水泥穩(wěn)定碎石基層配合比設(shè)計(jì).doc

目錄中文摘要2英文摘要31 緒論4 1.1國(guó)內(nèi)外研究的歷史及現(xiàn)狀4 1.2任務(wù)完成思路及方法5 1.3本設(shè)計(jì)研究意義6 1.4本設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容7 1.5工程相關(guān)82水泥穩(wěn)定碎石性能與機(jī)理分析10 2.1概述10 2.2水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度形成原理10 2.3影響強(qiáng)度的因素13 2.4集料結(jié)構(gòu)類(lèi)型3多孔集料水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設(shè)計(jì)14 3.1原材料的選擇與檢驗(yàn)14 3.2礦料的合成級(jí)配22 3.3擊實(shí)實(shí)驗(yàn)24 3.4試件七天無(wú)側(cè)限實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)294水泥穩(wěn)定碎石基層施工的質(zhì)量控制32 4.1原材料的質(zhì)量控制32 4.2混合料的組成設(shè)計(jì)33 4.3試驗(yàn)段的施工33 4.4混合料的拌和、運(yùn)輸、攤鋪、壓實(shí)33 4.5水泥穩(wěn)定碎石基層的養(yǎng)生365設(shè)計(jì)結(jié)論及相關(guān)建議36謝辭參考文獻(xiàn)水泥穩(wěn)定碎石基層配合比設(shè)計(jì)（安徽省六潛高速）摘要：水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石透水基層主要利用級(jí)配碎石的滲透性與水泥穩(wěn)定性，使路面基層結(jié)構(gòu)具有滲透性能好、強(qiáng)度高、易施工、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)。本論文結(jié)合安徽省六潛高速公路工程實(shí)例，介紹水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石的透水性能、原材料組成設(shè)計(jì)與選擇，選用骨架密實(shí)性結(jié)構(gòu)進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石配合比設(shè)計(jì)，并通過(guò)混合料的擊實(shí)實(shí)驗(yàn)和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果確定最佳含水量、水泥劑量和最大干密度等技術(shù)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：該多孔集料配合比為33:20:22:25；最佳水泥含量為4%；最大干密度為2.171g/cm3；最佳含水量為：6.45%。最后通過(guò)對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層施工的質(zhì)量控制研究，對(duì)進(jìn)一步提高水泥穩(wěn)定碎石路用性能的技術(shù)措施進(jìn)行總結(jié)?！娟P(guān)鍵詞】: 多孔集料、水泥穩(wěn)定碎石; 配合比設(shè)計(jì)；施工工藝1緒論1.1國(guó)內(nèi)外研究的歷史及現(xiàn)狀 近年來(lái)，為適應(yīng)高等級(jí)公路交通流量大和重型車(chē)輛多的特點(diǎn)，以水泥穩(wěn)定碎石為基層的半剛性基層瀝青路面被大量的應(yīng)用于高等級(jí)公路。這主要是因?yàn)樗喾€(wěn)定碎石基層除了具有較高的強(qiáng)度和剛度以及整體性良好外，還具有較好的水穩(wěn)性和抗凍性，而且可供應(yīng)的材料種類(lèi)多，選擇面廣泛，早期強(qiáng)度高，有利于加快施工進(jìn)度，在路面的使用過(guò)程中彈性變形較小，使用年限長(zhǎng)，承載力高等優(yōu)點(diǎn)。然而由于水泥穩(wěn)定粒料的脆性以及其對(duì)溫度、濕度的敏感性較強(qiáng)，使得此類(lèi)結(jié)構(gòu)在施工及使用過(guò)程中由于溫度或濕度的交替變化而容易發(fā)生收縮開(kāi)裂，當(dāng)瀝青面層或水泥混凝土面板較薄時(shí)，這些裂縫就會(huì)反射到面層上來(lái)，形成反射裂縫，最終會(huì)破壞了路面結(jié)構(gòu)的整體性和連續(xù)性，并在一定程度上導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的降低。分析水穩(wěn)材料的這些缺點(diǎn)和問(wèn)題，其中一部分是由其原材料本身性質(zhì)決定的，但很大一部分還是由于原材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用方面人為的因素造成的。因此本文結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層原材料的應(yīng)用提出自己認(rèn)為合理的使用要求。高速公路瀝青路面的建設(shè)質(zhì)量和建設(shè)水平，不僅代表一個(gè)地區(qū)瀝青路面的科研水平、施工水平和建設(shè)管理水平，同時(shí)也代表一個(gè)地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度，也是一個(gè)地區(qū)重要的對(duì)外形象。江蘇省是經(jīng)濟(jì)文化強(qiáng)省，“九五”期間江蘇省高速公路瀝青路面的科研、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、管理等綜合技術(shù)水平處于全國(guó)領(lǐng)先地位。然而與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)高速公路瀝青路面在科學(xué)研究、施工組織和建設(shè)管理等方面還存在不少問(wèn)題，特別是在原材料質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)，瀝青混合料礦料級(jí)配及混合料試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)方面存在明顯的不足。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,公路運(yùn)輸呈現(xiàn)交通量大、噸位大的發(fā)展趨勢(shì).為了適應(yīng)公路運(yùn)輸?shù)男枨?公路建設(shè)部門(mén)每年都投入大量資金修建公路,提高公路等級(jí),推廣使用高強(qiáng)度高穩(wěn)定結(jié)構(gòu).其中,水泥穩(wěn)定路面基層也是非常重要的環(huán)節(jié)。從目前國(guó)內(nèi)外的研究成果來(lái)看，普遍認(rèn)為對(duì)于集料采用骨架密實(shí)型級(jí)配不僅可以較有效防治半剛性基層結(jié)構(gòu)的早期收縮裂縫的出現(xiàn)，同時(shí)可以提高基層的綜合路用性能。因此高性能水泥穩(wěn)定碎石基層的一定要采用骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，但是不同骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)其綜合路用性能也不同。