二灰碎石配比資料

1、在市政定額中選擇道路基層(拌合機拌合)石灰：粉煤灰：碎石 (10:20:70)厚度(cm) 20;道路基層(拌合機拌合)石灰:粉煤灰：碎石 (10:20:70)厚度(cm)每增減1。25CM厚混凝土面層，約為75元/平 米,20CM厚二灰碎石，約為30元/平米，15CM厚二灰土，約為20元 /平米，總計125兀/平米。 二灰學(xué)名是石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石，它們都是半剛性材料，水泥穩(wěn)定碎 石中可可以加入少量的粉煤灰，粉煤灰有緩凝的作用。 一般水泥穩(wěn)定碎石水泥用量都是外摻建議水泥用量不要超過5% ,水 泥用量過大強度隨之會提高，過高的強度會出現(xiàn)大面積裂縫的。 規(guī)范要求是3-6MPa 二灰碎石基層的壓實度

2、是極為重要的質(zhì)量檢測指標(biāo)，然而在施工檢查 驗收過程中，經(jīng)常因壓實度是否達(dá)標(biāo)、超標(biāo)而引起爭議，特別是因超 標(biāo)被判定為“質(zhì)量問題”時往往難以服人。超標(biāo)是否就是超密？結(jié)構(gòu) 密度適當(dāng)、過密、超密如何界定以及會給二灰碎石性能帶來何種變 化？學(xué)術(shù)上似乎也無定論。對此我們認(rèn)為首先需要解決的是： 作為壓 實度計算依據(jù)的二灰級配碎石混合料最大干密度標(biāo)準(zhǔn)如何確定。 1二灰碎石混合料屬于固結(jié)(膠結(jié))密實穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 其成型強度主要依賴于二灰，特別是石灰的質(zhì)量和數(shù)量所提供的 固結(jié)作用，而體積穩(wěn)定性則主要由結(jié)構(gòu)狀態(tài)密實程度和空隙率大小決 定。現(xiàn)行公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范JTJ034 2000 修訂說 明中，有關(guān)此類混合料

3、組成設(shè)計原理的論述，雖較JTJ034 93有所 改進(jìn)，但涉及其結(jié)構(gòu)狀態(tài)方面，仍然認(rèn)定當(dāng)二灰與粒料之比在15： 8520 : 80時，混合料就是骨架密實式結(jié)構(gòu)。據(jù)我們推算，若按原 規(guī)范推薦的A、B兩類級配組成范圍，能夠形成集料骨架的4.75mm 以上顆粒重量，百分比僅為： A 類為 32 48至 45 51； B 類為 3248至5255. 25%（公式為4. 75mm篩余量* 8085%）。當(dāng) 級配最大粒徑為30mm、粗集料含量低于 55%時，我們認(rèn)為它應(yīng)是 懸浮密實結(jié)構(gòu)， 而形不成集料骨架。 由于骨架密實式和懸浮密實兩種 結(jié)構(gòu)的擊實（或壓實） 密度形成機理和效果有些不同， 其要求也有所 區(qū)別

4、：前者應(yīng)使主骨料能相互接觸而又不過分嵌擠， 骨架間隙盡量填 實；后者重在總體密實， 減小空隙率， 相對于骨架密實式而言壓實較 難，但較易控制， 得到的結(jié)構(gòu)密度可能稍高。 之所以出現(xiàn)密度標(biāo)準(zhǔn)和 評定結(jié)果方面的困惑， 與這些認(rèn)識差距可能有較大的關(guān)系， 需要加以 探討。 2 目前施工中貫用的二灰碎石混合料最大干密度標(biāo)準(zhǔn)有三種： 2. 1 按規(guī)范規(guī)定的重型擊實標(biāo)準(zhǔn)試驗求取的最大干密度（及最 佳含水量） 這是檢驗的“法定標(biāo)準(zhǔn)” 。受重型擊實所模擬的壓實機具、噸位、 功能限制，當(dāng)采用1820t以上光輪壓路機、1620t以上膠輪壓路 機和自重911t以上振動壓路機等重型機具實施壓實，且為保證壓 實度而碾壓遍

