对二灰碎石配合比设计的初步思路
为了解决好以上相互制约的几个问题,我们在进行二灰碎石配合比设计时。根据三个不变、一个控制、一个提高的原则,即保证80%以上粒料比例不变、0.8MPa无侧限抗压强度不变、集料连续级配不变,控制5mm以下粒料用量,提高2mm以上粒料用量。这样设计以嵌挤型代替胶结型,减少收缩,增大粗粒料用量,减少对水的敏感程度,减少整体材料的孔隙率、比表面积和含水量,大幅度降低干燥收缩,以适当级配代替单一级配,减少碎石单一缺少连接面易造成离析和平整度差的问题。
根据以上设计原则,我们对宁连一级公路连云港段二灰碎石级配进行调整,并通过了交通厅组织的专家评审。其混合料合成级配见表6。
二灰碎石混合料合成级配 表6
通过下列圆孔筛的重量
(%)
40
30
20
10
5
2.5
0.5
0.074
中 值
100
84.5
73.0
47.5
37.5
30
20
6.0
范 围
100
71~98
58~88
35~60
30~45
25~35
10~30
3~9
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为了对比推荐级配和规范级配以及单一级配的各项性质进行了室内试验(击实、抗压强度、模量和干、温缩),结果见表7、表8。
各级配击实试验结果 表7
级配含量(%)
类型
项目
单一级配
规范级配
推荐级配
集料
组成
(%)
1-3碎石
100
10
37.5
1-2碎石
27.5
37.5
石屑
62.5
2.5
Ydmax(g/cm3)
2.01
1.96
2.01
WO(%)
8.9
9.3
9.4
注:混合料的配合比为8:12:20
强度、模量试验结果表 表8
指标
龄期
级配
抗 压 强 度
(MPa)
抗压回弹模量
(MPa)
7d
28d
90d
180d
90d
180d
单一级配
1.07
2.74
4.26
6.14
1240
1480
规范级配
1.56
3.92
5.82
8.06
2120
2410
推荐级配
1.23
3.12
5.29
7.54
1750
1980
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注:以上数值均为代表值。
通过干缩和温缩试验绘制的各种级配图分别为干缩应变与时间变化(图1)、干缩应变与失水率关系(图2)、干缩系数与失水率关系(图3)、温缩应变与温度关系(图4)、平均温缩系数与温度关系(图5),图中1号为推荐级配,2号为规范级配,3号为单一级配。

室内试验表明各级配的7d无侧限抗压强度均满足要求,为进一步研究不同级配在施工中的可操作性和路用性能,我们在宁连一级公路南马段铺筑了试验路,试验路长度300m,三种不同级配的二灰碎石各100m,施工时间为1995年6月28日~7月9日。混合料的配合比均为8:12:80。施工过程的检测结果见表9、表10、表11。
平整度检测表 表9
级配种类
平均值
标准差S
h=h+1.645s
技术标准
单一级配
6.4
3.12
11.48
<10mm
规范级配
4.9
2.10
7.95
<10mm
推荐级配
5.1
2.52
9.24
<10mm
工地7d无侧限抗压强度试验表 表10
级配种类
试件个数n
平均值
标准差
偏差系数
Rd/(1-ZaCv)
单一级配
26
1.29
0.30
23.3
1.30
规范级配
13
1.62
0.193
11.9
1.0
推荐级配
26
1.25
0.229
18.3
1.14
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弯沉检测表 表11
级配种类
检测日期
平均值1
标准差S
1r=1+ZaS
备注
单一级配
1995.7.21
19.75
7.94
36
成型日期
1995.7.9
1995.9.24
9.64
4.12
18
1996.4.17
7.71
3.11
12
规范级配
1995.7.21
14
6.94
28
成型日期
1995.7.2
1995.9.24
7.52
3.09
13
1996.4.17
7.25
3.39
12.8
推荐级配
1995.7.21
17.6
4.50
27
成型日期
1995.6.30
1995.9.24
10.1
4.42
19
1996.4.17
6.86
3.18
12.1
由于条件所限试验路采用平地机施工,通过检测,推荐级配和规范级配的平整度(三米直尺)均能满足施工规范的要求,3种级配的7d无侧限抗压强度均满足要求,虽然早期弯沉表现各异,但后期弯沉基本相同。www.tmgc8.com
试验路施工时正值高温多雨的季节,混合料的含水量较大,加之成型后未立即筑下封层,基层未做到保温养生,暴晒时间较长。在铺设下封层后2个月即在下封层上发现裂缝(此时尚未反射到中面层),经过一个冬季,裂缝有所增加,且全部反射到中面层。
规范级配的裂缝率(m/100m2)为15.5%、推荐级配的裂缝率为11.5%、单一级配的裂缝率为5.7%。而推荐级配在大规模推广生产时,由于含水量控制较好,因而反射裂缝率在4%左右。
试验路的裂缝率从另一个侧面也反映了集料级配对反射裂缝的影响程度。
通过室内试验和试验路的铺筑可见,以上设计思路是可行的,对于减少裂缝、减少石屑用量、方便施工是有利的。并且,在采用集中厂拌、摊铺机摊铺和加强施工控制前提下,其平整度和强度是能够达到设计要求的,而且压实后表面粗糙、石子外露对于沥青面层的联结也极为有利。
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