需要選出一種結(jié)構(gòu)最佳的級(jí)配，確保其綜合路用性能最好一、強(qiáng)度高。一般來(lái)說(shuō)，半剛性基層材料具有較高的強(qiáng)度，且它們都具有隨齡期不斷增長(zhǎng)的特性。因此半剛性基層瀝青路而通常具有較小的彎沉和較強(qiáng)的荷載分布能力。半剛性瀝青路面的承載能力大部分可由半剛性基層子以滿(mǎn)足，瀝青面層主要起功能層的作用，因而可以減薄瀝青面層、降低工程造價(jià) 。 二、穩(wěn)定性好。半剛性基層材料具有較高的水穩(wěn)性和冰凍穩(wěn)定性，因此在水的作用以及多次凍融反復(fù)作用下而不影響半剛性材料基層的承載能力。三、剛性大。半剛性基層抗壓回彈模量值可高達(dá)1800mpa，因而其上瀝青而層彎拉應(yīng)力相對(duì)減少，從而提高了瀝青面層抵抗行車(chē)疲勞破壞能力，也就是說(shuō)半剛性基層可以達(dá)到減薄瀝青面層的目的。另外半剛性基層材料板體性好，利于機(jī)械化施工且工程造價(jià)低，能適應(yīng)重交通發(fā)展需要。半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)正是以其優(yōu)良的工程性能和顯著的經(jīng)濟(jì)效益在我國(guó)公路建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用，已成為高等級(jí)公路路面主要結(jié)構(gòu)形式然而半剛性基層材料一尤其是水泥穩(wěn)定碎石類(lèi)材料由于脆性，對(duì)溫度、濕度敏感性較強(qiáng)，在強(qiáng)度形成及使用過(guò)程中，因溫度變化產(chǎn)生溫度收縮裂縫和因含水量變化而產(chǎn)生干縮裂縫。當(dāng)瀝青面層較薄時(shí)這種裂縫往往擴(kuò)展到面層形成反射裂縫。裂縫的存在不僅使車(chē)輛行駛質(zhì)量下降，而且也破壞了路面結(jié)構(gòu)整體性和連續(xù)性 ，并在一定程度上導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的削弱 (如裂縫處彎沉增大，回彈模量降低等)。而且隨著雨水或雪水的浸入，使基層變軟，在大量行車(chē)荷載反復(fù)作用下，導(dǎo)致路面強(qiáng)度大大降低，產(chǎn)生沖刷和唧泥現(xiàn)象，使裂縫加寬，裂縫兩側(cè)的瀝青路而破碎，加速瀝青路面的破壞，從而影響公路使用質(zhì)量和壽命。鑒于此，深入開(kāi)展水泥穩(wěn)定碎石基層開(kāi)裂機(jī)理及防裂措施的研究，提出合理而實(shí)用的防治半剛性基層瀝青路面裂縫的措施，對(duì)最大限度的減少收縮裂縫、延長(zhǎng)道路使用壽命，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.2 完成任務(wù)的思路和方案 多孔集料采用的水泥穩(wěn)定碎石的設(shè)計(jì)方法參照普通集料，根據(jù)規(guī)范規(guī)定的技術(shù)要求，選擇良好的集料級(jí)配、適當(dāng)?shù)乃嘤昧?，以便設(shè)計(jì)出具有一定剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性等諸方面均有良好路用性能的基層材料。 首先必須對(duì)原材料的各項(xiàng)性能進(jìn)行檢測(cè)，使其符合規(guī)范規(guī)定的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，合格的原材料是確保水泥穩(wěn)定碎石具有良好性能的前提。 水泥是水硬性結(jié)合料，絕大多數(shù)的土類(lèi)（高塑性粘土和有機(jī)質(zhì)較多的土除外）都可以用水泥來(lái)穩(wěn)定，改善其物理力學(xué)性質(zhì)，適應(yīng)各種不同的氣候條件與水文地質(zhì)條件。其主要技術(shù)指標(biāo)包括細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、體積安定性等，按強(qiáng)度等級(jí)分為po32.5、po32.5r、po42.5、po42.5r、po62.5r、po62.5r等6個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，各項(xiàng)指標(biāo)均應(yīng)符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)驗(yàn)采用的是“巢湖”牌普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)po42.5。 碎石集料應(yīng)符合公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范（jtj0342000）的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，其具體指標(biāo)包括粗集料的含水率、壓碎值、吸水率、針片狀顆粒含量、顆粒級(jí)配，規(guī)范規(guī)定的級(jí)配應(yīng)符合規(guī)定。 多孔集料水泥穩(wěn)定碎石設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)所用水泥、碎石原材料情況,按照公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范（jtj034 2000）和設(shè)計(jì)圖紙的要求,在進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石設(shè)計(jì)時(shí),可按3%、4%、5%、6%、7% 五種不同水泥摻量制備混合料,并按公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程jtj057-94的方法進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn),確定五種混合料各自的最大干密度和最佳含水量。 根據(jù)混合料的最大干密度和最佳含水量進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，按公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程jtj057-94 規(guī)定方法，根據(jù)碎石最大粒徑選用相應(yīng)尺寸試模（150mm150mm），在規(guī)定溫度、濕度的條件下養(yǎng)護(hù)6 天，浸水1 天，測(cè)定其無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，有條件的情況下還應(yīng)綜合考慮其力學(xué)性能、抗裂性、耐疲勞性等各項(xiàng)路用性能。根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)照普通水泥穩(wěn)定碎石的配合比設(shè)計(jì)比較各配比方案的經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性，確定配合比，鋪筑試驗(yàn)路段，指導(dǎo)施工作業(yè)，并對(duì)施工工藝進(jìn)行初步探討。