本發(fā)明專利技術公開了一種基于振動試驗法的抗裂型水泥穩(wěn)定碎石配合比設計方法，該方法按照以下步驟：（１）配制骨架密實型級配集料；（２）將水泥加入級配集料中獲得水泥穩(wěn)定碎石混合料，采用振動擊實試驗方法確定水泥穩(wěn)定碎石混合料的最大干密度和最佳含水量；其中加入的水泥劑量占級配集料質(zhì)量百分比的３－５％；（３）采用步驟（２）中水泥穩(wěn)定碎石混合料，采用振動擊實試驗方法制備水泥穩(wěn)定碎石圓柱體試件，水泥穩(wěn)定碎石圓柱體試件尺寸為直徑１５ｃｍ×高１５ｃｍ；（４）對養(yǎng)生６天、浸水１天水泥穩(wěn)定碎石圓柱體試件進行無側(cè)限抗壓強度試驗，根據(jù)無側(cè)限抗壓強度試驗結(jié)果設計水泥劑量。采用本發(fā)明專利技術設計的水泥穩(wěn)定碎石能較好地形成骨架密實結(jié)構(gòu)且不易離析、最大干密度大、最佳含水量小、節(jié)省水泥用量３０％－４０％等特點，且具有強度高、抗裂性能和抗沖刷性能好等優(yōu)點，基本上解決了一直困擾國內(nèi)外道路工程界關于水泥穩(wěn)定碎石開裂嚴重的問題。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術應用于交通土建工程領域，涉及一種基于振動試驗法的抗裂型水泥穩(wěn)定碎石配 合比設計方法。
技術介紹
-水泥穩(wěn)定碎石配合比主要涉及有礦質(zhì)混合料級配、水泥劑量、最大干密度A皿和最 佳含水量W。。目前水泥穩(wěn)定碎石配合比設計方法的原理和試驗步驟如下(1)水泥穩(wěn)定碎石的礦質(zhì)混合料級配范圍符合表1的要求。根據(jù)《公路工程集料試 驗規(guī)程》(JTJ058-2000)中細集料篩分試驗方法(T0327-2000)和粗集料篩分試驗方法 (T0302-2000)確定各規(guī)格集料的級配，根據(jù)各規(guī)格集料的級配和表1的礦質(zhì)混合料級配 范圍，確定組成礦質(zhì)混合料的各規(guī)格集料比例；表l水泥穩(wěn)定碎石的礦質(zhì)混合料級配范圍<table>table see original document page 4</column></row><table>(2)水泥劑量取3%、 3.5%、 4.0%、 4.5%和5%分別與礦質(zhì)混合料混合均勻，采用《公 路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程(JTJ057-94)》中的重型擊實法確定不同水泥劑量水泥穩(wěn)定碎石的/^^和w。；(3)根據(jù)重型擊實方法確定的^,皿和w。，采用《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程(JTJ057-94)》中靜力壓實成型試件方法制作圓柱體試件4)15cmXhl5cra，在熱區(qū) 25°C、溫區(qū)和寒區(qū)2(TC條件下濕養(yǎng)6天、浸水1天，進行無側(cè)限抗壓強度試驗確定水泥 劑量。確定的水泥劑量一般為3. 5-5. 5%。 上述制備方法特點分析如下 (1)礦質(zhì)混合料級配類型對水泥穩(wěn)定碎石抗裂性能影響較為顯著，其中骨架密實型級配抗裂性能最優(yōu)。表l中骨架密實型級配19mra通過率偏大，粗集料難以形成強骨架結(jié) 構(gòu)；4.75mm通過率偏小，細集料難以對粗集料空隙填充密實；0. 075ram通過率偏低，難以 對混合料孔隙填充，并容易使水泥穩(wěn)定碎石混合料施工時產(chǎn)生離析。(2) 重型擊實法確定/^,和w。存在如下缺點① 擊實方法落后于生產(chǎn)實際。擊實方法是基于12-15噸靜力壓路機提出的，而生產(chǎn)實 際已廣泛采用20噸以上可調(diào)頻調(diào)幅振動壓路機。