路面基层水稳配合比.doc

路面基层水稳配合比

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2020年4月19日
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桂武高速公路第八合同段

华新水泥稳定碎石底基层配合比

设

计

书

中交第四公路工程局有限公司
桂武高速公路第8合同段工地试验室
5月12日

一、设计说明
为了统一我标段路基水泥稳定碎石配合比,满足桂武高速公路的设计和施工要求,确保路基工程质量且达到经济合理,根据设计图纸和《公路路面基层施工技术规范》等技术规范,配制水泥稳定碎石配合比。水泥稳定碎石配合比是用于我标段路基底基层工程。
二、设计及试验依据
1．《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034- ）；
2.《公路工程集料试验规程》（JTG E42- ）；
3．《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51- ）；
4．《公路土工试验规程》（JTG E40- ）；
5．《水泥稳定碎石基层施工指导意见》；
6．桂武高速公路设计文件。
三、设计过程
1、原材料
本次试验所用的水泥为华新P.O42.5级水泥，依据要求进行了水泥的指标试验。试验结果见表1。
表1 水泥试验结果表
试验项目
测试值
技术要求
比表面积（m2/kg）
315
≥300
凝结时间（min）
初凝
257
≥180
终凝
310
≤600
安定性
合格
必须合格
水泥胶砂强度（MPa）
3天抗折强度
4.5
≥3.5
28天抗折强度
7.0
≥6.5
3天抗压强度
23.7
≥17
28天抗压强度
44.1
≥42.5

2、各种矿料筛分结果
本次配合比设计所用集料为磊鑫碎石，对取样水泥稳定碎石底基层所用集料进行筛分，筛分结果见表2。

表2 集料筛分试验结果
矿料名称及 粒径（mm）
经过下列筛孔（mm）的百分率（%）
31.5
26.5
19
9.5
4.75
2.36
0.6
0.075
19-31.5
100
78.5
16.2
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
9.5-19
100.0
100.0
98.6
1.3
0.6
0.0
0.0
0.0
4.75-9.5
100.0
100.0
100.0
94.3
1.8
0.0
0.0
0.0
石粉
100.0
100.0
100.0
100.0
98.2
73.2
33.2
7.0
3、级配设计
根据筛分试验结果，按照《水泥稳定碎石基层施工指导意见》的要求进行级配设计，设计结果见表3。
表3 水泥稳定碎石底基层混合料级配设计结果
矿料名称及粒径(mm)
比例 (%)
合成后各筛孔尺寸的经过百分率(%)
31.5
19
9.5
4.75
2.36
0.6
0.075
19-31.5
27.0
100
16.2
0.0

0.0
0.0
0.0
0.2
9.5-19
18.0
100.0
98.6
1.3
0.6
0.0
0.0
0.0
4.75-9.5
21.0
100.0
100.0
94.3
1.8
0.0
0.0
0.0
石粉
34.0
100.0
100.0
100.0
98.2
73.2
33.2
7.0
混合料合成级配
100
77.1
54.0
33.9
24.9
11.3
2.4
设计级配下限
100
68
44
27
17
8
0
设计级配上限
100
86
62
42
30
15
5
中值
100
77
53
34
24
12
2

图1 合成级配曲线
四、设计级配的振动压实试验
根据上述级配设计结果，按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》振动压实试验方法进行设计级配不同水泥剂量下底基层混合料的压实试验，压实试验结果见表4。
表4 不同水泥剂量下振动压实试验结果
水泥剂量（%）
最大干密度（g/cm3）
最佳含水量(%)
2.5
2.432
3.8
3.0
2.460
4.1

3.5
2.490
4.4
五、最佳水泥剂量的确定
根据压实试验的结果，按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》的试验方法进行设计级配不同水泥剂量下的无侧限抗压强度试验，成型按照97%的压实度控制。将成型好的试件放在标准养护室养生6天，养护温度为20℃±2℃，相对湿度为95%，在养生的最后一天将试件泡水，在浸泡水之前，应称试件的质量，水的深度应使水面在试件顶上约2.5cm，浸水的水温应与养护温度相同。前六天养生期间试件的质量损失应不超过10g，质量超过此规定的试件作废。
按照设计图纸要求，取强度代表值不小于4.5MPa。设计级配水泥标号和各剂量下无侧限抗压强度试验结果见表5。
表5 水泥稳定碎石无侧限抗压强度试验结果
水泥剂量（%）
强度平均值R均（MPa）
标准差
偏差系数(%)
强度代表值
R代=R均（1-ZaCv）
备注
2.5
4.18
0.08

2.0
4.04
不满足
3.0
5.18
0.07

1.4
5.06
满足
3.5
5.68
0.10
1.7
5.52
满足
由上述试验结果，并考虑到水泥稳定碎石施工控制的实际情况，本次水泥稳定碎石混合料设计水泥剂量建议施工时按3.0%控制。
六、标准曲线图的确定
水泥剂量测定试验记录表(EDTA法)，滴定曲线图见图2。
图2 水泥稳定碎石EDTA滴定图

水泥剂量按1%、2%、3%、4%、5%滴定， EDTA二钠标准溶液消耗量见表6。
表6 水泥剂量测定试验记录表
水灰剂量（%）
消耗量（ml）
1
3.8
2
7.2
3
9.0
4
10.7
5
13.0

七、结论
综合以上结果，根据所用的集料、水泥等原材料，进行水泥稳定碎石混合料室内配合比设计，得到的水泥剂量为3.0%，水泥稳定碎石底基层混合料强度性能良好。因此本次配合比设计结果可用于水泥稳定碎石底基层的施工指导。
水泥稳定碎石配合比设计结果见表7。
表7 水泥稳定碎石底基层配合比设计结果
材料名称及粒径（mm）
级配碎石
16-31.5
9.5-19
4.75-9.5
石粉
比例（%）
24
19
22
35
层位
水泥剂量（%）
最佳含水量（%）
最大干密度(g/cm3)
底基层
3.0
4.1
2.460

换算成每m3材料用量，结果见表8。
表8 水泥稳定碎石底基层配合比每m3材料用量
材料
水泥（Kg）
水（Kg）
16-31.5mm碎石（Kg）
9.5-19mm碎石（Kg）
4.75-9.5mm碎石（Kg）
石粉（Kg）
每m3用量
69
97
551
436
504
803