二灰碎石配合比设计与指导意见书

1二灰碎石配合比设计及施工指导意见书为进一步提高二灰碎石基层沥青路面的使用性和耐久性，保证二灰碎石基层的强度，并有效地控制收缩裂缝，根据JTJ034-2000《公路路面基层施工技术规范》，在2001年《二灰碎石基层配合比设计及施工指导意见书》的试用基础上，结合缩缝防治研究结果及我市二灰碎石施工的实际情况，特对《指导意见书》进行修订，以不断完善我市二灰碎石基层的配合比设计和施工。1、二灰碎石配合比设计二灰碎石配合比设计仍按2001年《指导意见书》的原则确定集料级配和二灰用量，但在具体操作使用中，按最大干密度确定二灰含量，工作量较大，费工费时，根据去年各单位配合比设计情况，二灰含量的确定可采用较为简便的方法，具体设计过程如下：1、1原材料要求用于二灰碎石基层的石灰、粉煤灰、集料等原材料的各项技术指标应符合规范要求（参见JTJ034-2000《公路路面基层施工技术规范》）。1、2配合比设计过程1、2、1确定石灰、粉煤灰比例首先应对石灰、粉煤灰的各项技术指标进行评价，不符合规范要求的不予采用，石灰尽量采用II级以上。按20：80~35：652之间不同比例，制备4~5组石灰、粉煤灰混合料，采用重型击实试验，确定其各自的最佳含水量和最大干密度，并根据最佳含水量和最大干密度数值制件，在同一养生条件下养生，对同龄期的试件进行抗压强度试验，选用强度最大时的石灰、粉煤灰比例。也可按2001年工程的试验和经验，石灰和粉煤灰的比例直接采用30：70。1、2、2确定二灰设计含量（1）确定集料级配首先对拟采用的符合规范要求的各种集料进行筛分，测得各自的级配，然后根据规范中对集料级配的要求，用数解或图解等方法，确定各种集料的含量。从提高抗裂性角度出发，根据我市及省外部分路段的施工经验，对规范中级配范围进行取用时，粒径4.75mm（方孔筛）以上集料含量宜取高值，粒径4.75mm（方孔筛）以下集料，含量宜取低值，同时要求集料的最大粒径不超过规范规定，且粒径小于0.075mm的颗粒含量宜接近于0。（2）测集料振实空隙率①按试验规程要求，对集料的表观密度进行测定。不同种类的集料如不同料质的石料、砂、石屑等应分别测定（细集料用李氏比重瓶法），分别测出各种集料的表观密度，采用加权平均法，算出混合集料的表观密度。②将混合集料的烘干或风干试样，拌和均匀后分成两份，取试样1份，置于平整干净的地板（或铁板）上，用平头铁锹铲起3试样，使集料自由落入容量筒（10L）内，此时，从铁锹的齐口至容量筒上口的距离应保持为50mm左右，将试样分三层装入容量筒，装完一层后，在筒底垫放一根直径为25mm的圆钢筋，将筒按住，左右交替颠击地面各25下，然后装入第二层，用同样的方法颠实（筒底所垫钢筋的方向应与第一层放置方向垂直），然后装入第三层，如法颠实，待三层试样装填完毕后，加料直至试样超出容量筒口，用钢筋沿筒口边缘滚转，刮下高出筒口的颗粒，用合适的颗粒填平凹处，使表面凸起部分和凹陷部分的体积大致相等，再称取试样和容量筒总重，按下式计算振实密度。ρ=(m2-m1)/v*1000kg/m3式中：m1——容量筒的质量，kg；m2——容量筒和试样总质量，kg；v——容量筒的容积L*（试验前应对容量筒体积进行标定）。以两次结果的算术平均值作为测定值。按下式计算振实空隙率：n=(1-ρ/ρt)*100%式中：ρ——集料的振实密度；ρt——混合集料的表观密度。（3）根据集料振实空隙率，直接计算二灰含量。根据下式计算二灰含量：G1/G=（n*ρ二灰）/[n*ρ二灰+（1-n）ρt]式中：G1——二灰重量；4G——二灰碎石混合料总重；N——集料振实空隙率；ρ二灰——二灰在混合料中的压实干密度，该数值随二灰含量、集料状况的不同而改变，一般按0.81g/cm3~0.85g/cm3取用；ρt——混合料的表观密度。（4）确定二灰含量根据（3）所计算的二灰含量，分别增加2%、3%、4%的二灰数量，在最佳含水量及最大干密度下并按工地要求压实度制件，要求每种二灰含量的最少制件个数为9个。试件标准养生6天，浸水1天（水温同养生温度）后，测无侧限抗压强度，试验结果的偏差系数应符合规范规定，如偏差系数超出规定范围，则应重做试验，并找出原因，加以解决，如还不能降低偏差系数，则应增加试件数量。