② 含水量測試方法不科學。烘干法測試的含水量不能反映擊實過程中因顆?？繑n而擠 出的部分水和混合料烘干過程中水化反應消耗的部分水，這使得測試含水量比拌和時的含 水量要?。虎?模擬效果差、試驗重現(xiàn)性差和操作煩雜。首先，重型擊實試驗對試樣擊實分三層進 行，這與實際現(xiàn)場施工過程中不吻合；其次，分層裝料及分層擊實厚度、擊實后拉毛處理 以及擊實后對試樣表面整平處理會因試驗人員的不同而影響擊實效果；最后，從備料過程 中測集料風干含水量、試樣分三層裝入擊實筒并分層各擊實98次、烘干8-12h測含水量 的過程操作煩雜、耗時長。(3) 靜力壓實制備試件的方法存在如下缺點① 擊實方式與靜力壓實制備方式不相匹配；② 靜力壓實法制備試件不符合實際振動碾壓成型基層的條件，制備的試件組成結(jié)構(gòu)與實際碾壓成型的基層結(jié)構(gòu)不符；③ 試件制備過程中粗集料壓碎情況較為嚴重，制備的試件級配與實際碾壓成型的基層 級配不符；④ 試件制備過程中含水量損失情況較為嚴重，制備的試件含水量與實際碾壓成型的基 層含水量不符；⑤ 試件制備過程中粗集料壓碎導致級配變化、含水量的損失導致無機結(jié)合料實際劑量 減小等，導致試件的物理力學性質(zhì)與實際成型的基層物理力學性質(zhì)不符。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術或者專利技術的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供基于振動試驗法的抗裂型 水泥穩(wěn)定碎石配合比設計方法，該方法按照以下步驟(1)配制骨架密實型級配集料，所述骨架密實型級配集料是由不同粒徑規(guī)格的集料組 成的礦質(zhì)混合料；所述骨架密實型級配集料中粒徑小于37.5mm的集料占級配集料的質(zhì)量5百分率為95-100%;所述骨架密實型級配集料中粒徑小于31. 5mra的集料占級配集料的質(zhì)量百分率為90-100%;所述骨架密實型級配集料中粒徑小于19ram的集料占級配集料的質(zhì)量百分率為60-70%;所述骨架密實型級配集料中粒徑小于9. 5mm的集料占級配集料的質(zhì)量百分率為40-50%;所述骨架密實型級配集料中粒徑小于4. 75mm的集料占級配集料的質(zhì)量百分率為28-38%;所述骨架密實型級配集料中粒徑小于2. 36mm的集料占級配集料的質(zhì)量百分率為18-28%;所述骨架密實型級配集料中粒徑小于0. 6mm的集料占級配集料的質(zhì)量百分率為10-16%;所述骨架密實型級配集料中粒徑小于0. 075ram的集料占級配集料的質(zhì)量百分率為2-6%;(2) 將水泥加入級配集料中，獲得水泥穩(wěn)定碎石混合料，采用振動擊實試驗方法確定水泥穩(wěn)定碎石混合料的最大干密度和最佳含水量；其中加入的水泥劑量占級配集料質(zhì)量百分比的3-5%;(3) 采用步驟(2)中水泥穩(wěn)定碎石混合料，采用振動成型試驗方法制備水泥穩(wěn)定碎石圓柱體試件，水泥穩(wěn)定碎石圓柱體試件尺寸為直徑15craX高度15ciii;(4) 對養(yǎng)生6天、浸水1天水泥穩(wěn)定碎石圓柱體試件進行無側(cè)限抗壓強度試驗，根據(jù)無側(cè)限抗壓強度試驗結(jié)果設計水泥劑量。所述步驟(2)中振動擊實試驗方法是指① 將級配集料置烘箱中烘干至恒重，溫度為105土5t:，時間為4-6小時；② 取一份烘干后的級配集料，加入相應水泥劑量的水泥得到混合料；將水加入混合料中拌和均勻，^=4.0-4.5%，其中r,為第一次試驗時的拌合含水量(W;③ 將以上混合料裝入直徑X高度-150mmX150mm的試模當中，并將試模固定到振動儀上，振動擊實100秒-120秒，振動儀參數(shù)配置為振動頻率30士2Hz、激振力7.6±0. 2kN、名義振幅1. 4±0. 