1.3 本論文研究的意義水穩(wěn)層是水泥穩(wěn)定碎石層的簡(jiǎn)稱(chēng)，即采用水泥固結(jié)級(jí)配碎石，通過(guò)壓實(shí)完成 。水穩(wěn)的配合比應(yīng)事先在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行配合比試配，以確定水泥參量和粗細(xì)集料比例，同時(shí)確定最大干密度。量大可采用水穩(wěn)攪拌站拌合。施工可用人工、平地機(jī)和攤鋪機(jī)等方法，在水泥初凝前用壓路機(jī)至設(shè)計(jì)壓實(shí)度。施工完后應(yīng)對(duì)水穩(wěn)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。中國(guó)過(guò)去十幾年來(lái)在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和減貧上取得了舉世矚目的成就，其重要成就是基礎(chǔ)設(shè)施尤其是交通基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展?！笆濉逼陂g中國(guó)共建成高速公路2.47萬(wàn)公里，是“八五”和“九五”建成高速公路總和的1.5倍。到2005年底，高速公路總里程達(dá)到4.1萬(wàn)公里，繼續(xù)穩(wěn)居世界第二，僅次于美國(guó)。2006年末，中國(guó)高速公路里程達(dá)4.5萬(wàn)公里，2007年底達(dá)5.36萬(wàn)公里，創(chuàng)造了世界高速公路發(fā)展的奇跡。而在20多年前，中國(guó)的高速公路連一米都沒(méi)有。在世界金融危機(jī)日趨嚴(yán)峻的背景下，為抵御國(guó)際經(jīng)濟(jì)環(huán)境對(duì)我國(guó)的不利影響，2008年11月5日召開(kāi)的國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議提出實(shí)行積極的財(cái)政政策和適度寬松的貨幣政策，出臺(tái)十項(xiàng)更加有力的擴(kuò)大國(guó)內(nèi)需求的措施。在十項(xiàng)措施中，有三項(xiàng)措施與交通運(yùn)輸密切相關(guān)，一是農(nóng)村公路的建設(shè)；二是包括鐵路、公路和機(jī)場(chǎng)在內(nèi)的重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；三是針對(duì)地震災(zāi)區(qū)的災(zāi)后重建工作。據(jù)初步預(yù)算，中央2008年第四季度安排的1000億元投資中，投入交通基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)為100億元，這是在原定正常計(jì)劃以外的一個(gè)增量。對(duì)于這100億元的投入方向，交通運(yùn)輸部初步規(guī)劃，將100億元用于國(guó)家高速公路網(wǎng)的在建項(xiàng)目和農(nóng)村公路建設(shè)，并將這部分資金優(yōu)先向西部地區(qū)傾斜，向欠發(fā)達(dá)方向傾斜。交通運(yùn)輸部第二階段的任務(wù)是，2009和2010年繼續(xù)保持基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度，特別是加大高速公路和農(nóng)村公路的建設(shè)，以保證經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長(zhǎng)。力爭(zhēng)2009和2010年交通固定資產(chǎn)投資規(guī)模年均達(dá)到1萬(wàn)億元水平。高速公路的建設(shè)和發(fā)展是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的風(fēng)向標(biāo)，中國(guó)高速公路的發(fā)展同世界還有一定的差距，建設(shè)和管理方面的體制都不是很完善。加快高速公路建設(shè)是中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，物流、人流、商品流大幅度增加，提高運(yùn)輸效率、降低運(yùn)輸成本的要求日益迫切。到目前為止所修建的高速公路僅滿(mǎn)足了所需高速公路的30%多。應(yīng)該說(shuō)對(duì)高速公路的需求還是突出的。在中國(guó)經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲和京津冀地區(qū)，高速公路的建設(shè)和發(fā)展速度最快，同時(shí)高速公路為這些地區(qū)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益也十分顯著。在今后的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，這些地區(qū)仍舊是高速公路的重點(diǎn)需求區(qū)域。1.4 本論文研究的主要內(nèi)容本論文結(jié)合六潛高速公路路面水泥穩(wěn)定碎石基層的施工實(shí)踐，將室內(nèi)試驗(yàn)研究與工程實(shí)踐相結(jié)合，來(lái)研究水泥穩(wěn)定基層的混合料的配合比、混合料設(shè)計(jì)方法以及混合料施工工藝和施工質(zhì)量控制。（1）原材料試驗(yàn) a：水泥細(xì)度檢驗(yàn)（負(fù)壓篩法） b：水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 c：凝結(jié)時(shí)間 d：安定性檢驗(yàn)（雷氏法） e：水泥膠沙強(qiáng)度檢驗(yàn) f：集料針片狀顆粒含量 g：粗集料密度及吸水率實(shí)驗(yàn)（網(wǎng)籃法） h：烘干含水量變化（2）水泥穩(wěn)定碎石基層配合比選定（3）混合料試件擊實(shí)實(shí)驗(yàn)（4）混合料試件7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)（5）水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝與施工控制（6）水泥計(jì)量滴定試驗(yàn)（edta）1.5工程相關(guān) 1.5.1 工程概況路線(xiàn)起點(diǎn)位于六安市裕安區(qū)城南鎮(zhèn)四望山村，接在建的阜六高速公路的終點(diǎn)（阜六k175+022本項(xiàng)目k0+000），阜六路的設(shè)計(jì)速度為120公里/小時(shí)，因此k0+000k0+100作為路基寬度過(guò)渡段，路基寬度由28米過(guò)渡為26米；路線(xiàn)終點(diǎn)接規(guī)劃的岳西（黃尾）至潛山高速公路，并通過(guò)黃尾互通立交與地方道路相連，路線(xiàn)全長(zhǎng)72.287公里。1.5.2 氣候特征 項(xiàng)目沿線(xiàn)春秋溫和，雨量充沛，光照充足，雨熱同期，無(wú)霜期長(zhǎng)。區(qū)域內(nèi)年平均氣溫14.516.6，大別山區(qū)氣溫最低。一年中1月份氣溫最低，月平均1.4，7月份最高，平均27.229。項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)降水量9001600mm,具有南部大于北部、山區(qū)大于沿江、平原的特點(diǎn)。