水泥穩(wěn)定碎石基層配合比設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)題目：水泥穩(wěn)定碎石基層配合比設(shè)計(jì) 姓 名：竇 鵬 學(xué) 號：20103542 班 級：土木10-1班 指導(dǎo)老師：扈惠敏 2014年06月07日 1.工程概況及技術(shù)條件 工程概況 路線起點(diǎn)位于六安市裕安區(qū)城南鎮(zhèn)四望山村，接在建的阜六高速公路 的終點(diǎn)（阜六K175+022本項(xiàng)目K0+000），阜六路的設(shè)計(jì)速度為 120公里/小時(shí)，因此K0+000K0+100作為路基寬度過渡段，路基寬 度由28米過渡為26米；路線終點(diǎn)接規(guī)劃的岳西（黃尾）至潛山高速公 路，并通過黃尾互通立交與地方道路相連，路線全長72.287公里。 技術(shù)條件 1）設(shè)計(jì)車速：100Km/h； 2）路基寬度：26m，路面寬度211.2

2、5m； 3）路面結(jié)構(gòu)類型：下面層AC20(8 cm)，上面層AC!3(4cm)； 4）水泥穩(wěn)定碎石基層35cm。 2.畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1）原材料試驗(yàn) 水泥：強(qiáng)度、體積安定性、凝結(jié)時(shí)間等 粗集料：比重、級配、針片狀顆粒含量、含泥量、 壓碎值等 細(xì)集料：比重、級配、砂當(dāng)量等 2）集料級配合成 3）水穩(wěn)混合料拌和、試件擊實(shí)成型 4）水穩(wěn)混合料7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試件成型 5）選定配合比設(shè)計(jì)參數(shù) 1）原材料試驗(yàn) 原材料試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱藱z測試驗(yàn)中所用 到的原材料是否符合標(biāo)準(zhǔn)，能否用來進(jìn) 行該項(xiàng)試驗(yàn)。因此，原材料試驗(yàn)是整個(gè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。 原材料試驗(yàn)包括了對所需要用到的水泥 性能的檢測以及對需要用到

3、的粗細(xì)集料 性能的檢測。 其中對水泥需要進(jìn)行：水泥膠砂強(qiáng)度檢 測，水泥安定性檢測，以及水泥凝結(jié)時(shí) 間的測定。 對粗細(xì)集料則要測出集料的干密度，吸 水率，針片狀含量等性質(zhì)，并且需要通 過篩分實(shí)驗(yàn)得出每種集料的級配比例， 然后通過計(jì)算得出配合比。 （1）水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量可用調(diào)整水量和固定水量兩種方法中的任意一種測定。 本實(shí)驗(yàn)采用固定水量法。其試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱藴y定水泥凝結(jié)時(shí)間和安定性試驗(yàn)提供 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。 P=33.4-0.185S 水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗(yàn)記錄 次數(shù)水泥質(zhì)量（g）加水量（ml）錐入深度（mm）標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（%） 1500142.540.6 25.9 2500

4、142.540.4 （2）初、終凝時(shí)間 自加水時(shí)刻起，至試針插入凈漿中距底板23mm時(shí)所經(jīng)過的時(shí)間為初凝時(shí)間； 至試針插入凈漿中不超過10.5mm時(shí)所經(jīng)過的時(shí)間為終凝時(shí)間。初凝時(shí)間與終凝 時(shí)間均用h-min（小時(shí)-分）表示。 開始加水時(shí)間試針距底板3-5mm時(shí)間試針沉入凈漿中0.5mm時(shí)間 13:3515:2017:05 初凝時(shí)間1h45min 終凝時(shí)間3h30min （3）水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn) 膠砂攪拌采用行星式膠砂攪拌機(jī)，首先將稱好的水加入鍋內(nèi)，再加入水泥， 把鍋放在固定器上，上升至固定位置后立即開動(dòng)機(jī)器，低速攪拌30s，第二個(gè) 30s內(nèi)均勻加砂，再高速攪拌30s，停拌90s，在第一個(gè)15s內(nèi)

5、用一膠皮刮具將葉 片和鍋壁上的膠砂刮入鍋中間，在調(diào)整下繼續(xù)攪拌60s。 試件振動(dòng)成型是采用膠砂試件成型振實(shí)臺，分三層加入，每層振動(dòng)60次。最 后用直尺水平將試件表面抹平。 以中心加荷法測定抗折強(qiáng)度，試件應(yīng)側(cè)面朝上，抗折試驗(yàn)加荷速度為 50N/s10N/s，直至折斷。 抗折強(qiáng)度計(jì)算： Rf=1.5FfL/b3 支撐圓柱中心距（mm） ,標(biāo)準(zhǔn)夾具取100mm 齡期破壞荷載（單個(gè)值）（KN） 測定值 破壞荷載（KN）強(qiáng)度（MPa） 7d21232105211421144.95 28d35033489347734908.17 水泥抗折強(qiáng)度試驗(yàn)記錄 齡期破壞荷載（單個(gè)值）（KN） 測定值 荷載 （KN）

