道路桥梁浅谈水泥稳定碎石、压实度、坍落度以及级配碎石论文.doc
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1、太原大学毕业设计 摘要:压实度是路基和路面的一项重要指标。有效的压实可以显著改善土壤的承载能力,提高不渗透性。压实作业是路基路面结构材料获得足够密实度的重要环节,有效的压实度检测方法是控制压实质量的重要方法。本文介绍了压实度的概念、级配碎石的施工工艺,坍落度试验以及试件养护。然后就压实度的检测技术,介绍了环刀法和灌砂法的检测技术,针对影响水泥稳定碎石土基层压实度的因素,进行分析,采取有效的控制措施。【关键词】水泥稳定碎石 压实度 检测技术 坍落度 级配碎石 目录一 水泥稳定碎石31-1 影响水泥稳定碎石土压实度的主要因素31-1-1土质31-1-2水泥的成分和剂量31-1-3碾压41-1-4混
2、合料的配合比对压实度的影响41-1-5混合料含水量对压实度的影响41-1-6底基层强度对基层压实度的影响51-1-7碾压工艺对压实度的影响51-2、实际施工中采取的控制措施51-2-1铺筑试验段51-2-2原材料的控制61-2-3集料拌和时的控制61-3延迟时间的控制71-4碾压工艺的控制71-5其它方面的控制7二 常用的检测压实度方法82-1、 环刀法试验82-2-1灌砂法适用范围92-2-2、试验方法及步骤9三、 水泥混凝土的坍落度试验:12四、 水泥混凝土试件制作养护及频率13五 级配碎石施工工艺14六 施工准备156-1、集料级配要求及准备156-2、施工技术准备156-3、 施工方案
3、166-3-1铺设复合土工膜及砂石垫层1662、厂拌法拌和1663、运输和铺筑1764碾压夯实1865、接缝处理1866、养生1867、检测196-4、质量控制及处理措施20结束语21浅谈水泥稳定碎石、压实度、坍落度以及级配碎石随着我国经济的高速发展,交通运输更加繁忙,交通量也越来越太。交通量直接影响道路使用年限,这对道路施工质量的要求也越来越高。基层质量的好坏直接影响路面的耐久性和行车的安全与顺畅。基层是路面结构中的承重层,应具有足够的强度、刚度和水稳性。 一 水泥稳定碎石水泥稳定碎石土在原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土)中,掺入适当水泥、碎石和水,按照技术要求,经拌合和摊铺,在最佳含水
4、量时压实及养护成型。水泥是水硬性结合材料,绝大多数的土类都可以用水泥来稳定,改善其物理力学性质。水泥稳定碎石土具有良好的整体性、足够的力学强度、抗水性和耐候性。其初期强度较高,且随龄期增长而增长。 基层压实度是反映基层内在质量的一项重要技术指标。在公路工程质量检验评定标准规定的7项检测指标中占总分数的30%,所占比例最大,是施工中必须严格控制的一项技术指标。现结合本人参与试验检测的金孟海湾道路,对影响水泥稳定碎石土压实度的主要因素进行分析,并提出控制措施。 1-1 影响水泥稳定碎石土压实度的主要因素1-1-1土质土的类别和性质是影响水泥稳定碎石土强度的重要因素,各种砂砾土、砂土、粉土和粘土均可
5、用水泥稳定,但效果不同。试验和生产实践证明,水泥稳定级配良好的碎石和砂效果最好;其次是砂性土;再次之是粉性土和粘性土。1-1-2水泥的成分和剂量水泥的矿物成分和分散度对其稳定效果有明显影响。通常情况对一种土,硅酸盐水泥的稳定效果好,而铝酸盐水泥较差。水泥分散度增加,其活性程度和硬化能力强,提高其强度。1-1-3碾压从开始加水拌和到碾压终了的延长时间越长,水泥稳定碎石土的压实度越低。因为加水拌和后,水泥很快和混合料中的水反应,生成水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙等水化矿物,致使混合料逐渐凝结硬化。在碾压时,压路机破坏这个凝结力需要消耗一些压实功,从而混合料的孔隙率难以降低,不易压实,干容重随之
6、降低,因而压实度降低。1-1-4混合料的配合比对压实度的影响 压实度是实测干容重与标准干容重的比值。试验室通过多次重型击实试验,得到了各试验配合比的最大干容重与最佳含水量。试验表明,处于最佳含水量的几组混合料,碎石含量不同,水泥用量相同,在相同的击实功作用下得出的干容重不同。见下表:碎石所占比例(%)35404145干容重(g/cm3)2.3552.3692.3722.375备 注确定混合料中碎石与土的比例为41%:59从上表可以看出,若拌和时混合料配合比偏离试验室配合比较多,则会出现压实度不稳定的情况。混合料中的碎石较多,压实度就会偏高,甚至可能会超百。同时,由于混合料中的细料较少,碎石间会