根據(jù)氣象調(diào)查資料，可知本項(xiàng)目區(qū)域應(yīng)屬于1-3-1區(qū)，即夏炎熱冬冷潮濕區(qū)，高溫多雨為本地區(qū)的主要特點(diǎn)。1.5.3 交通軸載本工程為東營(yíng)至香港干線(xiàn)的重要組成部分，建成后重車(chē)與超載運(yùn)輸?shù)谋壤龑⑸仙?，路面設(shè)計(jì)時(shí)將考慮貨車(chē)超載情況?？紤]超載情況下軸載計(jì)算代表車(chē)型，見(jiàn)表1-2。 表1-1貨車(chē)類(lèi)型代表車(chē)型前軸軸重（kn）后軸軸重（kn）后軸軸數(shù)后軸輪組數(shù)交通量小客江淮al660017.026.51單輪組2000中客黃海dd64032.0701雙輪組960大客黃海dd65049.0911雙輪組340小貨金杯sy13212.827.61雙輪組1282中貨解放ca14124.568.61雙輪組1042大貨黃河jn15049.0101.61雙輪組1663拖掛車(chē)日野zm440601002雙輪組196根據(jù)交通量調(diào)查資料，考慮車(chē)型發(fā)展趨勢(shì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)交通量增長(zhǎng)率等因素的影響，將各級(jí)軸載換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載100kn的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次作為結(jié)構(gòu)層計(jì)算的依據(jù)。根據(jù)表1-2，將各種車(chē)型換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載，計(jì)算出設(shè)計(jì)年限十五年內(nèi)一個(gè)車(chē)道上累計(jì)當(dāng)量軸次為1.859x107次，根據(jù)公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范（jtg d502006）確定本項(xiàng)目交通等級(jí)為重交通等級(jí)。綜上，抗滑防水、高溫抗車(chē)轍是本項(xiàng)目路面設(shè)計(jì)的主要考慮因素。1.5.4 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）設(shè)計(jì)車(chē)速：100km/h（2）路基寬度：26m，路面寬度211.25m;（3）路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型：下面層ac20(8cm)，上面層ac16(4cm)。（4）水泥穩(wěn)定碎石基層35cm2水泥穩(wěn)定碎石性能與機(jī)理分析2.1概述 在粉碎的或原狀松散的圖（包括各種粗、中、細(xì)粒土）中，摻入適量的水泥和水，按照技術(shù)要求，經(jīng)拌和攤鋪，在最佳含水量時(shí)壓實(shí)及養(yǎng)護(hù)成型，其抗壓強(qiáng)度符合規(guī)定要求，以此修建的路面基層稱(chēng)為水泥穩(wěn)定類(lèi)基層。當(dāng)用水泥穩(wěn)定細(xì)粒土（沙性土、粉性土或粘性土）時(shí)，稱(chēng)為水泥土。水泥是水硬性結(jié)合料，絕大多數(shù)的土類(lèi)（高塑性粘土和有機(jī)質(zhì)較多的土除外）都可以用水泥來(lái)穩(wěn)定，改善其物理力學(xué)性質(zhì)，適應(yīng)各種不同的氣候條件與水文地質(zhì)條件。水泥穩(wěn)定類(lèi)基層具有良好的整體性、足夠的力學(xué)強(qiáng)度、抗水性和耐凍性。其初期強(qiáng)度較高，切隨齡期的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，所以應(yīng)用范圍很廣。近年來(lái)，我國(guó)一些路面工程中，水泥穩(wěn)定土可用于路面結(jié)構(gòu)的基層和底基層，在保證路面使用品質(zhì)上取得滿(mǎn)意的效果，但水泥土禁止作為高速公路或一級(jí)公路路面的基層，只能做底基層，在高等級(jí)公路的水泥混凝土路面板下，水泥土也不應(yīng)作基層。2.2水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度形成原理 用水泥穩(wěn)定土過(guò)程中，水泥、土和水之間發(fā)生各種復(fù)雜的物理化學(xué)作用，從而使土的性能發(fā)生明顯變化。這些作用分為：化學(xué)作用：如水泥顆粒的水化、硬化作用，有機(jī)物的聚合作用，以及水泥水化物與粘土礦物之間的化學(xué)作用等。物理化學(xué)作用：如粘土顆粒與水泥及水泥水化物之間的吸附作用，微粒的凝聚作用，水及水化物的擴(kuò)散作用、滲透作用，水化產(chǎn)物的溶解、結(jié)晶作用等。物理作用：如土塊的機(jī)械粉碎作用，混合料拌合、壓實(shí)作用等?，F(xiàn)就其中一些主要作用過(guò)程分述如下：2.2.1水泥的水化作用在水泥穩(wěn)定土中，首先發(fā)生的是水泥自身的水化反應(yīng)，從而產(chǎn)生具有膠結(jié)能力的水化產(chǎn)物，這是水泥穩(wěn)定土強(qiáng)度的主要來(lái)源。水泥水化過(guò)程的反應(yīng)簡(jiǎn)式如下：硅酸三鈣: 2c3s+6h20c3s2h3 + 3ch硅酸二鈣: 2c2s+4h20c3s2h3 + ch鋁酸三鈣: c3a+6h20c3ah6鐵鋁酸四鈣:c4af+7h20c4afh7在水泥穩(wěn)定土中，水泥的水化硬化條件較水泥混凝土中差不多。特別是由于黏土礦物對(duì)水化產(chǎn)物中的ca(oh)2具有較強(qiáng)的吸附作用，使溶液中的堿度降低，從而影響了水泥水化產(chǎn)物的穩(wěn)定性；水化硅酸鈣中的c/s（有效cao和sio2的比值）會(huì)逐漸降低，析出ca(oh)2，從而使水化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生變化，進(jìn)而影響到混合料的性能。因此，應(yīng)首選硅酸鹽水泥。2.2.2離子交換作用土中的黏土顆粒由于顆粒細(xì)小，比表面積大，因而具有較高的活性，當(dāng)黏土顆粒與水接觸時(shí)，黏土顆粒表面通常帶有一定量的負(fù)電荷，在黏土顆粒周?chē)纬梢粋€(gè)電場(chǎng)，這層帶負(fù)電荷的離子稱(chēng)為電位離子。帶負(fù)電荷的黏土顆粒表面，進(jìn)而吸引周?chē)芤褐械恼x子，如na+、k+等、而在顆粒表面形成了一個(gè)雙電層結(jié)構(gòu)，這些與電位離子電荷相反的離子就稱(chēng)為反離子。在雙電層中電位離子形成了內(nèi)層，反離子形成了外層。靠近顆粒的反離子與顆粒表面結(jié)合較緊密，當(dāng)黏土顆粒運(yùn)動(dòng)時(shí)，結(jié)合較緊密的反離子將隨著顆粒一起運(yùn)動(dòng)，而其它反離子將不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，由此在運(yùn)動(dòng)與不運(yùn)動(dòng)的反離子之間便形成了一個(gè)滑移面。由于在黏土顆粒表面存在著電場(chǎng)，所以也存在著電位。顆粒表面電位離子形成的電位稱(chēng)為熱力學(xué)電位（），滑動(dòng)面上的電位稱(chēng)為電動(dòng)電位（）。由于反離子的存在，離顆粒表面越遠(yuǎn)，電位越低，經(jīng)過(guò)一定的距離電位將降低為零，此距離稱(chēng)為雙電層厚度。