6、 強(qiáng)度 （MPa） 7d50.65 52.4153.0551.7154.3154.2652.7332.9 28d72.3673.2175.3374.0171.3672.7873.1845.7 水泥抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)記錄 抗壓實(shí)驗(yàn)應(yīng)在抗折試驗(yàn)后立即進(jìn)行，受壓面為試件成型時(shí)的兩個(gè)側(cè)面，面積為 40mm40mm，抗壓強(qiáng)度計(jì)算： RF/A （4）針片狀顆粒含量 粗集料中的針片狀顆粒，是指用游標(biāo)卡尺測定的粗集料的最大長度（或?qū)挾龋?方向與最小厚度（或直徑）方向的尺寸之比大于3倍的顆粒。 計(jì)算針片狀顆粒含量： Qe=m1/m0100 （5）粗集料密度及吸水率試驗(yàn) 將試樣用4.75mm或2.36mm標(biāo)準(zhǔn)篩過篩除去

7、其中的細(xì)集料，取試樣洗凈后 浸泡24h，采用物理天平，稱取水中質(zhì)量、表干質(zhì)量、烘干質(zhì)量。 表觀相對密度：a=ma/（ma-mw） 表干相對密度：s=mf/（mf-mw） 毛體積相對密度：b=ma/（mf-mw） 粗集料的吸水率：x=（mf-ma）100/ma a 集料的表觀相對密度 s 集料的表干相對密度 b 集料的毛體積相對密度 ma 集料的烘干質(zhì)量（g） mf 集料的表干質(zhì)量（g） mw 集料的水中質(zhì)量（g） x 粗集料的吸水率（%） 集料 類型 試驗(yàn)次 數(shù) 試樣總質(zhì)量 （g） 針片狀顆粒質(zhì)量（g） 針片狀含量（%） 個(gè)別值平均值 1# 11001.3125.112.4 12.6 2100

8、0.5128.312.8 2# 1801.576.29.5 9.9 2804.282.1 10.2 3# 1400.838.69.6 9.8 2402.740.210.0 集料類別篩孔尺寸（mm） 31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075 1# 99.4%78.1%46.9%2,5% 2# 100%88.9%48.4%7.6%0.3% 3# 100%20%0.4% 4# 99.3%82.8%55。1%32.1%13.7%5。5%0.2% 標(biāo)準(zhǔn)級配 范圍 10068-8638-5816-288-150-3 通過率 99.4928388.657.

9、749.529.720.813.883.41.40.1 配合比計(jì)算： 4號料用量：以顆粒粒徑2.36計(jì)算，即22/82.8*100=26，取25； 3號料用量：以顆粒粒徑9.5計(jì)算，即48-25=23； 2號跟1號料用量：以顆粒粒徑19.0計(jì)算，設(shè)1號料用量為x，2號料用量為 y， 則，x+y=52，0.469x+y=29，解得，x=43，y=9； 故，配合比初步設(shè)定應(yīng)為1#：2#：3#：4#=43:9:23:25。 經(jīng)檢驗(yàn)調(diào)試，最終配合比選定為32:20:23:25。 （采用該配合比之后，各級配集料所占比例見表格數(shù)據(jù)最后一行） （6）集料配合比計(jì)算： 2）擊實(shí)試驗(yàn) 通過對水泥穩(wěn)定碎石（在水泥

10、水化前）進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，以繪制穩(wěn)定土的 含水量-干密度關(guān)系曲線，從而確定其最佳含水量0（%）和最大干密度 d（g/cm3） 試驗(yàn)根據(jù)公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程（JTJ 057-94）無 機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土的擊實(shí)試驗(yàn)方法（T0804-94）丙法進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)。 類別錘的質(zhì)量（kg）錘擊面直徑（cm） 落高（cm） 試筒尺寸 錘擊層數(shù)每層錘擊次數(shù) 容許最大公稱粒 徑（mm） 內(nèi)徑（cm）高（cm）容積（cm3） 甲4.55.04510.012.799752719.0 乙4.55.04515.212.0217755919.0 丙4.55.04515.212.0217759837.5 擊實(shí)試驗(yàn)步驟：

