
2.01.820.1709.3
1.01.420.14410.1
51.51.580.1127.1
2.01.740.207l1.9
试验表明,不同温度条件下,对二灰土的强度影响明显,随着温度的降低,强度也降低.当室内
标准试验的二灰土强度大于1.4MPa时,施工可不采取措施;但当室内标准试验的二灰土强度小于
1.4MPa时,施工应采取一定的保温措施.从全线的施工情况看,即使室内试验的二灰土强度较高,仍有个别单位钻取不出芯样(大于1.5MPa),所以施工单位应视施工条件采取相应的措施. 5质量检测
施工过程中的质量管理包括外形尺寸及质量的控制和检查.外形尺寸检测项目包括厚度及平整度,质量控制检测项目包括压实度须达到98%,弯沉值不利季节不大于62,有利季节不大于46,
钻取的芯样必须完整成型,并不是每次都能钻出芯样来,由于粗骨料离析,强度不足,拌和站配料不
准确等,都可能影响钻芯取样.
6认识和体会
(1)二灰稳定土基层的防水作用.
施工初期,我们对二灰稳定土基层的认识还不十分清楚,对二灰稳定土的配合比及施工均没有足够重视,造成了底基层和路基的大量返工.有的底基层已经交验,经过一场大雨之后,复测弯沉
值就不合格了,只有进行返工;95区路基地被雨水泡软,弯沉值同样不合格,不得不返工,并采用外
掺水泥的方法来增加填土强度,以满足弯沉值的需要,然后尽快用二灰稳定土做底基层加以覆盖以
防雨水再次浸泡,这就大大增加了施工的成本.从这一教训中认识到二灰稳定土的防渗作用后,施
工中加快了二灰稳定土基层的施工,利用基层作防水封闭,这样就不会影响混凝土路面施工. 手’■—蕾一郅If霸疆疆～’’
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(2)封油层的作用.
两油两料的封油层使水不能与基层接触,达到保护基层与底基层的作用,同时还有一个重要的柔性作用,当混凝土路面受重型汽车刹车时的巨大冲击力作用时,封油层沥青之间会发生微小的缓
冲移动,可以防止混凝土路面断裂.路面混凝土施工要锯缝,以释放混凝土的内应力,但在锯缝
处
难免有水浸入,如果没有封油层,会使基层软化造成路面断裂.
(3)基层稳定是混凝土路面施工的关键.只有提供了较长的基层工作面,才能确保混凝土路面摊铺的速度.
(4)二灰稳定土基层起着覆盖底基层的作用,是多雨季节和多雨地区施工的关键,它既保护了怕雨水影响的底基层和95区的弯沉值,同时又为路面快速施工创造了工作面.
(5)做好二灰稳定土的配合比设计,精确计量,才能保证二灰稳定土的优良品质.
(6)基层是直接影响混凝土(沥青)路面早期破损的关键因素.
(7)提高基层的质量能使路面的使用性能提高,使用寿命增长.
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