由于各個(gè)黏土顆粒表面都具有相同的雙電層結(jié)構(gòu)，故黏土顆粒之間往往間隔著一定的距離。在水泥中c3s和c2s占主要部分，其水化所生成的ca(oh)2所占的比例也比較高，可達(dá)水化產(chǎn)物的25%。大量的ca(oh)2溶于水后，在土中形成一個(gè)富含ca2+的堿性溶液環(huán)境。當(dāng)溶液中富含ca2+時(shí)，因?yàn)閏a2+的電價(jià)高于na+、k+，與電位離子的吸引力較強(qiáng)，從而取代了na+、k+，稱(chēng)為反離子。同時(shí)，ca2+雙電層電位的降低速度加快因而使電動(dòng)電位降低、雙電層厚度減小，使黏土顆粒之間的距離減小，相互靠攏，導(dǎo)致土的凝聚，從而改變土的塑性，使土具有一定的強(qiáng)度和穩(wěn)定度。2.2.3化學(xué)激發(fā)作用ca2+的存在不僅影響了粘土顆粒表面雙電層的結(jié)構(gòu)，而且在這種堿性溶液環(huán)境下，土本身的化學(xué)性質(zhì)也將發(fā)生變化。 土的礦物組成基本上都屬于硅鋁酸鹽，其中含有大量的硅氧四面體和硅氧八面體。在通常情況下，這些礦物具有較高的穩(wěn)定性。但當(dāng)黏土顆粒周?chē)橘|(zhì)的ph值增加到一定程度時(shí)，黏土礦物中的sio2和al2o3活性分子將被激發(fā)出來(lái)，與溶液中的ca2+進(jìn)行反應(yīng)，生成新的礦物。這些礦物主要是硅酸鈣和鋁酸鈣系列，如4cao5sio25h2o、caoal2o310h2o、4caoal2o319h2o、3caoal2o316h2o等。這些礦物的組成和結(jié)構(gòu)與水泥的水化產(chǎn)物都有很多類(lèi)似之處，并且同樣具有膠凝能力。生成的這些膠結(jié)物質(zhì)包裹著黏土顆粒表面，與水泥的水化產(chǎn)物一起，將黏土顆粒凝結(jié)成一個(gè)整體。因此ca(oh)2對(duì)黏土礦物的激發(fā)作用將進(jìn)一步提高水泥穩(wěn)定土的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性。2.2.4碳酸化作用水泥水化生成的ca(oh)2除了可與黏土礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)外，還可與空氣中的co2發(fā)生碳酸化反應(yīng)而生成碳酸鈣晶體。其反應(yīng)式如下：ca(oh)2 + co2 + nh2o=caco3 +（n+1）h2o 在caco3生成過(guò)程中產(chǎn)生體積膨脹，也可以對(duì)土的基體起到填充和加固作用。 水泥水化生成的水化產(chǎn)物，相互交織搭接，將集料顆粒包裹連接起來(lái)，隨著水化產(chǎn)物的增加，混合料強(qiáng)度也逐漸增長(zhǎng).基于膠凝材料-水泥石在水泥穩(wěn)定碎石中的特殊作用，控制脆性材料水泥石強(qiáng)度的主要因素-孔隙率也成為影響該材料強(qiáng)度的一個(gè)重要因素，這種孔隙率則與水灰比有關(guān)。水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度主要與集料的性狀顆粒級(jí)配、表面織構(gòu)、形狀、強(qiáng)度及剛度、最大顆粒尺寸等)、水泥類(lèi)型與數(shù)量、用水量、密實(shí)度的影響。在實(shí)際施工中，由于集料與水泥類(lèi)型往往受到限制，強(qiáng)度主要與級(jí)配、水泥用量、用水量及密實(shí)度有關(guān)。綜上所述，隨著結(jié)晶進(jìn)行的同時(shí)，結(jié)晶的析出端，也就是露出晶邊的al3+離子的正電荷將吸引結(jié)合于已析出晶面的oh-離子的負(fù)電荷，結(jié)果結(jié)晶之間發(fā)生排斥，從而形成“晶邊晶面結(jié)合”的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，把土中的礦物顆粒包裹于蜂窩狀結(jié)構(gòu)里?？傊?，水泥穩(wěn)定碎石是水泥石的骨架作用與ca(oh)2的物理化學(xué)作用的結(jié)果，后者使碎石和碎石團(tuán)形成穩(wěn)定的團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，而水泥石結(jié)構(gòu)則把這些團(tuán)粒包裹和連接成堅(jiān)硬的整體。2.3影響強(qiáng)度的因素2.3.1土質(zhì)土的類(lèi)別和性質(zhì)是影響水泥穩(wěn)定土強(qiáng)度的重要因素，各種沙礫土、砂土、粉土和粘土均可用水泥穩(wěn)定，但穩(wěn)定效果不同。試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐證明：用水泥穩(wěn)定級(jí)配良好的碎（礫）石和沙礫，效果最好，不但強(qiáng)度高，而且水泥用量少；其次是沙性土；再次之是粉性土和粘性土。重粘土難于粉碎和拌合，不宜單獨(dú)用水泥來(lái)穩(wěn)定，因此，一般要求圖的塑性指數(shù)不大于17.2.3.2水泥的成分和劑量 各種類(lèi)型的水泥都可以用于穩(wěn)定土。但實(shí)驗(yàn)研究證明，水泥的礦物成分和分散度對(duì)于其穩(wěn)定效果有明顯影響。對(duì)于同一種土，通常情況下硅酸鹽水泥的穩(wěn)定效果好，而硅酸鹽水泥較差。 在水泥硬化條件相似，物質(zhì)成分相同時(shí)，隨著水泥分散度的增加，其活性強(qiáng)度和硬化能力也有所增大，從而水泥土的強(qiáng)度也大大提高。 水泥土的強(qiáng)度隨水泥的劑量的增加而增長(zhǎng)，但過(guò)多的水泥劑量，雖然獲得強(qiáng)度的增加，在經(jīng)濟(jì)上卻不一定合理，在效果上也不一定顯著，而且由于剛性過(guò)大容易開(kāi)裂。試驗(yàn)和研究證明，水泥劑量為4%8%較為合理。2.3.3含水量含水量對(duì)水泥穩(wěn)定土強(qiáng)度影響很大，當(dāng)含水量不足時(shí)，水泥不能在混合料中完全水化和水解，發(fā)揮不了水泥對(duì)土的穩(wěn)定作用，影響強(qiáng)度形成。同時(shí)，含水量小，達(dá)不到最佳含水量也影響水泥穩(wěn)定土的壓實(shí)度。因此，使含水量達(dá)到最佳含水量的同時(shí)，還要滿(mǎn)足水泥完全水化和水解作用的需要為好。水泥正常水化所需的水量約為水泥重的20%，對(duì)于沙性土，完全水化達(dá)到最高強(qiáng)度的含水量較最佳密度的含水量小；而對(duì)于粘性土則相反2.3.4施工工藝過(guò)程 水泥、土和水拌合的均勻，而且最佳含水量下充分壓實(shí)，使之干密度最大，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性就高。水泥土從開(kāi)始加水拌合到完成壓實(shí)的延續(xù)時(shí)間要盡可能的最短，一般要在6小時(shí)以?xún)?nèi)，若時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則水泥凝結(jié)，在碾壓時(shí)，不但達(dá)不到壓實(shí)度的要求，而且也會(huì)破壞已結(jié)硬水泥的膠凝作用，反而使水泥穩(wěn)定土強(qiáng)度下降。在水泥終凝時(shí)間達(dá)不到規(guī)定要求時(shí)，可以使用一定劑量的緩凝劑，但緩凝劑的品種和具體數(shù)量應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定。