11、1.取篩好的集料33kg，用將料分為6份，每份5.5kg 2.預(yù)定5-6個(gè)含水量，依次相差1%，分別為3%、4%、5%、6%、7%。 3.按預(yù)定含水量配置試樣。將1份試樣平鋪在金屬盤內(nèi)，將事先計(jì)算得到的水量均 勻噴灑到試料上并拌合均勻。 4.將所需要的水泥加入到浸潤好的試樣中拌勻。 5.將試料分5層裝入到試筒內(nèi)，每層擊98。擊實(shí)完畢測出連帶筒（m2=4820g）測 出整個(gè)試塊重量m1，即可求出其濕密度與干密度。 濕密度：w=（m1-m2）/v 干密度：d= w/（1+0.01w） 6.用脫模機(jī)取出試樣，并從試樣中取不少于1500g樣品，測出質(zhì)量后進(jìn)行烘干，烘 干后再次測出其質(zhì)量，可以求得含水量

12、。 7.每份樣品均按照上述過程進(jìn)行擊實(shí)，最繪出其干密度與含水量曲線。 水泥含量為3%的擊實(shí)記錄表 表3-11 試驗(yàn)次數(shù)12345 干 密 度 預(yù)計(jì)含水量（%）34567 筒+濕試樣質(zhì)量（g）9587.59705.39789.69805.49792.4 筒質(zhì)量（g）48204820482048204820 濕試樣質(zhì)量（g）4767.54885.34969.64985.44972.4 濕密度（g/cm3）2.19 2.24 2.28 2.29 2.28 干密度（g/cm3）2.272.29 2.30 2.30 2.28 含 水 量 盒號12345 濕試樣質(zhì)量（g）1508.41523.51571.

13、31560.71543.6 干試樣樣質(zhì)量（g）1442.01445.81484.91468.61429.4 水質(zhì)量（g）66.477.786.492.1114.2 含水量（%）4.4 5.1 5.5 5.9 7.4 水泥含量為3.5%的擊實(shí)記錄表 表3-12 試驗(yàn)次數(shù)12345 干 密 度 預(yù)計(jì)含水量（%）34567 筒+濕試樣質(zhì)量 （g) 9556.79770.29816.49796.89786.5 筒質(zhì)量（g)48204820482048204820 濕試樣質(zhì)量（g)4736.74950.24996.44976.84966.5 濕密度（g/cm3)2.182.272.302.292.28

14、干密度（g/cm3)2.262.322.322.322.26 含 水 量 盒號12345 濕試樣質(zhì)量（g)1638.601680.401566.701541.91530.6 干試樣質(zhì)量（g)1576.31603.11485.21458.61417.3 水質(zhì)量（g)62.3 77.381.5 83.3113.3 含水量（%）3.8 4.5 5.25.4 7.4 水泥含量為4%的擊實(shí)記錄表 表3-13 試驗(yàn)次數(shù)12345 干 密 度 預(yù)計(jì)含水量（%）34.056.07 筒+濕試樣質(zhì)量（g)9537.89709.59863.99798.79770.3 筒質(zhì)量（g)482048204820482048

15、20 濕試樣質(zhì)量（g)4717.84889.55043.94969.74950.3 濕密度（g/cm3)2.182.252.242.292.27 干密度（g/cm3)2.252.302.342.312.27 含 水 量 盒號12345 濕試樣質(zhì)量（g)1658.401669.301584.201530.51529.6 干試樣質(zhì)量（g)1600.361599.21505.01444.81421.0 水質(zhì)量（g)58.070.179.285.7108.6 含水量（%）3.54.25.05.67.1 水泥含量為4.5%的擊實(shí)記錄表 表3-14 試驗(yàn)次數(shù)12345 干 密 度 預(yù)計(jì)含水量（%）34.0

16、56.07 筒+濕試樣質(zhì)量（g)9484.69611.79783.59603.29549.6 筒質(zhì)量（g)48204820482048204820 濕試樣質(zhì)量（g)4663.64792.74967.54786.24728.6 濕密度（g/cm3)2.142.202.282.202.17 干密度（g/cm3)2.232.272.312.232.21 含 水 量 盒號12345 濕試樣質(zhì)量（g)1650.8 1659.2 1538.6 1561.9 1738.7 干試樣質(zhì)量（g)1591.4 1594.5 1466.3 1479.1 1639.6 水質(zhì)量（g)59.4 64.772.3 82.8

17、99.1 含水量（%）3.6 3.9 4.7 5.3 5.7 3）7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的測定 7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度是根據(jù)擊實(shí)試驗(yàn)得出 的每種水泥劑量的最佳含水量以及最大 干密度制作尺寸為150mm150mm的 圓柱形試塊，并經(jīng)過7d的養(yǎng)護(hù)后用壓力 機(jī)測出破壞荷載，再根據(jù)公式計(jì)算出其 抗壓強(qiáng)度 Rc=P/A 試塊中集料用量計(jì)算： m1=dV(1+) 試塊的制作過程： 1.根據(jù)擊實(shí)結(jié)果和無機(jī)結(jié)合料的配合比按式計(jì)算每份料的加水量、無機(jī)結(jié)合 料的質(zhì)量。將稱好的土放在長方盤內(nèi)，向集料中加水拌合浸潤。 2.在試塊開始制作前1個(gè)小時(shí)加入預(yù)定量的水泥，拌合均勻。 3.將稱量的規(guī)定量的穩(wěn)定材料混合料分23次灌入試模