试验结果的平均抗压强度R应符合公式：R≥Rd/(1-ZaCv)式中：Rd——设计抗压强度（见规范）；CV——试验结果的偏差系数（以小数计）；CV=S/R；S——试验结果标准差；R——试验结果算术平均值；Za——1.282根据强度评价结果，确定混合料配合比设计中的二灰用量，并符合规范要求，在15%~20%范围内，同时，应保证二灰有一定量的富余值，以避免施工中的离析和不均匀。根据经验，二灰含量宜在15%~17%之间。如果在通过（3）所计算的二灰含量基础5上增加2%~4%二灰含量，强度仍不能满足上述要求，不宜再继续增加二灰含量来提高二灰碎石的强度，应重新分析石灰、粉煤灰比例是否为强度最大的最佳比例，以及其它影响强度的因素，或增加1%~2%的水泥，来提高二灰碎石的强度。2、二灰碎石的施工为有效提高二灰碎石混合料配料的准确性和拌和均匀性，确保施工质量，二灰碎石基层必须采用厂拌法施工。2、1二灰碎石基层（底基层）厂拌法施工除应符合规范要求外，还应注意以下问题：（1）不同来源，不同料质的材料应分开堆放，插牌标示，不可混用。（2）设计配合比应在拌和现场公示，并在公示中注明石灰、粉煤灰等材料的含水量。（3）拌和现场配备磅秤，对各种材料准确称取，并及时校核配料的准确性。（4）拌和等设备中，称量装置应定期标定，以确保配置准确。（5）为保证混合料的拌和均匀性，在拌和、运输、摊铺过程中应消除离析现象，并在混合料初平后，用旋耕机拌和1~2遍，再进行整形、碾压。（6）为保证二灰碎石基层的压实度，碾压除应按规范操作外，应保证重型压路机碾压8遍以上。如采用振动、静碾压路机6组合压实，应采用先振后静，并保证静碾压路机碾压4遍以上。（7）如采用半幅施工，在第二幅施工时，应将第一幅路中纵缝松散部分彻底刨除，同时应顺直。（8）如路面底基层采用石灰土结构，为控制二灰碎石基层缩裂，应增加石灰土表面粗糙度，在石灰土表面布“钉子石”，具体做法如下：在石灰土稳压或初压后，在其表面满布一层20mm~40mm碎石，再用中型和重型压路机碾压，至石灰土压实度达到要求，使所布石料2/3嵌于石灰土结构内，1/3外露，对于外露石料间隙内的石灰土可通过放行交通或清扫的方法清除，以使石灰土层表面的粗糙度达到要求。2、2不同施工单位采用材料的料源、料质、规格完全相同时，可采用同一设计配合比，否则禁止相互套用。2、3二灰碎石施工过程中，如各种材料的料源、料质不稳定，应定期（3~5天）对集料的级配、振实空隙率进行抽检；如振实空隙率发生变化，则应根据二灰含量与空隙率的对应关系，对施工中二灰含量作相应调整。振实空隙率较原设计每增加或减少2%，对应二灰含量（较原设计）上调或下调1%（集料表观密度不变时），空隙率变化在2%以内时不作调整。本《指导意见书》是和JTJ034-2000《公路路面基层施工技术规范》在我市2002年二灰碎石施工中配套执行的基本依据。同时，也请各施工单位在执行中注意总结、积累经验，及时反馈7信息，以便以后对《指导意见书》进一步修改和完善。本《指导意见书》最终解释权在市公路局工程科。2002年7月25日其它材料：1、二灰碎石基层的作用机理是石灰在碱性环境下与粉煤灰活性物质发生反应：SiO2+m1Ca(OH)2+nH2O=m1CaO·SiO2·nH2OAl2O3+m2Ca(OH)2+nH2O=m2CaO·Al2O3·nH2O反应生成大量胶凝性物质，生成物相互粘连，胶织在一起，形成具有一定强度的致密结构，而且该反应在水分的条件下能够持续进行，其宏观表现就是强度随龄期而增长。2、外掺剂与抗裂机理：采用明矾石粉、硬石膏及II型CaSO4三种原材料，细度要求为180~200目，明矾石粉含Al2O3量≥16%，以弥补粉煤灰中可溶性的不足。外掺剂CaSO4与二灰碎石反应物生成硫铝酸钙CaO·Al2O3CaSO4·32H2O即钙钒石。3、混合料配合比及击实试验结果：方案混合料配合比（石灰：粉煤灰:集料:外掺剂）最佳含水量（%）最大干容重（g/cm3）14.5:13:82.5:07.82.07224.5:13:82.5(外掺2%)7.92.07034.5:13:82.5(3%)8.12.06743.5:12:82.5(内掺2%)8.02.071853:11.5:82.5(3%)8.22.065方案2能达到很好的抗裂效果，外掺方法：举例：石灰：粉煤灰:集料=5.5:12:82.5，石灰：外掺剂=2:5.5比例预拌，用装载机存在石灰的料斗中。掺配比例为：石灰混合料：粉煤灰:集料=7.35:11.77:80.88