水泥穩(wěn)定土需濕法養(yǎng)生，以滿(mǎn)足水泥水化形成強(qiáng)度的要求。養(yǎng)生溫度愈高，強(qiáng)度增長(zhǎng)得愈快，因此，要保證水泥穩(wěn)定土養(yǎng)生的溫度和溫度條件。2.4 集料結(jié)構(gòu)類(lèi)型混合料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度在很大程度上取決于混合料的內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力。在混合料中，各結(jié)構(gòu)組分的變化，會(huì)對(duì)整個(gè)混合料受力產(chǎn)生直接影響，從而使混合料具有不同的變形特性。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要有以下三種情況:2.4.1 懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)形態(tài)的水泥穩(wěn)定碎石混合料，通常采用連續(xù)型密級(jí)配，骨料的顆粒尺寸由大到小連續(xù)存在。這種結(jié)構(gòu)中含有大量細(xì)料，而粗料數(shù)量少，且相互間沒(méi)有接觸，不能形成骨架，粗顆粒猶如“懸浮”于細(xì)顆粒之中。三軸試驗(yàn)表明，該種結(jié)構(gòu)雖然具有較高的粘聚力，但摩阻角較低，其強(qiáng)度主要受粘結(jié)力所控制，在外部荷載作用下，易產(chǎn)生破壞。由此而修筑的水泥穩(wěn)定碎石基層，受水泥性質(zhì)的影響較大，因而其抗收縮性能較差，使基層容易開(kāi)裂，破壞了基層的整體性，是造成路面結(jié)構(gòu)破壞的因素之一。懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu) 圖 2-12.4.2 骨架空隙結(jié)構(gòu)采用連續(xù)開(kāi)級(jí)配的水泥穩(wěn)定碎石混合料屬于這一結(jié)構(gòu)類(lèi)型。在這種結(jié)構(gòu)中，粗骨料較多，而細(xì)料數(shù)量過(guò)少，因此，雖然能夠形成骨架，但其殘余空隙較大。三軸試驗(yàn)表明，雖然此種結(jié)構(gòu)粘聚力較低，但其內(nèi)摩阻角較大，其強(qiáng)度主要取決于內(nèi)摩阻力，粘聚力相對(duì)是次要的。由此而修筑的水泥穩(wěn)定碎石基層，受水泥性質(zhì)的影響較小，因而其抗收縮性能較好，但由于其空隙率太大，使基層的耐久性受到影響。骨架空隙型結(jié)構(gòu) 圖 2-22.4.3 骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)密實(shí)骨架結(jié)構(gòu)是綜合以上兩種類(lèi)型組成的結(jié)構(gòu)。水泥穩(wěn)定碎石混合料既有一定數(shù)量的粗骨料形成骨架，又根據(jù)殘余空隙的多少加入細(xì)料，從而使混合料形成較高的密實(shí)度。這種結(jié)構(gòu)的混合料三軸試驗(yàn)表明，此種結(jié)構(gòu)不僅具有較高的內(nèi)摩阻角，而且具有較高的粘聚力。理論上講，屬于該種結(jié)構(gòu)類(lèi)型的水泥穩(wěn)定碎石混合料具有最優(yōu)的力學(xué)性能、抗收縮性能和抗沖刷性能。 骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu) 圖 2-3 縱觀(guān)以上分析可以看出，水泥穩(wěn)定碎石混合料中各組成成分的空問(wèn)位置排列不同，就會(huì)導(dǎo)致混合料整體性質(zhì)發(fā)生變化，因此深入分析混合料內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)，才能真正設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的水泥穩(wěn)定碎石混合料。 集料級(jí)配是影響水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度、穩(wěn)定性和干縮特性的重要因素。在一定程度上，材料級(jí)配的好壞，直接影響到材料的強(qiáng)度.影響到水泥穩(wěn)定碎石基層的使用效果。實(shí)踐證明，用同一劑量的水泥穩(wěn)定級(jí)配良好的集料，其強(qiáng)度和耐久性比穩(wěn)定級(jí)配不好的集料的強(qiáng)度和耐久性要高得多。 水泥穩(wěn)定碎石基層原材料的性能不僅要求達(dá)到規(guī)范所規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)具有良好的級(jí)配，使集料排列緊密，具有較小的空隙率，以保證在結(jié)合料的膠結(jié)作用下抗變形能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，具有較高的強(qiáng)度，反之，級(jí)配不良的混合料，將導(dǎo)致強(qiáng)度降低。3多孔集料水泥穩(wěn)定碎石混合料配合比設(shè)計(jì)3.1原材料的選擇與檢驗(yàn)3.1.1水泥由于碎石集料本身的塑性指數(shù)小，不具備任何粘結(jié)力，必須摻入足夠量的結(jié)合料 水泥，在水泥的膠結(jié)作用下，才能形成強(qiáng)度，而水泥劑量的多少對(duì)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度高低有明顯的影響，所以施工中必須保證足夠的水泥劑量，使水泥穩(wěn)定碎石基層真正起到穩(wěn)定作用。水泥劑量偏低，強(qiáng)度達(dá)不到要求。水泥穩(wěn)定碎石層也起不到穩(wěn)定的作用。水泥穩(wěn)定碎石中強(qiáng)度指標(biāo)在很大程度上取決于水泥的含量，隨著水泥劑量的增加，水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度也將顯著地提高。國(guó)內(nèi)的許多研究都證實(shí)這一點(diǎn)。在保持集料級(jí)配一致的條件下，筆者也考察了水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度與水泥用量的具體變化關(guān)系，水泥用量范圍3.0%、 3.5%、4.0%、4.5%、5.0%。1、 現(xiàn)行規(guī)范要求普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥均可用于穩(wěn)定碎石，但不應(yīng)使用快硬水泥、早強(qiáng)水泥以及己受潮變質(zhì)的水泥;宜采用標(biāo)號(hào)32.5或42.5的水泥;應(yīng)選用初凝時(shí)間3h以上和終凝時(shí)間較長(zhǎng) (宜6h以上)的水泥;并要求施工的延遲時(shí)間應(yīng)小于水泥終凝時(shí)間。2、本實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用情況水泥的種類(lèi)決定了水泥的礦物成分，直接影響混合料的強(qiáng)度。一般情況下，硅酸鹽水泥的穩(wěn)定效果較好。水泥的標(biāo)號(hào)也不易過(guò)高(用 32.5#)，因?yàn)橐话闱闆r下高標(biāo)號(hào)的水泥其凝結(jié)時(shí)間也比較快，這樣不利于混合料的施工;同時(shí)也避免在達(dá)到強(qiáng)度日標(biāo)值的前提下，因水泥標(biāo)號(hào)高而導(dǎo)致用量少，降低了混合料的漿集比和致密性。