级配对水泥稳定碎石路用性能影响研究.doc

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1、级配对水泥稳定碎石路用性能影响研究　　摘要:水泥稳定碎石基层沥青路面容易产生裂缝,特别在重载交通条件下,路面结构更容易过早破坏｡提出通过调整级配来改善水泥稳定碎石基层的路用性能的思路｡对掺粉煤灰水泥稳定碎石进行配合比设计;通过级配对水泥稳定碎石路用性能影响研究,得出最佳级配类型｡　　关键词:水泥稳定碎石;级配;路用性能　　　　1混合料组成及配合比设计　　　　1.1混合料组成　　在研究掺粉煤灰水泥稳定碎石时,应根据《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)中水泥稳定碎石的级配范围,考

2、虑了规范范围内典型的五种级配,即级配范围的上限､中限､下限和上顶下底及下顶上底,见表1｡本文只采用中限和上顶下底及下顶上底三种级配,中限级配采用根据现场材料情况调整趋向规范中值级配(GD)｡混合料配合比中,水泥剂量定为5%,粉煤灰剂量定为10%,即配合比是水泥:粉煤灰:碎石为5:10:85｡　　　采用重型击实试验方法确定水泥稳定碎石混合料最佳含水量和最大干密度｡具体试验方法参照《公路工程无机结合料稳定材料实验规程》(JTJ057-94),养生温度20±2

3、℃,养生湿度90%,养生期的最后一天浸水24小时｡最佳含水量和最大干密度试验结果如表2所示:　　　1.2设计思想　　选择良好的集料级配,适当的水泥粉煤灰比例,确定混合料合理的集料､结合料含量,从而设计出具有良好路用性能的混合料｡以最大干密度的结合料来填充集料间的空隙,提高了混合料的最大干密度,从而改善混合料的力学性质,提高了掺粉煤灰水泥稳定碎石基层各方面的路用性能指标｡　　　　1.3设计方法步骤　　(1)级配选择｡各种不同粒径的集料,按照一定比例搭配起来,才能达到较

4、高的密实度和较大的摩擦力｡因此,要求碎石集料有一定的级配｡但施工时所用碎石集料颗粒不均匀,原材料级配基本不符合工程使用要求｡所以,原材料选定后,要对集料进行级配设计和级配调整,使其合成级配尽量满足设计级配的要求｡　　(2)水泥粉煤灰结合料比例的确定｡结合料的具体比例,由结合料的强度试验确定｡　　(3)其他路用性能检验｡初步拟定配合比后,综合考虑混合料的抗拉性､刚度､耐久性､抗疲劳性､

5、抗裂性等路用性能,得出最佳粉煤灰含量,从而确定最佳配合比｡　　(4)最佳级配确定｡在确定最佳粉煤灰剂量后,变化集料级配,通过混合料路用性能验证,分析规范中三种典型级配对混合料路用性能的影响,得出最佳级配｡4　　　　2贝雷法在水泥稳定碎石级配设计中的应用　　　　根据贝雷法对混合料嵌挤状况的评价方法,对以上所选的5种不同级配对应的CA值､FAc值和FAf值进行计算,计算结果见表3:　　　由表3可以看出,级配XS和下限的CA值均在0.4～0.8之间,集料级配所形成的骨架结构较好,混合

6、料比较容易压实｡　　级配GD､上限和SX级配的CA值分别为1.14､1.12和0.98,大于或接近1.0,表明细集料较多,粗颗粒较少,互相之间不能完全嵌挤,处于一种悬浮状态｡但同时,FAc和FAf都在建议范围之内,说明其细集料均符合嵌挤结构｡　　3性能研究　　　　3.1强度特性研究　　水泥稳定碎石基层的力学性能主要包括无侧限抗压强度和劈裂强度｡笔者通过不同龄期混合料的力学性能指标,来研究随着级配的变化混合料的力学性能变化｡　　(1)无侧限

7、抗压强度｡　　三种混合料强度随着龄期的增长而增大,但是强度随龄期的增长的幅度不同｡　　混合料要形成较好的强度,既要有足够的结合料粘结集料,又要有合理级配的集料形成坚实的骨架｡水泥稳定碎石7天抗压强度顺序大小依次为XS-10>GD-10>SX-10｡其中XS级配骨架结构较好,说明骨架结构对早期强度起主要作用｡180天抗压强度由大到小依次为GD-10>SX-10>XS-10｡其中,级配GD和SX密实型较好｡由此可见,结构

8、密实性对混合料的后期强度影响较大｡　　骨架结构对混合料早期强度其主要原因是,在抗压试验中,初期的破坏主要现象是石料与石料之间的分离,破坏的原因是硬化后的水泥､细集