2mrn、工作重量3. 0±0. 4kN、上車系統(tǒng)1. 2±0. 2kN、下車系統(tǒng)1. 8±0. 2kN;⑤ 用脫模器將試模中的混合料完整推出，即為試驗用試樣，計算試樣的干密度附 1A/(,) ^"^1 '7"7T^~ ，處"為第i次試驗時的試樣質(zhì)量，Kv為第i次試驗時的試樣體l+0.01.w,積，/=1， 2， 3， 4， 5;⑥ 計算振動成型前后混合料質(zhì)量差恥w—歷抑，其中恥w第i次試驗時裝入試模當中的混合料質(zhì)量，當島w —處w< 50g ，— w+0. 3 % ， 當恥w —處6v》50g ， r+1 = 0. 5 % ，其中K為第i次試驗時加入試樣的拌和含水量(菊，i=l， 2， 3， 4， 5。⑦ 根據(jù)步驟②-⑥方法重復五次試驗，得到五組試樣的拌和含水量和干密度；繪制干標為干密度，曲線峰值所對應的干密度為最大干密度、對應的含水量為最佳含水量。所述步驟(3)中振動成型試驗方法是指① 將試驗所用級配集料置于烘箱中，烘箱溫度為105r，時間4-小時；② 取一份級配集料，加入相應水泥劑量的水泥并拌合，得到混合料，向混合料中加水，使混合料的含水量達到振動擊實法確定的W。；③ 將加水拌合的混合料裝入直徑X高度-150mmX150mm的試模當中，裝料的質(zhì)量=,^皿^(1+^。)， #為試件的預定壓實度(％)， K為試件的體積(cm3)， A^為振動擊實確定的混合料最大干密度(g/cm3)， 1為振動擊實確定的混合料最佳含水量(%)。將裝有混合料的試模固定在振動儀上，振動擊實70-90秒。振動儀參數(shù)設置本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
基于振動試驗法的抗裂型水泥穩(wěn)定碎石配合比設計方法，其特征在于，該方法按照以下步驟：?。ǎ保┡渲乒羌苊軐嵭图壟浼?，所述骨架密實型級配集料是由不同粒徑規(guī)格的集料組成的礦質(zhì)混合料；所述骨架密實型級配集料中粒徑小于３７．５ｍｍ的集料占級配集 料的質(zhì)量百分率為９５－１００％；所述骨架密實型級配集料中粒徑小于３１．５ｍｍ的集料占級配集料的質(zhì)量百分率為９０－１００％；所述骨架密實型級配集料中粒徑小于１９ｍｍ的集料占級配集料的質(zhì)量百分率為６０－７０％；所述骨架密實型級配集料中粒徑小于９．５ｍｍ的集料占級配集料的質(zhì)量百分率為４０－５０％；所述骨架密實型級配集料中粒徑小于４．７５ｍｍ的集料占級配集料的質(zhì)量百分率為２８－３８％；所述骨架密實型級配集料中粒徑小于２．３６ｍｍ的集料占級配集料的質(zhì)量百分率為１８－２８％；所述骨架密實型級配集料中粒徑小于０．６ｍｍ的集料占級配集料的質(zhì)量百分率為１０－１６％；所述骨架密實型級配集料中粒徑小于０．０７５ｍｍ的集料占級配集料的質(zhì)量百分率為２－６％； （２）將水泥加入骨架密實型級配集料中，獲得水泥穩(wěn)定碎石混合料，采用振動擊 實試驗方法確定水泥穩(wěn)定碎石混合料的最大干密度和最佳含水量；其中加入的水泥劑量占骨架密實型級配集料質(zhì)量百分比的３－５％；?。ǎ常┎捎貌襟E（２）中水泥穩(wěn)定碎石混合料，采用振動成型試驗方法制備水泥穩(wěn)定碎石圓柱體試件，水泥穩(wěn)定碎石圓柱體試件尺 寸為直徑１５ｃｍ×高度１５ｃｍ； （４）對養(yǎng)生６天、浸水１天水泥穩(wěn)定碎石圓柱體試件進行無側(cè)限抗壓強度試驗，根據(jù)無側(cè)限抗壓強度試驗結(jié)果設計水泥劑量。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：蔣應軍，張毅，
申請(專利權)人：長安大學，
類型：發(fā)明
國別省市：87[]
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