18、中，每次灌入后用夯 棒輕輕均勻插實(shí)。 4.將整個(gè)試模放到壓力機(jī)上或壓力機(jī)上，以1mm/min的加載速率加壓，直到 上下壓頭都壓人試模為止。維持壓力2min。 5.用脫模機(jī)取出試塊測出試塊的高度以及質(zhì)量，不滿足要求的視為廢件，滿 足要求的移至標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。 水泥混合料的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn) 公路等級二級和二級以下公路高速公路和一級公路 基層（MP）2.53.03.05.0 各成分水泥含量的強(qiáng)度 水泥含量(%)3.00 3.50 4.00 4.50 強(qiáng)度(Mpa)2.18 2.88 3.20 3.96 混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（水泥含量3.0%） 試樣編號 123456 養(yǎng)生前試件重（m2）kg6.31

19、0 6.350 6.400 6.254 6.410 6.385 浸水前試件重（m3）kg6.304 6.340 6.394 6.250 6.406 6.380 浸水后試件重（m4）kg6.4906.500 6.550 6.4146.165 6.520 養(yǎng)生期重?fù)p（m2-m3）kg0.0060.010.0060.0040.0040.005 吸水量（m4-m3）kg0.1800.1500.1500.1600.1550.135 試件破壞的最大壓力 KN35.6541.3537.4636.6538.7540.25 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（R）MPa2.012.34 2.12 2.07 2.19 2.28 水泥

20、含量3%時(shí)的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度取為：2.18MPa 混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（水泥含量3.5%） 試樣編號 123456 養(yǎng)生前試件重（m2）kg6.350 6.3646.4346.4216.3606.455 浸水前試件重（m3）kg6.3406.3606.4296.4156.3506.457 浸水后試件重（m4）kg6.5606.524 6.6596.626 6.540 6.665 養(yǎng)生期重?fù)p（m2-m3）kg0.0100.0040.0050.0060.010.008 吸水量（m4-m3）kg0.2100.1600.2250.2050.1800.210 試件破壞的最大壓力 KN52.2048.605

21、3.1549.7551.855020 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（R）MPa2.952.753.012.822.932.84 水泥含量3.5%時(shí)的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度取為：2.88MPa 混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（水泥含量4.0%） 試樣編號 123456 養(yǎng)生前試件重（m2）kg6,460 6.4036.3806.4546.4836.432 浸水前試件重（m3）kg6.4546.3976.3746.4506.4806.428 浸水后試件重（m4）kg6.7106.6136.5006.7396.6036.612 養(yǎng)生期重?fù)p（m2-m3）kg0.0060.0050.0060.0040.0030.004 吸水量（m4-

22、m3）kg0.2500.2100.1200.2850.1200.180 試件破壞的最大壓力 KN54.6056.4557.6556.9057.8556.25 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（R）MPa3.09 3.193.263.223.273.18 水泥含量4%時(shí)的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度取為：3.20MPa 混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（水泥含量4.5%） 試樣編號 123456 養(yǎng)生前試件重（m2）kg6.355 6.3006.3326.3436.3806.356 浸水前試件重（m3）kg6.3496.2956.312 6.3386.3756.351 浸水后試件重（m4）kg6.5206.4456.4526.4086.5

23、606.481 養(yǎng)生期重?fù)p（m2-m3）kg0.0060.0050.0100.0050.0050.005 吸水量（m4-m3）kg0.1650.1450.1200.0650.1800.125 試件破壞的最大壓力 KN6668.266.276.468.275.0 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（R）MPa3.73 3.863.754.323.864.24 水泥含量4.5%時(shí)的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度取為：3.96MPa 3.水泥穩(wěn)定碎石基層施工的技術(shù)控制 水泥穩(wěn)定碎石屬于半剛性板體結(jié)構(gòu)，是以級配碎石作為骨 料，并采用一定數(shù)量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨 料空隙的一種結(jié)構(gòu)。壓實(shí)強(qiáng)度主要靠碎石間的嵌擠鎖結(jié)實(shí) 現(xiàn)，同時(shí)有足夠的灰漿體積來填充骨料的空隙。它初期的 強(qiáng)度高，并且隨齡期的增加會很快結(jié)成板體，因而具有較 高的強(qiáng)度、抗?jié)B度和抗凍性。水穩(wěn)成型后雨天不產(chǎn)生泥濘， 表面堅(jiān)實(shí)，被廣泛運(yùn)用于高等級公路的基層或底基層。為 了保證水泥穩(wěn)定碎石路面基層(底基層)滿