5、數(shù)較多時， 此標(biāo)準(zhǔn)顯然偏低。 據(jù)滬寧高速公路等工地資 料粗略統(tǒng)計，重型擊實提供的最大干密度常在 2. 072. 13gcm3 之間， 我市多年來的試驗結(jié)果也大致如此， 施工中較易達(dá)標(biāo)， 且經(jīng)常 出現(xiàn)“超密”。 我們認(rèn)為， 規(guī)范重型標(biāo)準(zhǔn)目前仍必須作為檢查驗收的依據(jù)， 但需認(rèn) 清它是“最大干密度”的低限值，難以據(jù)之判定壓實質(zhì)量。 2 2 以試驗路實際壓實結(jié)果求取的“最大干密度”建議值 在混合料配合比、 級配和壓實設(shè)備、 程序確定之后鋪筑試驗路， 每 碾壓一遍后取多組試件測算干密度平均值， 以“遍次”和“干密度值” 為兩軸繪制干密度變化曲線， 取其曲線趨于變緩、 變平直的折點所對 應(yīng)的干密度作為最大

6、干密度建議值，此值作控制標(biāo)準(zhǔn)比較符合實際， 且一般高于規(guī)范重型擊實標(biāo)準(zhǔn)。 若建議值低于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)， 則表明壓實 功能不足，應(yīng)增加重型機具，重新壓實檢測確定。 按照該標(biāo)準(zhǔn)控制，二灰碎石混合料的壓實質(zhì)量和壓實度將有所提 高，檢驗壓實度超過 100的“超密”情況一般較少，而且可避免壓 實功的浪費。如果按該標(biāo)準(zhǔn)檢測的壓實度超過 100，而檢測值不大 于計算理論密度，并不能判定壓實混合料結(jié)構(gòu)“超密” 。 2 3 計算理論最大干密度 目前，不論管理、施工、監(jiān)理單位為保證二灰碎石質(zhì)量，往往以計 算理論最大干密度代替擊實試驗標(biāo)準(zhǔn)， 但計算公式是建立在骨架密實 理論基礎(chǔ)上的， 所得到的數(shù)值一般偏小， 也經(jīng)常出現(xiàn)“

7、超壓”、“超密” 情況，雖然從道理上說不通， 但實際如此。 其原因除了混合料配合比、 級配控制不準(zhǔn)之外，計算公式也應(yīng)考慮懸浮密實結(jié)構(gòu)特點加以修正。 我們建議的理論最大干密度計算方法和公式如下： 計算二灰級配碎石混合料空隙=0時的理論密度 式中：p T混合料理論密度（視密度 g/cm3） P1Pn各類粒料的重量比例（） p 1p n各類粒料的視密度（g/ cm3） P灰石灰的重量比例（） P粉一一粉煤灰的重量比例（） p灰石灰的視密度（g/cm3） p粉 粉煤灰的視密度（g/cm3） P1 + P2+ Pn+ P 灰+ P 粉=100% 計算壓實二灰碎石混合料的理論最大干密度（簡化公式）： 式中

8、：p T壓實混合料的理論最大干密度 （ g/ cm3） p T 見上式 Pw混合料最佳含水量（） p w水的常溫密度（1g/cm3） 25/25C 說明： a. 壓實二灰碎石混合料的最佳含水量Pw,建議采用重型擊實試 驗取值。此值一般可能高于試驗路法最大干密度標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的最佳含水 量，使計算出的p T略比實際偏小。 b. p T包含的混合料空隙率，近似于 Pw對應(yīng)的水體積百分比, 但未考慮集料顆粒內(nèi)部吸入水分的損失。 我們認(rèn)為,由此方法和簡化計算出的壓實二灰碎石混合料理論最大 干密度p T,實際上是一個近似值。但作為混合料壓實度控制標(biāo)準(zhǔn) 的高限，應(yīng)該沒有大的差距。 若生產(chǎn)檢測出的壓實混合料干密度

9、超過 此標(biāo)準(zhǔn)，可以判定為不合理數(shù)據(jù)， 要從配合比、 級配改變方面找原因。 據(jù)我們試算的理論最大干密度p T值（石灰?guī)r碎石，含量8085%） 通常在2. 202. 26g/cm3,較為合理。 3 以上三種“最大干密度” ，在生產(chǎn)實際中經(jīng)常通過替代性選擇作為 壓實度計算標(biāo)準(zhǔn)使用,從而造成檢驗標(biāo)準(zhǔn)的混亂。 我們認(rèn)為,三者恰恰構(gòu)成二灰級配碎石混合料的壓實度標(biāo)準(zhǔn)序列 和控制范圍,應(yīng)以規(guī)范擊實試驗標(biāo)準(zhǔn)為下限, 以理論計算標(biāo)準(zhǔn)為上限, 在施工和檢查驗收過程中綜合利用。具體要求是： 3. 1 規(guī)范擊實試驗標(biāo)準(zhǔn),作為交工驗收評定合格或不合格的基 本依據(jù),即不得低于規(guī)范規(guī)定的壓實度。 3. 2 試驗路建議值標(biāo)準(zhǔn),