7、存在较多的孔隙不能填实,甚者造成碎石离析,成为以后基层病害的严重隐患,对路面的耐久性造成极大的影响。如果混合料中的碎石较少,压实度就会偏低,同时碎石难以形成有效的骨架,还会影响水泥稳定碎石土的强度。1-1-5混合料含水量对压实度的影响根据重型击实试验得出的含水量与干密度曲线可知,当混合料含水量处于某值时,混合料的干密度最大。含水量过大时,混合料中的孔隙被水所占据,而水一般难以被压缩,也不易被挤出,这使混合料在碾压过程中会产生蠕动,出现“弹簧”现象,因此不易被压实,达不到规定的压实度。含水量过小,由于集料间的摩擦力增大,混合料难以密实,集料间的孔隙较大,也达不到规定的压实度。1-1-6底基层强度
8、对基层压实度的影响底基层强度直接影响基层的压实。底基层的强度偏低,在基层碾压时,由于下承层变形量较大,会损耗一部分压实功,从而使基层无法达到规定的压实度。1-1-7碾压工艺对压实度的影响碾压工艺对压实度起着非常重要的作用。如果机械组合不合理,不按照试验段得出的压实工艺碾压,很难得到规定的压实度。1-2、实际施工中采取的控制措施1-2-1铺筑试验段在正式施工前,先铺筑约100米的试验路段,以便测算混合料的虚铺系数、确定合理的机械组合和碾压变数等。试验段要严格控制好混合料的配料、含水量及从加水拌合到碾压终了的延迟时间等施工要素,使其各项技术指标尽量接近试验室配合比。实验员随时对压实度进行检测,确定
9、合理的 施工工艺。流程图如下:配合比调试混合料摊铺试机拌合、运输标高、松铺厚度检测压实度检测洒水养生碾压平地机或人工处理不合格不合格1-2-2原材料的控制结合该工程的实际情况,严把原材料进场关,增加检测频率,尤其加强了对基层压实度和强度影响较大的集料压碎值和筛分曲线的检测力度,以保持原材料质量稳定。1-2-3集料拌和时的控制 1-2-3-1土块要按规定粉碎,这不但有利于填实混合料的孔隙,而且增大了与结合料的接触面积。1-2-3-2配料要准确,尤其注意料仓之间要有效隔离,土和碎石不可混淆在一起进入料仓。1-2-3-3由于施工时间正处于夏季,从拌和、运输到碾压终了难免有水分蒸发等损耗。因此,在拌和
10、时混合料的含水量应略大于最佳值,使其在运到施工现场直到摊铺、碾压时的含水量与最佳含水量接近。1-2-3-4碎石和土隔离堆放,避免混堆影响配合比。1-2-3-5试验人员应时时对混合料的含水量、级配进行检测,发现偏离及时调整。 1-3延迟时间的控制铺筑基层前,应制定详细的施工作业指导书,周密安排布署,科学组织施工,使每道工序有机地衔接,缩短混合料从加水拌合到碾压终了的延迟时间,按施工规范要求,尽量提前结束碾压。 1-4碾压工艺的控制根据试验段确定的碾压工艺进行碾压。首先,用140KW推土机和平地机将混合料按松铺厚度摊铺均匀,3-5人跟随在平地机后面,及时铲除粗集料的堆积,补以拌和均匀的混合料。压路
11、机随即进行碾压,碾压要按从两边到中间的顺序,而且路面的两侧要多压23遍。施工工长负责控制碾压遍数、速度及顺序。试验人员随时对碾压完毕路段的压实度进行检测,发现不合格马上通知复压,直到合格为止。 1-5其它方面的控制水泥稳定碎石土基层施工一定要在底基层养生期过后。这样,既避免了破坏底基层的结构,又可以提高基层压实度。设专人对混合料的虚铺厚度进行检测,符合要求后方可碾压.二 常用的检测压实度方法2-1、 环刀法试验适用范围 本试验方法适用于细粒土。 (1 )仪器设备 环刀、 天平:感量0.1g、其它:修土刀等 (2)、试验步骤 1)、擦净环刀,称取环刀质量m1,准确至0.1g。 2)、在试验地点,
12、将面积约30cm30cm的地面清扫干净,并铲去表面浮动及不平整的部分,达到一定深度,将环刀口向下,盖上压盖,用锤敲打,敲打到压盖上面的小孔有土冒出即可,用修土刀取出。 3)、轻轻取下压盖,用修土刀自边至中削去环刀两端余土,用直尺检测直至修平为止。 4)、擦净环刀外壁,称环刀与试样合计质量m2,准确至0.1g。5)、取具有代表性的试样,测其含水量为w。 6)、结果整理 按下列公式计算湿密度: w=( m2-m1)/V式中:m1环刀质量,g; m2环刀与试样合计质量, g; V环刀体积,cm3;一般为200cm3;w湿密度,gcm3 按下列公式计算干密度:d =w /(1+0.01w)W含水量,%
