骨架密实型水泥稳定碎石级配设计方法
发布时间：2021-01-05 04:39
为研究水泥稳定碎石的级配优化设计问题,针对未加水泥的级配矿料,构建矿料间隙率的物理模型,给出骨架密实型级配矿料粗细分界筛孔通过率的计算公式,建立骨架密实型级配设计理论.在考虑细料对粗料排列的干涉作用后,通过试验获得实际意义上的骨架密实型水泥稳定碎石,形成该类材料的级配优化设计方法.结果表明:未加水泥的级配矿料击实试验所得的最大干密度或间隙率可作为判断水泥稳定碎石骨架密实性的简便指标;通过建立的理论模型与优化设计方法,可成功地设计出水泥剂量较低、强度较高的骨架密实型水泥稳定碎石.
【文章来源】：华侨大学学报(自然科学版). 2020年05期 北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
合成集料的体积组成
参考JTG/T F20-2015《公路路面基层施工技术细则》[15]对水泥稳定碎石建议的C-B-3级配曲线范围,首先,以级配范围的中值为目标,通过规划求解方法确定一条初拟级配曲线(级配1),如图2所示.据此确定4档集料由粗到细质量比为16.60∶50.67∶9.30∶23.43,即粗料、细料(主要为石屑)之间的质量比为76.57∶23.43.然后,将3档粗集料按上述确定的比例进行混合,筛除4.75 mm以下颗粒后进行振实试验,获得的振实密度为1.501 kg·m-3,经过计算可得粗料的合成表观密度为2.715 kg·m-3,粗料松装间隙率VCA为44.7%.最后,将3档粗集料中4.75 mm以下的细料与石屑混合得到细料,并进行松装密度试验,得到的松装密度为1.799 kg·m-3,基于已知的细料表观密度(近似认为是混合细料的表观密度),经计算可得细料的松装间隙率vfa为33.8%.2.2.2 理论骨架密实型级配
严格而言,未加水泥的级配矿料的骨架密实性与添加水泥形成水稳碎石的骨架密实性有所差异.因此,需对初级判别方法结论的有效性进行检验.为进一步验证级配3的骨架密实性是否为最好,选取级配4作为对比,再进行水稳碎石的击实试验.由于最大干密度是可压实材料的一个基本参数,可以简便、有效地衡量材料的压实性能[18],故仍以最大干密度为判断指标,比较级配3,4的水稳碎石在同样击实功时的密实状态.根据工程经验,水泥剂量δ(干燥水泥质量占干燥矿料质量的百分比)拟定为2%～5%,试验选取2.5%,3.5%与4.5%这3个水平进行击实试验.最优含水率和最大干密度随水泥剂量的变化规律,如图3所示.由图3(a)可知:随着水泥剂量的增加,级配3,4水稳碎石的最优含水率均增大,这与实际情况相符.由图3(b)可知:无论水泥剂量多大,级配3的最大干密度总大于级配4,说明级配3的骨架密实性更好,验证了击实试验初级判别方法的有效性,表明通过对未加水泥的矿料进行击实试验判断级配的密实性或级配类型的方法是可行的.