10、作為施工單位和監(jiān)理單位自查、抽查 的依據(jù), 檢驗達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)計算的壓實度后, 方可進(jìn)入下一工序。 出現(xiàn) 壓實度超過 100%的數(shù)值,不能一律判定為“超密” ；是否“超密”, 要根據(jù)技術(shù)指標(biāo)研究確定控制界線。 3. 3 理論計算最大干密度標(biāo)準(zhǔn),作為壓實度控制的上限,不得 超越,若以此計算壓實度超過 100%,通常是混合料配合比、級配出 了問題,或者是測試錯誤,應(yīng)予糾正。 通過工地實踐,我們認(rèn)為按照以上控制標(biāo)準(zhǔn)系列和范圍掌握二灰碎 石混合料的壓實度, 是比較合理、 可行的, 既能較好保證和提高壓實 質(zhì)量,又可以減少“標(biāo)準(zhǔn)高低” 、“是否超密”等不必要的爭議。至于 “二灰碎石結(jié)構(gòu)密度過高利弊如何？何為

11、判定標(biāo)準(zhǔn)？出現(xiàn)粒料破 碎情況是否就是超密造成的？”等問題，則需另行探討。 4近幾年來，有一些專家和同行發(fā)表文章，探討二灰碎石混合 料和粗集料（粒徑大于 4. 75mm）含量變化對干密度大小影響的規(guī) 律，通過試驗、回歸、繪制圖表，找出工地檢測壓實度的簡便方法， 深化、提高壓實度判定的正確性，這是很有必要的。但是，這些方法 都建立在已確定某種最大干密度標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上， 三種標(biāo)準(zhǔn)必然得出三 種結(jié)果、三張圖表。 二灰結(jié)石的成分是：熟石灰、粉煤灰、碎石；現(xiàn)場驗收是根據(jù)設(shè)計的 二灰結(jié)石層的“彎沉值”，用專用檢測儀器檢測，達(dá)到設(shè)計要求，外 觀要求：坡度正確、表面平整、標(biāo)高準(zhǔn)確。要想達(dá)到設(shè)計要求，在施 工中應(yīng)注

12、意：1、二灰結(jié)石要用攪拌機集中攪拌，2、用攤鋪機攤鋪平 整，3、用振動壓路機分層壓實，4、技術(shù)人員在施工中控制好標(biāo)高， 二灰碎石基層即為石灰、粉煤灰穩(wěn)定粒料基層，一般也叫二灰結(jié)石或 三渣基層。它是在粒料中摻入適量的石灰和粉煤灰，按一定的技術(shù)要 求，將其拌和均勻攤鋪的混合料在最佳含水量時壓實， 經(jīng)養(yǎng)生成型的 一種路面基層。 其中石灰和粉煤灰為膠結(jié)材料，粒料起骨架作用。二灰碎石基層屬于 半剛性 基層類型，具有明顯的水硬性、緩凝性、板體性、一定的抗裂性，但 抗磨 差，強度形成受溫度和濕度影響很大。 二灰碎石基層所用材料來源廣泛， 可就地取材，且施工方便，強 形成板體后，具有類似貧混凝土的性質(zhì)，水穩(wěn)性

13、、抗裂性也較好。由 于這些 優(yōu)點，使二灰碎石基層得到廣泛應(yīng)用。 近十年來，已成為我省高等級 公路的 必選路面基層類型。 盡管二灰碎石基層的應(yīng)用已有較長時間， 也有許多研究，但直到 公路 路面基層施工技術(shù)規(guī)范(JTJ034-93)(以下簡稱基層)發(fā)布，才較全 面地 規(guī)定了具體的施工技術(shù)要求，這對指導(dǎo)二灰碎石基層施工起到很好的 作用。 但執(zhí)行中也出現(xiàn)一些問題值得進(jìn)一步商榷，在此筆者就下列幾個方面 進(jìn)行探 討。 1混合料的最大粒徑 基層規(guī)定用于二級及二級以下的公路，集料最大粒徑不應(yīng)超過 50mm ，用于高速公路和一級公路最大粒徑不應(yīng)超過 40mm 。集料粒 徑大，來源 范圍廣，加工產(chǎn)量高，節(jié)約資金，