因此使用低標(biāo)號(hào)水泥主要是考慮強(qiáng)度限制，另外是有慢凝的性質(zhì)。（1）水泥品種和標(biāo)號(hào) 此處選用的水泥的強(qiáng)度等級(jí)為42.5，產(chǎn)地為安慶，生產(chǎn)許可證為xk23-201-06841，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為gb175-2007。（2）水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量可用調(diào)整水量和固定水量?jī)煞N方法中的任意一種測(cè)定。本實(shí)驗(yàn)采用固定水量法。其試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱藴y(cè)定水泥凝結(jié)時(shí)間和安定性試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。p=33.4-0.185s水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗(yàn)記錄 表3-1次數(shù)水泥質(zhì)量（g）加水量（ml）錐入深度（mm）標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（%）1500142.527.328.22500142.529.5硅酸鹽水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，一般在24%30%之間。試驗(yàn)水泥能夠滿(mǎn)足要求。（3）初、終凝時(shí)間自加水時(shí)刻起，至試針插入凈漿中距底板23mm時(shí)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間為初凝時(shí)間；至試針插入凈漿中不超過(guò)10.5mm時(shí)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間為終凝時(shí)間。初凝時(shí)間與終凝時(shí)間均用h-min（小時(shí)-分）表示。水泥凝結(jié)時(shí)間試驗(yàn)記錄表 表3-2開(kāi)始加水時(shí)間試針距底板3-5mm時(shí)間試針沉入凈漿中0.5mm時(shí)間9:4814:3017:25初凝時(shí)間4h42min終凝時(shí)間7h47min 道路基層水泥初凝時(shí)間不低于4h，終凝時(shí)間應(yīng)高于6h，但不得遲于10h。初、終凝時(shí)間都滿(mǎn)足要求。（4）水泥的體積安定性檢驗(yàn)方法（雷氏法）體積安定性試驗(yàn)分試餅法和雷氏法兩種。本實(shí)驗(yàn)采用雷氏法。用膨脹值測(cè)定儀測(cè)量試件雷氏夾指針兩針尖之間的距離，計(jì)算膨脹值，取兩個(gè)試件膨脹值的算術(shù)平均值，若不大于5mm時(shí)，則判定該水泥安定性合格。若兩塊膨脹值相差超過(guò)4mm時(shí)，應(yīng)用同種水泥重做試驗(yàn)。雷氏法測(cè)體積安定性試驗(yàn)記錄 表3-3編號(hào)初始記錄煮沸后記錄膨脹值1110.3mm11.4mm1.1mm129.7mm10.2mm0.5mm兩個(gè)試件的膨脹值的算術(shù)平均值0.8mm5mm。該水泥體積安定性合格。（5）水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)?zāi)z砂攪拌采用行星式膠砂攪拌機(jī)（iso679），首先將稱(chēng)好的水加入鍋內(nèi)，再加入水泥，把鍋放在固定器上，上升至固定位置后立即開(kāi)動(dòng)機(jī)器，低速攪拌30s，第二個(gè)30s內(nèi)均勻加砂，再高速攪拌30s，停拌90s，在第一個(gè)15s內(nèi)用一膠皮刮具將葉片和鍋壁上的膠砂刮入鍋中間，在調(diào)整下繼續(xù)攪拌60s。試件振動(dòng)成型是采用膠砂試件成型振實(shí)臺(tái)（iso679），分三層加入，每層振動(dòng)60次。最后用直尺水平將試件表面抹平。以中心加荷法測(cè)定抗折強(qiáng)度，試件應(yīng)側(cè)面朝上，抗折試驗(yàn)加荷速度為50n/s10n/s，直至折斷?？拐蹚?qiáng)度計(jì)算：rf=1.5ffl/b3式中：rf 抗折強(qiáng)度（mpa） 支撐圓柱中心距（mm）ff 破壞荷載（） 試件斷面正方形的邊長(zhǎng)，為40mm水泥抗折強(qiáng)度試驗(yàn)記錄 表3-4齡期破壞荷載（單個(gè)值）（kn）測(cè)定值破壞荷載（kn）強(qiáng)度（mpa）3d25012500248724965.58 7d3557352634973527 8.27 28d5374535753395357 12.56 抗壓實(shí)驗(yàn)應(yīng)在抗折試驗(yàn)后立即進(jìn)行，受壓面為試件成型時(shí)的兩個(gè)側(cè)面，面積為40mm40mm抗壓強(qiáng)度計(jì)算：rf/a 式中： r 抗壓強(qiáng)度（mpa） f 破壞荷載（n） a 受壓面積，40mm40mm=1600mm2水泥抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)記錄 表3-5齡期破壞荷載（單個(gè)值）（kn）測(cè)定值荷載（kn）強(qiáng)度（mpa）3d40.5537.61 41.63 38.46 41.46 38.27 39.66 24.79 7d58.65 60.26 59.13 58.78 59.87 60.43 59.22 37.01 28d89.12 85.01 85.33 84.03 86.64 81.57 85.12 53.20 （6）水泥技術(shù)指標(biāo)匯總水泥技術(shù)指標(biāo)匯總 表3-5項(xiàng)目3天抗折強(qiáng)度（mpa）3天抗壓強(qiáng)度（mpa）7天抗折強(qiáng)度（mpa）7天抗壓強(qiáng)度（mpa）28天抗折強(qiáng)度（mpa）28天抗壓強(qiáng)度（mpa）標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（%）初凝時(shí)間終凝時(shí)間實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)5.8539.66 8.27 59.22 12.57 85.12 28.20 4h12min7h47min規(guī)范指標(biāo)3.516.00 6.50 42.5 t4h6ht10h 水泥的各項(xiàng)物理性能評(píng)定滿(mǎn)足要求，水泥的強(qiáng)度等級(jí)也符合規(guī)范。3.1.2集料1、集料技術(shù)指標(biāo)碎石應(yīng)由巖石或礫石軋制而成，應(yīng)潔凈、干燥，并具有足夠的強(qiáng)度和耐磨耗性。其顆料形狀應(yīng)具有棱角，接近立方體，不得含有軟質(zhì)和其它雜質(zhì)。碎石應(yīng)具有一定的抗壓碎能力:二級(jí)和二級(jí)以下公路的集料壓碎值不大于35%，石料顆粒的最大粒徑不應(yīng)超過(guò)37.5mm;一級(jí)、高速公路的集料壓碎值不大于30%，集料中顆粒的最大粒徑不應(yīng)超過(guò)31.5mm。