水泥稳定碎石配合比设计
条件:
1、7天无侧限抗压强度4.0MPa;
2、水泥要求以慢凝325号(要求终凝时间在6h以上为宜);
3、碎石集料压碎值不大于30%,碎石集料中小于0.5mm材料的塑性指数小于9,
碎石集料级配符合下表要求:
碎石集料级配规定范围筛孔(mm)31.5通过量(%)1004、压实度指标按19.088-9998%9.557-77控制。4.7529-492.3617-350.608-220.0750-7设计步骤:
1、原材料检验及选定
(1)水泥:当地可供应425号慢凝普通硅酸盐水泥,经检验各项技术指标均满足有关规定的要求,可
以采用。其主要技术指标实验结果列入下表:检验项目规定值检验结果细度(%)<10.09.6安定性(沸煮法)合格合格初凝时间>45min2h 50min终凝时间<10h5h 46min3d1619.2抗压强度(Mpa)28d42.545.83d3.53.9抗折强度(Mpa)28d6.56.7(2)碎石:当地某石料厂可提供10-30mm碎石、5-10mm碎石和小于5mm的石屑,碎石集料压碎值分别为27.0%、25.3%和26.8%,石屑中小于0.5mm料塑性指数为8。对三种规格碎石材料进行筛分实验,根据筛分结果通过试算法组配混合石料,经计算混合石料级配满足设计要求,可采用。
石料筛分和集料级配计算结果
石料筛分(通过量)结果(%)筛孔(mm)31.519.09.54.752.360.6010-30料1000.054.81.51.1020 .011.00.30.205-10料1000.0100.065.45.90.7045E.045.029.42.70.30.0<5料1000.0100.0100.097.878.032.5355.035.035.034.227.311.4100.091.064.737.127.611.4级配集料(%)集料级配要求值中值100.093.567.039.026.015.0范围100.088-9957-7729-4917-358-220.07513.74.84.83.50-7碎石材料的风干含水量实测值为0.42%,在此例计算中碎石料的含水量按零计。2、确定水泥剂量的掺配范围
水泥稳定级配碎石路面基层,设计要求7d无侧限饱水抗压强度不小于4.0MPa,根据经验,水泥剂量按4%、5%、6%、7%四种比例配制混合料,即水泥:碎石:4:100,5:100,6:100,7:100。3、确定最佳含水量和最大干密度
对四种不同水泥剂量的混合料做标准击实试验,确定出最大干密度和最佳含水量。
混合料标准击实试验结果表
水泥剂量(%)4567最佳含水量(%)5.96.06.26.4最大干密度(%)2.3252.3302.3352.3404、测定7d无侧限抗压强度(1)制作试件:对水泥稳定级配碎石路面基层混合料强度试件的制备,按现行技术规范规定采用Φ150mm×150mm的圆柱体试件,每种水泥剂量按13个试件配制,工地压实度按98%控制,现将制配试件所需的的基本参数计算如下:
①配制一种试件所需的各种原材料数量成型一个试件按7000g混合料配制,取水泥和碎石材料的含水量为0,先计算水泥剂量为
的各种材料的数量:4%
7000
7000—水 泥:=269.2g
╇14%
集 料:
7000
17000
╇
4%5.9%
=6730.8g
需加水量:
②制备一个试件需要混合料数量
×=413.0g
m===
v*ρd*k*(1+wo)2649.4*2.3256392.8g
混合料制件计算结果水泥剂量(%)试件干密度(g/cm3)水 泥10-30碎 石5-10<5需加水量20E5%4%2.32526913463029235641363935%2.33033313333000233342064136%2.33539613212972231143464397%2.3404581308294422904486464*98.0%*(1╇5.9%)
③用同样的方法对水泥剂量为5%、6%和7%的混合料制件参数进行计算,计算结果如下:
一个试件所需材料数量(g)一个试件混合料数量(g)(2)测定饱水无侧限抗压强度,试件经6d标准养生1d浸水,按规定方法测得7d饱水无侧限抗压强度结 果如下:
抗压强度试验结果汇总表水泥剂量(%)强度平均值R(MPa)强度标准差σ(MPa)强度偏差系数CV(%)Rd/(1-Za*CV)(MPa)是否满足公式R≥Rd/(1-Za*CV)4%3.920.4110.54.83否5%4.130.42610.34.82否6%5.750.5619.84.76是7%6.480.72811.24.91是表中Za取1.645计算。5、确定实验室配合比(目标配合比)通过以下方法确定水泥最佳剂量:
(1)比较强度平均值和设计值,根据实验结果,水泥剂量为5%、6%、7%时试件强度平均值均满足不低 于4.0MPa设计值要求。
(2)考虑到试验数据的偏差和施工中的保证率,对水泥剂量5%、6%、7%时的强度数据通过公式
R≥Rd/(1-Za*CV)验算,对一级公路,强度保证率95%,则系数Za=1.645,通过计算,水泥剂量为 6%和7%强度能满足指标要求。
(3)从工程经济性考虑,6%的水泥剂量为满足强度指标要求的最小水泥用量,为最佳水泥用量。则实验室配合比为:
水泥:集料=6:100,混合料的最佳含水量为6.2%,最大干密度为2.335g/cm3,施工时压实度按98%控制。6、确定生产配合比
根据施工现场情况,对实验室确定的配合比进行调整,对集中厂拌法施工,水泥剂量要增加0.5%,对粗 粒土拌合,含水量要较最佳含水量大0.5%-1.0%,所以经调整后的生产配合比为:水泥剂量6.50%,混合料含水量7.0%,最大干密度为2.338g/cm3,施工时压实度按98%,成型材料按7000g计算。
水 泥:
7000
—
7000
17000
╇
6.5%=
=427.2g
集 料:
1
7000
×
╇
6.5%=
6572.8g
需加水量:7.0I0g
制备一个试件需要混合料数量
m===
v*ρd*k*(1+wo)2649.4*2.3386495.3g
混合料制件计算结果6.5%2.3384271315295823004906495*98.0%*(1╇7.0%)
水泥剂量(%)试件干密度(g/cm3)水 泥一个试件10-3020%所需材料碎 石5-1045%数量(g)<535%需加水量一个试件混合料数量(g)平均值R(MPa)强度标准差σ(MPa)强度偏差系数CV(%)
3.93
3.920.1092.8
3.943.893.794.13.8