14、施工中碾壓較穩(wěn)定，但從保證路面 平整 度、減少拌和攤鋪機械磨損來看， 是不利因素。 一般要求最大粒徑取 (1/4 1 /5)層厚，考慮到二灰碎石基層每層 1520cm，故最大粒徑在40 50mm 是合適 的，對二級以下的公路及分二層或多層做的下層， 從節(jié)約的角度， 可 放寬到 60mm 。 2 混合料的級配 90 年代初期以前，我省廣泛使用的二灰碎石基層基本都是無級 配的，集 料粒徑組成一般比較均勻， 5mm 以下細(xì)集料很少，集料最大粒徑較 大，一般為 50mm ，且集料占混合料總重 75以上。施工采用路拌法，用旋耕 犁或人工拌 和，條件好一點的用平地機刮平， 壓實時要求混合料含水量較大， 碾

15、 壓時要 求提漿上來。 用鉆芯取樣的方法檢查使用效果， 強度形成后， 板體性 很好， 強度很高，由于骨料含量高，干縮及溫度裂縮不明顯，但缺點是早期 強度 低。這種施工特點是簡單方便、容易掌握，施工的二灰碎石基層使用 效果也 可以。 基層對集料要求有級配，要求混合料中集料的顆粒組成如表1。 值得 說明的是表1是指二灰碎石混合料中集料的顆粒組成，而非二灰碎 石混合料的 組成。規(guī)定集料的重量應(yīng)占80%85%。結(jié)合料則占15%20%, 可以 計算得5mm以下集料重量占的比例為57.5 %60%。據(jù)有關(guān)研究， 50mm以下集 料重量比占60 %左右，干縮裂縫問題應(yīng)當(dāng)注意。從我省執(zhí)行的情況 看， 寧連、寧

16、通公路的二灰碎石基層出現(xiàn)較多干縮裂縮，也證明了的級配 偏 細(xì)，特別5mm以下集料的含量偏高。 表1 針對寧連公路上二灰碎石施工中出現(xiàn)的問題，進(jìn)行了專題研究。 研究的 目的是減少混合料中 5mm 以下集料的含量， 以減少或延緩裂縫。 為 此進(jìn)行大量 的室內(nèi)試驗，并做了試驗路段。 試驗路段有幾種級配類型， 也有無級 配的類 型。無級配的二灰碎石的集料采用 31.513.2mm（方孔篩）的規(guī)格料， 即俗稱 4、6、8 規(guī)格的料。研究結(jié)果推薦使用的集料標(biāo)準(zhǔn)級配組成如表2。 用此級 配，并考慮二灰碎石中集料中保證 80的含量不變，則二灰碎石混 合料的級 配如表 3。用改進(jìn)的級配施工，混合料有足夠的細(xì)料，

17、能保證拌和時 不產(chǎn)生較 嚴(yán)重的離析， 攤鋪時能達(dá)到要求的平整度， 同時明顯減少或延緩了干 縮及溫 縮裂縫。而無級配集料的二灰碎石施工， 必須混合料含水量大， 碾壓 時要提 漿，才能保證粒料的膠結(jié)，形成強度過程中，有少量裂縫。由于集料 粗，細(xì) 料少，平整度差一些，但從使用情況看，強度較高，且板體性很好。 筆者認(rèn)為二灰碎石的集料應(yīng)當(dāng)減少 5mm 以下的含量，可采用表 2 推薦的級 配，對于平整度要求不高的，可采用無級配集料的二灰碎石。 表2 表3 3混合料的配合比計算 基層的級配計算完全依賴于試驗的結(jié)果，缺乏強度理論的指導(dǎo)。 為 此，筆者根據(jù)強度理論，提出了二灰碎石混合料的組成假設(shè)， 并推導(dǎo) 出計

18、算 配合比的公式。 根據(jù)強度理論，二灰碎石基層強度形成有兩方面。一方面依靠粒 料的骨 架嵌擠作用，另一方面依靠結(jié)合料的膠結(jié)作用。 考慮到減少干縮裂縫 和溫縮 裂縮，強度主要依靠粒料的骨架作用，形成整體強度則依靠結(jié)合料的 膠結(jié)作 用。為充分發(fā)揮結(jié)合料和粒料兩者各自的作用， 共同壓密面成為密實 型的結(jié) 構(gòu)，混合料的組成原則上假設(shè)：在一個單位實方體的混合料中， 粒料 的最大 用量為一個單位松方量，結(jié)合料以最佳壓實狀態(tài)填充粒料的剩余空 隙。 根據(jù)上述假設(shè)，其計算方法如下: (1)確定結(jié)合料與粒料的配合比 粒料的松散干容重為丫 1平均比重為P,則一個單位實方體 中粒料占 有的體積V1 = Y 1/ P