13、d湿密度,gcm3压实度=d/cc 试验所得最大干密度,gcm32-2、 2-2灌砂法试验2-2-1灌砂法适用范围压实度适用于在现场测定基层(或底基层)、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度和压实度检测。但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙的材料的压实度检测。(1)、用挖坑灌砂法测定密度和压实度时,应符合下列规定:1)、当集料的最大粒径小于15mm,测定层的厚度不超过150mm 时,宜采用100mm的小型灌砂筒测试;2)、当集料的最大粒径等于或大于15mm,但不大于40mm,测定层的厚度不超过200mm时,应用150mm的大型灌砂筒测试。(2)、所需仪器1)、灌砂筒2)、金属标定罐:用薄铁板
14、制作的金属罐,上端周围有一罐缘。3)、基板:用薄铁板制作的金属方盘,盘的中心有一圆孔。4)、玻璃板:边长约500600mm的方形板。5)、试样盘:存放挖出的试样6)、天平或台秤:称量1015kg,感量不大于1g。7)、含水量测定器具:如铝盒、酒精等。8)、标准砂:粒径0.300.60mm 清洁干燥的砂,约2040kg。9)、其它:凿子、改锥、铁锤、长把勺、毛刷等。2-2-2、试验方法及步骤按现行试验方法对检测对象试样用同种材料进行击实试验,得到最大干密度(c)及最佳含水量。 试验步骤:(1)标定筒下部圆锥体内砂的质量 在灌砂筒筒口高度上,向灌砂筒内装砂至距筒顶15mm左右为止。称取装人筒内砂的
15、质量m1 ,准确至1g。以后每次标定及试验都应该维持装砂高度与质量不变。 将开关打开,让砂自由流出,并使流出砂的体积与工地所挖试坑内的体积相当(可等于标定罐的容积),然后关上开关,称灌砂筒内剩余砂质量 m5 ,准确至1g。 不晃动储砂筒的砂,轻轻地将灌砂筒移至玻璃板上,将开关打开,让砂流出,直到筒内砂不再下流时,将开关关上,并细心地取走灌砂筒。 收集并称量留在板上的砂或称量筒内的砂,准确至1g。玻璃板上的砂就是填满锥体的砂m2 。 重复上述测量三次,取其平均值。 (2)标定量砂的单位质量s 用水确定标定罐的容积V,准确至1 cm3。 将空罐放在台秤上,使罐的上口处于水平位置,读记罐质量m7,准
16、确至1g。向标定罐中灌水,注意不要将水弄到台秤上或罐的外壁。将一直尺放在罐顶,当罐中水面快要接近直尺时,用滴管往罐中加水,直到水面接触直尺。移去直尺,读记罐和水的总质量m8。重复测量时,仅需用吸管从罐中取出少量水,并用滴管重新将水加满到接触直尺。标定罐的体积按下式计算:V= m8m7 在储砂筒中装人砂并称重,并将灌砂简放在标定罐上,将开关打开,让砂流出,在整个流砂过程中,不要碰动灌砂筒,直到砂不再下流时,将开关关闭,取下灌砂筒,称取筒内剩余砂的质量为m3,准确至1g。 计算填满标定罐所需砂的质量。 重复上述测量三次,取其平均值。 计算量砂的单位质量。 s=( m1m3m2)/V (3)试验步骤
17、1)在试验地点,选一块平坦表面,并将其清扫干净,其面积不得小于基板面积。2)将基板放在平坦表面上。当表面的粗糙度较大时,则将盛有量砂(m5)的灌砂筒放在基板中间的圆孔上。将灌砂筒的开关打开,让砂流入基板的中孔内,直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关。取下灌砂筒,并称量筒内砂的质量(m6),准确至1g。3)取走基板,并将留在试验地点的量砂收回,重新将表面清扫干净。4)将基板放回清扫干净的表面上(尽量放在原处),沿基板中孔凿洞(洞的直径与灌砂筒一致)。在凿洞过程中,应注意不使凿出的材料丢失,并随时将凿松的材料取出装入塑料袋中,不使水分蒸发,也可放在大试样盒内。试洞的深度应等于测定层厚度,但不得有下层
18、材料混入,最后将洞内的全部凿松材料取出。对土基或基层,为防止试样盘内材料的水分蒸发,可分几次称取材料的质量,全部取出材料的总质量为mw,准确至1g。注:当需要检测厚度时,应先测量厚度后再进行这一步骤。5)从挖出的全部材料中取有代表性的样品,放在铝盒或洁净的搪瓷盘中,测定其含水量(,以%计)。样品的数量如下:用小灌砂筒测定时,对于细粒土,不少于100g;对于各种中粒土,不少于500g。用大灌砂筒测定时,对于细粒土,不少于200g;对于各种中粒土,不少于1000g;对于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定材料,宜将取出的全部材料烘干,且不少于2000g,称其质量(md)。6)将基板安放在试坑
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