【参考文献】：
期刊论文
[1]贝雷法在半刚性基层中的应用[J]. 李涛,邹静蓉,汤显平,张治强,雷润杰,喻雅琴. 公路. 2018(12)
[2]骨架密实型水泥稳定碎石集料级配设计方法综述[J]. 王峰,熊永松,冯珀楠,高润,胡国祥. 建材技术与应用. 2016(06)
[3]未加沥青矿料VMAa物理模型构建与应用[J]. 刘树堂,曹卫东,李英勇,薛志超,张惠勤,管延华. 中国公路学报. 2016(08)
[4]骨架密实型水泥稳定碎石级配设计与分形评价[J]. 彭波,尹光凯,李海宁,华学礼. 中外公路. 2016(03)
[5]半刚性路面材料大压实功压实规律研究[J]. 王选仓,乔志,尹燕,赵胜,蔡力. 中国公路学报. 2016(06)
[6]半刚性基层长寿命路面结构和材料设计研究[J]. 薛忠军,王春明,张伟,宋波,李兴海. 公路交通科技. 2015(10)
[7]基于体积法的水泥稳定级配碎石配合比设计方法[J]. 冯德成,于飞,巩春伟. 公路交通科技. 2012(10)
[8]骨架密实型水泥稳定碎石合理级配范围优化研究[J]. 何昌轩. 公路. 2012(06)
[9]半刚性基层材料疲劳试验[J]. 周浩,沙爱民,胡力群. 长安大学学报(自然科学版). 2012(03)
[10]骨架密实结构水泥稳定碎石粗集料抗破碎性能研究[J]. 胡力群,沙爱民. 公路. 2005(06)
本文编号：2958038
【文章来源】：华侨大学学报(自然科学版). 2020年05期 北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
合成集料的体积组成
参考JTG/T F20-2015《公路路面基层施工技术细则》[15]对水泥稳定碎石建议的C-B-3级配曲线范围,首先,以级配范围的中值为目标,通过规划求解方法确定一条初拟级配曲线(级配1),如图2所示.据此确定4档集料由粗到细质量比为16.60∶50.67∶9.30∶23.43,即粗料、细料(主要为石屑)之间的质量比为76.57∶23.43.然后,将3档粗集料按上述确定的比例进行混合,筛除4.75 mm以下颗粒后进行振实试验,获得的振实密度为1.501 kg·m-3,经过计算可得粗料的合成表观密度为2.715 kg·m-3,粗料松装间隙率VCA为44.7%.最后,将3档粗集料中4.75 mm以下的细料与石屑混合得到细料,并进行松装密度试验,得到的松装密度为1.799 kg·m-3,基于已知的细料表观密度(近似认为是混合细料的表观密度),经计算可得细料的松装间隙率vfa为33.8%.2.2.2 理论骨架密实型级配
严格而言,未加水泥的级配矿料的骨架密实性与添加水泥形成水稳碎石的骨架密实性有所差异.因此,需对初级判别方法结论的有效性进行检验.为进一步验证级配3的骨架密实性是否为最好,选取级配4作为对比,再进行水稳碎石的击实试验.由于最大干密度是可压实材料的一个基本参数,可以简便、有效地衡量材料的压实性能[18],故仍以最大干密度为判断指标,比较级配3,4的水稳碎石在同样击实功时的密实状态.根据工程经验,水泥剂量δ(干燥水泥质量占干燥矿料质量的百分比)拟定为2%～5%,试验选取2.5%,3.5%与4.5%这3个水平进行击实试验.最优含水率和最大干密度随水泥剂量的变化规律,如图3所示.由图3(a)可知:随着水泥剂量的增加,级配3,4水稳碎石的最优含水率均增大,这与实际情况相符.由图3(b)可知:无论水泥剂量多大,级配3的最大干密度总大于级配4,说明级配3的骨架密实性更好,验证了击实试验初级判别方法的有效性,表明通过对未加水泥的矿料进行击实试验判断级配的密实性或级配类型的方法是可行的.
【参考文献】：
期刊论文
[1]贝雷法在半刚性基层中的应用[J]. 李涛,邹静蓉,汤显平,张治强,雷润杰,喻雅琴. 公路. 2018(12)
[2]骨架密实型水泥稳定碎石集料级配设计方法综述[J]. 王峰,熊永松,冯珀楠,高润,胡国祥. 建材技术与应用. 2016(06)
[3]未加沥青矿料VMAa物理模型构建与应用[J]. 刘树堂,曹卫东,李英勇,薛志超,张惠勤,管延华. 中国公路学报. 2016(08)
[4]骨架密实型水泥稳定碎石级配设计与分形评价[J]. 彭波,尹光凯,李海宁,华学礼. 中外公路. 2016(03)
[5]半刚性路面材料大压实功压实规律研究[J]. 王选仓,乔志,尹燕,赵胜,蔡力. 中国公路学报. 2016(06)
[6]半刚性基层长寿命路面结构和材料设计研究[J]. 薛忠军,王春明,张伟,宋波,李兴海. 公路交通科技. 2015(10)
[7]基于体积法的水泥稳定级配碎石配合比设计方法[J]. 冯德成,于飞,巩春伟. 公路交通科技. 2012(10)
[8]骨架密实型水泥稳定碎石合理级配范围优化研究[J]. 何昌轩. 公路. 2012(06)
[9]半刚性基层材料疲劳试验[J]. 周浩,沙爱民,胡力群. 长安大学学报(自然科学版). 2012(03)
[10]骨架密实结构水泥稳定碎石粗集料抗破碎性能研究[J]. 胡力群,沙爱民. 公路. 2005(06)
本文编号：2958038
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