水泥稳定碎石的研究进展论文

水泥稳定级配碎石透水基层主要利用级配碎石的渗透性与水泥稳定性，使路面基层结构具有渗透性能好、强度高、易施工、适应性广等特点。结合某高速公路隧道工程实例，介绍水泥稳定级配碎石的透水性能、原材料组成设计与选择。前言一座位于黄土与不同石质相间、多变的地质地段的隧道，为顺利排除洞内水，将路面基层设计成排水结构，确保路面排水基层工程质量，是保证工后运营安全的重要因素之一。隧道衬砌采用弹性防排水设计，在初期支护与二衬之间设防水板、土工布及环向、纵向软式透水管；路面基层采用15cm水泥稳定开级配碎石作为透水层，使隧道内渗透水通过竖向渗流进入水泥稳定级配碎石基层，进而渗流进入纵向碎石层，再进入纵向混凝土排水管排出。水泥混凝土面层排水基层 （水泥稳定开级配碎石）仰拱填充C10片石混凝土凝土管和覆盖洁净1-2cm碎石层组成排水沟仰拱C25混凝土隧道排水系统示意图1水泥稳定开级配碎石透水基层的技术原理及特点水泥稳定开级配碎石采用不含或少含以下粒径的级配碎石，掺入一定比率的水泥组合而成。选用合理组分配比，提高透水基层承载力，并满足排水功能。其施工方法、工艺流程、机械设备等方面与一般路面基层相同。路面透水基层应具有承载能力强、排水效果好、适应性广的特点，在隧道工程中有很好的推广价值。水泥稳定开级配碎石透水基层的优点（1）未经水泥处治的碎石集料，在施工摊铺时易出现离析，在碾压时不易压实，尚且在施工机械作用下易出现推移变形；（2）稳定连续级配碎石，比较密实，经水泥处治后渗透系数K<300m/d，不能满足排水设计规范；（3）水泥稳定开级配碎石即能满足排水要求，又能满足强度要求。水泥稳定开级配碎石的排水和强度（1）水泥稳定开级配碎石的渗透系数控制在1000m/d～6000m/d之间，排水效果要满足排水设计要求；（2）掺入一定比例水泥使集料混合均匀并在机械压实下，达到密实，无侧限强度要满足强度和承载能力要求。2、水泥稳定开级配碎石配合比设计水泥稳定开级配碎石与大孔碎石混凝土的基本区别在于组分配合比和成型试件不同。大孔碎石混凝土配合比以混凝土强度要求进行配合比设计，成型试件采用150×150×150mm试模，取28天强度作强度验证标准。而水泥稳定开级配碎石配合比以设计强度为依据，同时达到排水要求，采用Ф150×150mm试模，成型试件取7天无侧限抗压强度和透水性试验作验证标准。如何选择碎石级配，掺入多少水泥，才能满足基层承载、排水双重功能要求，至关重要。材料的选择（1）水泥：应优选普通硅酸盐水泥，初凝时间大于3h，终凝时间小于6h，其它指标符合国家现行水泥标准；（2）碎石：应选用洁净、坚硬的碎石，压碎值不应大于30%，最大粒径为20cm，且不得超过层厚的2/3， 以下粒径含量不应大于10%，集料级配应满足透水性要求（渗透系数不得小于300m/d）（3）水：饮用水或经检验合格的其它水源组分配合比的选择进行组分配合比设计时，应考虑下列影响因素：根据设计透水系数（k=1200m/d），选择相应的级配碎石，碎石的技术指标应符合现行国标。水泥、碎石按设计试配比例掺配后，按无机结合料稳定土击实方法分别进行重型击型，求出ρ干max及最佳含水量W值。根据规范对基层压实度的要求（98%），确定试件的干容重ρ干=ρmax×.已知最佳含水量W，求出湿容重。已知试模体积得，计算试件质量。制取试件9或13个试件为一组。以7天无侧限抗压强度作为评选最优配合比指标。（5）计算材料配合比及每m3混合料的水泥用量，已知：W值，n值； 计算水泥：碎石：水组合比例，再根据ρ干max计算每方用量。3、水泥稳定开级配碎石质量控制试验路段情况隧道路面基层厚15cm，水泥稳定碎石透水层透水系数要求≥300m/d，碎石最大粒径小于25mm，设计强度为4Mpa.⑴主要施工机械及施工方法：YZ18JC压路机和750L强制拌和机、6台1m3运输车，气夯一台，人工摊平。⑵施工工艺：YZ18JC压路机静压一遍，微振四遍，最后静压一遍，要求碾压后无轮迹。水泥稳定开级配碎石透水基层的质量控制施工准备工作质量控制⑴原材料及机械准备严格按试验室设计配比进行施工，现场控制好砂﹑碎石及水泥等原材料应符合规范要求。