19、結(jié)合料占有體積V2 = 1-V1 ; 結(jié)合料的最大干密度為 丫2最佳含水量為 W2，則結(jié)合料在 單位實方體 中占的重量為Y2V 2= Y 2(1V1)； 混合料最大干密度為 Y0根據(jù)實方體中混合料的重量為結(jié)合 料與粒料 兩部分重量之和， 貝U有 1 丫= 1 丫 1 + y 2V2 即 丫0= 丫 1 + y 2V2(1) 計算結(jié)合料與粒料的重量比 結(jié)合料 / 粒料=Y 2V2/ Y： Y 1/ Y 0(2) 示例 粒料由于級配不同，松裝干容重 Y 1可取1.41.7t/m3，若其 平均比生 P以2.7計，計算 結(jié)果如表4。 表4 (2)確定結(jié)合料中石灰和粉煤灰配合比 結(jié)合料中石灰和粉煤灰的最

20、佳配合比為1 : 4，但在混合料中， 石灰劑量 除了最佳配比用石灰量外，還應(yīng)考慮粒料表面裹復(fù)吸附的石灰劑量， 其值可 按粒料重的3%計。因此，石灰劑量既要考慮最佳配比中用量，又要 考慮粒料 表面裹復(fù)吸附用量，下面舉例說明： 例如，計算結(jié)果結(jié)合料與粒料重量比為26 : 74，而石灰與粉煤 灰最佳配 比為1 : 4，則石灰劑量為26/5+74 X3% = 7.42 粉煤灰劑量為(4/5) 26 =20.8 混合料總重為 7.42+20.8+74 =102.22 石灰：粉煤灰：粒料=(7.42/102.22) : (20.8/102.22): (74/102.22)= 7.3 : 20.3 : 72

21、.4 故實用結(jié)合料與粒料重量比為1/2.8。 從示例看出，石灰劑量在 5.54.9之間。根據(jù)施工經(jīng)驗，石灰 劑量不宜 低于5%，因為石灰太少，結(jié)合料的膠結(jié)作用得不到保證。一般計算 結(jié)果中石 灰劑量小于5%，要予以調(diào)整。 4壓實度質(zhì)量控制 二灰碎石基層中粒料最大可達(dá) 40或50mm，用作底基層中達(dá)50 或60mm，這 樣大粒徑的混合料做重型擊實試驗，限于試筒的容積，無法得到較準(zhǔn) 確的最 大干密度和最佳含水量。根據(jù)公路路面基層材料試驗規(guī)程 (JTJ057-85)規(guī) 定，粒料最大粒徑宜控制在25mm以內(nèi)，最大不得超過40mm(圓孔 篩)。實際試 驗發(fā)現(xiàn)平行試驗的結(jié)果離散很大， 而且擊實時易擊碎粒料，

22、因此有必 要改進(jìn) 方法。 在配合比計算過程中，不難發(fā)現(xiàn)影響最大干密度的主要因素是結(jié) 合料的 壓實度，有了結(jié)合料的最大干密度，就可求得二灰碎石的最大干密度。 計算方法推導(dǎo)如下： 結(jié)合料與粒料的重量比為x : y，且x+y = 1 , x、y均為小數(shù)； 結(jié)合料的最大干密度為Y 0,則混合料的體積為1/ Y0 粒料的體積為y/ p,結(jié)合料的體積為x/ 丫 2 根據(jù)混合料的體積為結(jié)合料與粒料兩部分體積之和，有下式 1/ 丫 0= x/ 丫 2+y/ p 丫0= 1/(x/ y 2+y/ p )(3) 結(jié)合料的最佳含水量為Wm ; 粒料的濕潤含水量為 Wa，一般碎石以4%計，礫石以3%計； 混合料的最佳含水量為W0 ； 混合料含水重量為結(jié)合料與粒料兩部分含水量之和 W0 = xWO+yWa (4) 根據(jù)(3)和(4)式，只要用擊實試驗求得結(jié)合料的最大干密度和最 佳含水 量，再材料配合比，就可以計算出二灰碎石的最大干密度和最佳含水 量。 工地檢查二灰碎石的密實度可以用灌砂法測得濕密度和含水量， 求得干 密度，將其與最大干密度相比較，一般要求壓實度在95%以上。 5結(jié)束語 綜上所述，可以得出