集料中有機(jī)質(zhì)含量不超過(guò)2%，集料中硫酸鹽含量不超過(guò)0.25%。2、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)測(cè)定集料的物理力學(xué)性質(zhì)，包括測(cè)定集料的壓碎值、針片狀含量、烘干含水量等。（1） 壓碎值 集料壓碎值用于衡量石料在逐漸增加的荷載下抵抗壓碎的能力，是衡量石料力學(xué)性質(zhì)的指標(biāo)，以評(píng)定其在公路工程中的實(shí)用性?；鶎?、底基層的集料壓碎值（規(guī)范要求） 表3-6公路等級(jí)高速公路、一級(jí)公路二級(jí)公路三級(jí)公路、四級(jí)公路材料類(lèi)型水泥、石灰粉煤灰穩(wěn)定類(lèi)303535石灰穩(wěn)定類(lèi)基層3035底基層354040級(jí)配碎石基層263035底基層303540填隙碎石基層26底基層303030級(jí)配或天然砂礫基層35底基層303540采用風(fēng)干集料用13.2mm和9.5mm標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)篩，取9.5mm13.2mm的試樣3組各3000g，供實(shí)驗(yàn)用。如過(guò)于潮濕需加熱烘干時(shí)，烘箱溫度不得超過(guò)100，烘干時(shí)間不超過(guò)4h。試驗(yàn)前石料應(yīng)冷卻到室溫。將試樣分3次（每次數(shù)量大體相同）均勻加入試模中，每次均將試樣表面整平，用金屬棒的半球面端從石料表面上均勻搗實(shí)25次。最后用金屬棒作為直刮刀將表面仔細(xì)整平。稱(chēng)取量筒中試樣質(zhì)量（m0）。以相同質(zhì)量的試樣進(jìn)行壓碎值的平行試驗(yàn)。計(jì)算壓碎值：石料壓碎值按下式計(jì)算，精確至0.1%。 qa=m1/m0100式中： qa 石料壓碎值（%） sm0 試驗(yàn)前試樣質(zhì)量（g） m1 試驗(yàn)后通過(guò)2.36mm篩孔的細(xì)料質(zhì)量（g）m集料（規(guī)格515）壓碎值試驗(yàn)記錄 表3-7試驗(yàn)次數(shù)試驗(yàn)前試樣質(zhì)量（g）試驗(yàn)后試樣質(zhì)量（g）試驗(yàn)后通過(guò)2.36mm質(zhì)量（g）壓碎值(%)個(gè)別值平均值130002309.7690.323.022.7229822318.5663.522.3 多孔集料的壓碎值符合路面材料的要求，這說(shuō)明多孔集料具有良好的力學(xué)性質(zhì)，也從另一個(gè)角度說(shuō)明多孔集料的形態(tài)特征較好。（2） 針片狀顆粒含量粗集料中的針片狀顆粒，是指用游標(biāo)卡尺測(cè)定的粗集料的最大長(zhǎng)度（或?qū)挾龋┓较蚺c最小厚度（或直徑）方向的尺寸之比大于3倍的顆粒。將試樣平攤于桌面上，首先目測(cè)挑出接近立方體的顆粒，剩下可能屬于針狀（細(xì)長(zhǎng)）和片狀（扁平）的顆粒。顆粒平面方向的最大長(zhǎng)度為l，側(cè)面厚度的最長(zhǎng)尺寸為t，顆粒最大寬度為w（twl），用油表卡尺逐顆測(cè)量石料的l及t，將l/t3的顆粒（即最大長(zhǎng)度方向與最大厚度方向的尺寸之比大于3的顆粒）分別挑出作為針片狀顆粒。稱(chēng)取針片狀顆粒的質(zhì)量m1，準(zhǔn)確至1g。計(jì)算針片狀顆粒含量：qe=m1/m0100式中：qe 針片狀顆粒含量（%） m1 試驗(yàn)用的集料總質(zhì)量（g） m0 針片狀顆粒的質(zhì)量（g）針片狀含量記錄 表3-8多孔集料試驗(yàn)次數(shù)試樣總質(zhì)量（g）針片狀顆粒質(zhì)量（g）針片狀含量（%）個(gè)別值平均值1#11000.9123.612.312.92998.5133.513.42#1802.276.39.5110.02803.483.710.43#1400.838.69.69.82402.740.210.0由試驗(yàn)結(jié)果表明，多孔集料的針片狀顆粒含量要比普通集料的針片狀含量要大15%左右，滿(mǎn)足公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范（jtg f30-2003）對(duì)級(jí)集料（15%）的要求，說(shuō)明多孔集料的顆粒形狀不會(huì)對(duì)水泥穩(wěn)定碎石的性能產(chǎn)生顯著的不良影響。（3） 粗集料密度及吸水率試驗(yàn)（網(wǎng)籃法） 將試樣用4.75mm或2.36mm標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)篩除去其中的細(xì)集料，取試樣洗凈后浸泡24h，采用物理天平，稱(chēng)取水中質(zhì)量、表干質(zhì)量、烘干質(zhì)量。計(jì)算：表觀(guān)相對(duì)密度：a=ma/（ma-mw） 表干相對(duì)密度：s=mf/（mf-mw） 毛體積相對(duì)密度：b=ma/（mf-mw）a 集料的表觀(guān)相對(duì)密度，無(wú)量綱s 集料的表干相對(duì)密度，無(wú)量綱b 集料的毛體積相對(duì)密度，無(wú)量綱ma 集料的烘干質(zhì)量（g）mf 集料的表干質(zhì)量（g）mw 集料的水中質(zhì)量（g）計(jì)算粗集料的吸水率，以烘干質(zhì)量為基準(zhǔn)，精確至0.01%：x=（mf-ma）100/ma式中：x 粗集料的吸水率（%）粗集料吸水率試驗(yàn)記錄 表3-9多孔集料試驗(yàn)次數(shù)試樣烘干質(zhì)量（g）試樣表干質(zhì)量（g）吸水率（%）個(gè)別值平均值1#1197320403.40 3.34 2198020453.28 2#1147615404.34 4.44 2147515424.54 3#1134414286.25 6.24 2134814326.23 粗集料密度試驗(yàn)記錄 表3-10多孔集料試驗(yàn)次數(shù)試樣烘干質(zhì)量（g）試樣水中質(zhì)量（g）試樣表干質(zhì)量（g）表觀(guān)相對(duì)密度（g/cm3)表干相對(duì)密度（g/cm3)個(gè)別值平均值個(gè)別值平均值1#11973123620402.677 2.667 2.537 2.531 21980123520452.658 2.525 2#11476926.215402.685 2.684 2.509 2.505 21475925.415422.684 2.501 3#11344842.614282.680 2.674 2.439 2.435 21348842.814322.668 2.430 混合料的密實(shí)度與其中的不同粒徑的集料（尤其是粗集料）之間的嵌擠作用是由相互配合的顆粒的體積比例來(lái)反映出來(lái)的，所以集料的密度直接影響混合料的配合效果，即強(qiáng)度與密實(shí)度。多孔集料的吸水率比普通集料大了近1.2倍。密度相差不大。（4）烘干含水量變化將試樣置于干凈的容器中，稱(chēng)量試樣和容器的總質(zhì)量（m1），并在1055的烘箱中烘干至恒重，測(cè)定質(zhì)量的變化。計(jì)算含水率，精確至0.1%。w=(m1-m2)/(m2-m3)100式中：w 粗集料的含水率（%） m1 烘干前試樣與容器的總質(zhì)量（g） m2 烘干后試樣與容器的總質(zhì)量（g） m3 容器質(zhì)量（g）多孔集料烘干過(guò)程中質(zhì)量的變化 表3-11多孔集料集料質(zhì)量（g）