采用强制式混凝土拌和机，拌和能力不能低于750L.⑵施工放样及标高控制在准确测量出基准线后，在两侧的电缆沟上用墨线标出基层顶面标高及水泥混凝土路面标高线，做为施工人员高程和松铺系数控制依据。⑶清扫杂物，安装排水管道在铺筑混合料前一定要清除原地面杂物、用清水把浮浊物清洗干净，将污水排出洞外，防止污水浸入中心排水沟。中心排水沟必须按设计把打好排水孔的预制混凝土圆管安装就位，管上用洁净的1-2cm的碎石覆盖。施工质量控制水泥实际用量应高于设计用量的～左右，含水量应大于最佳含水量1～2%.为防止混合料离析，漏斗口应加串筒。运输车辆将拌和好的混合料运到现场后，根据松铺厚度标线进行摊铺、整平，用三米直尺横向刮平，多推少补，挂线调整横坡。摊铺路段长度采用时间控制，一般控制在2h以内，根据拌和与运输能力，该项工程铺筑长度约15m左右。摊铺好一段碾压一段，碾压按着从两侧向中间的顺序，两轮相错1/3，用18T压路机稳压1-2遍，再微振3～4遍；在一段施工压实后，将横向施工缝切成平直缝，以便与后序路段施工衔接。施工过程中选有代表性的点，采用灌砂法检测压实度，满足规范要求后停止碾压。碾压终止检测的压实度见表4.施工时要记录碾压遍数、松铺系数﹑碾压时间等，以便总结、提高。工后质量检测⑴透水性对比试验在透水试验条件不具备的情况下，参考沥青路面渗水试验实测渗透系数K，配合比相同，集料的级配不同对渗水系数及强度影响较大，特别是一下含量最为突出。⑵选100m作试验路段，按试验室式配选择最佳配合比，混合料经搅拌、运输、摊铺整平、碾压后，用三米直尺检测平整度指标，符合设计要求。⑶在透水基层试验路段钻取4个Ф10×10cm圆柱体芯样，芯样完整性好，强度满足设计要求。4、结论试验路段证明，水泥稳定开级配碎石透水层，采用常规试验检测方法，施工机械设备投入不多，可降低工程造价，各项指标满足基层强度及透水性要求。在高速公路的隧道基层及其他有排水要求的基层中值得推广应用。参考文献：1、《公路排水设计规范》JTJ018-972、《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：

水泥稳定碎石基层材料性能参数的研究具体包括哪些内容呢，下面中达咨询招投标老师为你解答以供参考。1、原材料及混合料组成 试验材料水泥采用安徽芜湖海螺集团生产的普硅325#（海螺牌）；集料采用芜宣高速公路实际使用的由芜湖荆山石料厂生产的石灰岩碎石，共分0～、～、～19、19～（方孔筛）四档规格。 混合料配合比试验级配如表1所示。对模量、强度试验采用配合比设计中3种级配进行比较；对于收缩性能试验，为了解水泥碎石在水泥小剂量范围变化的情况下收缩特性，采用推荐的级配2并分别取用3个不同水泥掺量（4%、5%、6%）进行分析比较。 试件制作与养护试件采用静压法成型，试件尺寸分为2种规格[1]，一种为Φ15×15cm圆柱体试件，进行抗压模量和劈裂模量、抗压强度和劈裂强度试验；另一种为10cm×10cm×40cm中梁试件，进行干缩和温缩试验，试件成型参数如表2所示。试件成型后用塑料袋密封，放置于标准养护室（温度为20±3℃，相对湿度90%以上）保湿养护。2、回弹模量（静态、动态）试验半刚性基层模量是路面设计和分析中的一个重要参数，它反映了半刚性材料在荷载作用下的变形特性。国内路面材料模量的测定多以静态实验为主，这种方法中试件受力状态与路面结构真实应力状态差异较大，不能真正反映路面材料实际的力学性质。本次实验采用MTS810材料实验系统，进行了半刚性基层抗压回弹模量（静态、动态）、劈裂模量（静态、动态）试验。MTS试验系统具有比较完善的动态试验功能，可根据试验需要自行设定动载程式（波形、频率、加载序列、荷载间歇时间等）。系统加载由液压伺服系统控制，荷载频率不宜超过30Hz.国外研究表明路面材料的实际受力频率一般在10Hz左右，适合MTS试验系统的要求。试验的最大荷载为试件抗压强度的30%并在试验中作适当调整，保证实验过程产生足够的弹性变形同时也可以与同类实验的研究成果相比较。按照《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-97），水泥稳定碎石3个月后逐步趋于稳定，设计参数测定以3个月龄期为准。