二灰碎石配比

1、在市政定額中選擇道路基層(拌合機(jī)拌合)石灰：粉煤灰：碎石(10:20:70)厚度(cm)20;道路基層(拌合機(jī)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元/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(qiáng)度隨之會提高，過高的強(qiáng)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是極為重要的質(zhì)

2、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(qiáng)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)此類混合料組成設(shè)計原理的論述，雖較JTJ0349

3、3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3248%至4551%;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(jī)理和效果有些不同，其要求也有所區(qū)別：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

4、，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(jī)具、噸位、功能限制，當(dāng)采用1820t以上光輪壓路機(jī)、1620t以上膠輪壓路機(jī)和自重911t以上振動壓路機(jī)等重型機(jī)具實施壓實，且為保證壓實度而碾壓遍數(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2.072.13cm3之間， 我市多年來的試

5、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(jī)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)

6、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)“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

7、論密度式中：pT混合料理論密度（視密度g/cm3）P1,Pn各類粒料的重量比例（）p1,pn各類粒料的視密度（g/cm3）P石灰的重量比例（）P粉煤灰的重量比例（）P石灰白視密度（g/cm3）P粉一一粉煤灰的視密度（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：pT壓實混合料的理論最大干密度（g/cm3）pT見上式Pw混合料最佳含水量（）pw水的常溫密度（弋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pT略比實際偏

8、小。b.pT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pT,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pT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

9、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)，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

10、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

11、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)注意：1、二灰結(jié)石要用攪拌機(jī)集中攪拌、2、用攤鋪機(jī)攤鋪平整，3、用振動壓路機(jī)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，

12、但抗磨差，強(qiáng)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(qiáng)形成板體后，具有類似貧混凝土的性質(zhì)，水穩(wěn)性、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

13、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，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(jī)械磨損來看，是不利因素。一般要求最大粒徑取(1/41/5)層厚，考慮到二灰碎石基層每層1520cm,故最大粒徑在4050mm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(jī)刮平，

14、壓實時要求混合料含水量較大，碾壓時要求提漿上來。用鉆芯取樣的方法檢查使用效果，強(qiáng)度形成后，板體性很好，強(qiáng)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(qiáng)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。二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、寧通公路的二灰碎石

15、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，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

16、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(qiáng)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(qiáng)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?？诒?1表33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(qiáng)度理論的指導(dǎo)。為此，筆者根據(jù)強(qiáng)度理論，提出了二灰碎石混合料的組成假設(shè)，并推導(dǎo)出計算配合比的公式。_根據(jù)強(qiáng)度理論，二灰碎石基層強(qiáng)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

17、結(jié)作用?？紤]到減少干縮裂縫和溫縮裂縮，強(qiáng)度主要依靠粒料的骨架作用，形成整體強(qiáng)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：二(1)確定結(jié)合料與粒料的配合比粒料的松散干容重為丫平均比重為p,則一個單位實方體中粒料占有的體積V1=丫1/p口結(jié)合料占有體積V2=1-V1;二結(jié)合料的最大干密度為丫工最佳含水量為W2,則結(jié)合料在單位實方體中占的重量為Y2V口2=丫2(牝1)；口混合料最大干密度為丫Q根據(jù)實方體

18、中混合料的重量為結(jié)合料與粒料兩部分重量之和，則有1.丫=g1.丫1+丫2V2即丫0=丫1+丫2V2(1)計算結(jié)合料與粒料的重量比_結(jié)合料/粒料=丫2V2/丫0丫1/丫0(2)示例_粒料由于級配不同，松裝干容重Y1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：二例如，計算結(jié)果結(jié)合料與粒料重量比為26：74,而

19、石灰與粉煤灰最佳配比為1：4,則石灰劑量為26/5+74X3%=7.42粉煤灰劑量為(4/5)26=20.8混合料總重為7.42+20.8+74=102.22I石灰：粉煤灰：粒料=(7.42/102.22):(20.8/102.22):(74/102.22)=7.3:20.3:72.4故實用結(jié)合料與粒料重量比為1/2.8。1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

20、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，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丫一,則混合料的體積為1/丫。粒料的體積為y/p,結(jié)合料白體積為x/丫2二根據(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/Y=x/丫2+y/p丫0=1/(x/22+y/p)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;口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廠根據(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，可以得出下列結(jié)論：(1)二灰碎石的集料最