本次试验测定3个月龄期的模量值，试验结果如表3所示。同一级配不同的水泥用量对模量的影响并不是很大，另外可知压缩试验的动态模量为静载条件下的回弹模量的～6倍；劈裂试验的动态模量为静态模量的3倍左右，显然动态模量和静态模量之间存在明显不同，采用何种模量参数进行路面结构分析，对疲劳寿命影响很大[2]，因此在路面设计中应对拟建道路实际所用材料的性能参数进行系统试验，以反映符合实际情况的参数值。3、强度试验及增长规律本次试验测试了3种级配的抗压强度和劈裂强度，以资比较。对于推荐级配2，分别测试了6个龄期（7d、14d、28d、60d、90d、180d）的无侧限抗压强度和劈裂强度，平行试件3个，以分析强度随龄期的增长规律。对于级配2，从各个不同龄期看，在本试验水泥用量4～6%的范围内，抗压强度和劈裂强度均随着水泥掺量增加而增加；抗压强度和劈裂强度之间存在着良好的关系，抗压强度与劈裂强度的比值均在～之间范围内变化。4、室内收缩试验 干缩试验芜宣高速公路线路区内属长江水系，地表水系较发达，年降雨量较大，年平均湿度为80%，因而研究水泥稳定碎石基层的干缩试验尤为重要。关于半刚性基层材料的干缩特性目前还没有统一的测定标准，本次试验主要利用手持应变仪（精度）测量小梁在一定失水率下的收缩变形。将级配2的三个不同水泥用量（4%、5%、6%）在室内制备试件，试件成型压力为500——550KN，试件经过7d保温保湿养护后取出，以20cm为标距，在试件的顶面安装测头，放在天然湿度下风干，本次试验室内温度始终保持在20℃左右。观测不同时间试件的重量和变形，直至含水量不再减小，试件体积基本维持不变为止。本次干缩试验共测试了14d的变形，根据累积干缩应变计算干缩系数αd：αd = ∑Δεdi/∑Δεωi （公式1）式中：∑Δεdi累计干缩应变（10-6）； ∑ΔεωI失水量。 温缩试验1）本次试验采用同济大学道路与交通工程教育部重点实验室研制的JNZS-2001A路面材料胀缩试验仪测定。将养护14d的试件取出后，安装20cm的测头，然后放置于路面材料温缩试验仪中。2）温度范围根据芜宣高速公路所经过地段的气候、水文资料，区内多年平均气温℃，多年平均最冷月气温℃～℃，极限最低温度为℃，多年平均最高月气温为27℃～℃，因此将温度控制范围划为25℃～-5℃，每5℃为一级，每级温度至少静置6h，可以认为试件内外温度达到一致。3）温缩试验的起始温度为25℃。在设定温度下放置6h后将试件取出，用手持应变仪快速测定试件变形。然后将试件放回温缩仪中，使温缩试验仪密封，调至下一温度设定值，进行下一级试验。4）根据公式（2）计算温度收缩系数αT，其中∑ΔεT为温度间隔Ti 1-TO条件下的试验变形，相同试件的温缩系数取平行试验的平均值。αT =ΔεT/（Ti 1-T0） 公式（2）式中：ΔεT 累计温缩应变（×10-6）；Ti 1 当前温度（℃）；T0起始温度（℃）。从表7和图3中可以看到，水泥稳定级配碎石的温缩应变随温度的降低而逐渐增大，在25℃～-5℃温区之间，水泥掺量的变化对水泥碎石的温缩特性的影响并不明显。从总体看，半刚性基层材料的干缩应变与温缩应变相比，在正温度范围内由温度引起的应变相对要小得多。5、结论通过对芜宣高速公路水泥稳定碎石基层混合料的模量、强度、收缩性能的试验，建立了抗压强度、劈裂强度随龄期的增长规律方程，具有良好的相关性，可为今后工程施工质量的控制提供参考依据；半刚性基层材料通过不同的试验方法测得的弹性模量相差较大，静态模量和动态模量之间也存在着明显差别；强度指标也存在一定的差异，而路面结构的实际工作状态（力学模型、材料的性质）都与现行的静态力学体系有着较大的差距，因此研究动态荷载作用下的路面结构的动力特性和动力参数显得尤为重要。半刚性基层材料在温度或湿度的变化时会发生收缩，易产生开裂，当沥青路面面层较薄时，易形成反射裂缝，通过干缩和温缩特性的测试，为今后的施工提供重要的指导作用，也为路面开裂的进一步分析提供依据。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：