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水泥稳定碎石基层强度的测定

浏览次数: 日期:2011-12-26

摘要:

  1.前言

  近年来,由于经济飞速发展,道路车流量(特别是重型车通行量)增长很快。为了延长路面的使用寿命,我省各地正在逐步推广使用强度较高的水泥稳定碎石作为路面结构的主承重层-基层。众所周知,对于水泥稳定碎石,其强度检测目前主要是通过摊铺现场取样制件、经标准养护后测定其无侧限抗压强度来实现,水泥稳定碎石基层的质量也主要是通过试件的强度来评定。因此,如何在室内制作标准试件,使其强度更准确地反映现场水泥稳定碎石基层的强度就显得非常重要。

  2.室内制件前施工现场的取样

  为了使水泥稳定碎石混合料试件的强度更接近工地现场所摊铺的水泥稳定碎石基层的强度,制取试件的混合料必须有代表性,也就是说取样的方法应科学。规范规定,水稳碎石基层无侧限抗压强度试件应该在摊铺现场随机单点取样,单独成型。但是由于有延时时间的控制,有些施工单位贪图方便往往就在现场集中取样,统一制件。集中取样的方法虽然很容易控制制件的时间,但由于试样没有代表性,往往不能真实地反映现场的实际情况。集中取样的试件,其强度的偏差系数很小,代表值也较高;但是如果采用单点取样,则偏差系数就很大,强度代表值大为降低。可见采用集中取样的方法很容易掩盖混合料拌和不均匀的问题,导致基层存在较多的薄弱点,留下质量隐患。由于单点取样的随机性,它能较真实地反映出混合料的均匀程度,如果出现异常可在施工过程中及时调整拌和机及拌和工艺。因此,在施工管理中,应该坚持单点取样的试验方法,使试件的无侧限抗压强度能真实地反映工程的实际施工质量情况。

  3.试件的试验室内成型

  由于水泥稳定碎石试件的密实度对其强度影响较大,因此试件成型时试件的密实度应与规范所规定压实度条件下的水泥稳定碎石基层现场密实度相同。影响试件密实度的因素很多,这里仅仅谈谈试验操作原因引起试件密实度变化的两个方面。规范规定,水泥稳定粗粒料的试件应按规范所规定的现场压实度相应的干密度制成Φ15×15cm的圆柱体,如果试件的外形尺寸发生变化,其密实度自然就会改变,这一点对试件强度的影响是比较大的。

  在试验过程中,规范规定:待上下压柱完全压入试模再稳压1min后卸压脱模,但是由于试件反弹,制成的试件其高度基本上都在15.2cm以上。由于制备试件时采用的是98%的压实标准制成高度和直径均为15cm的试件,由此可以推断出试件实际的压实度仅有15×98%÷15.2=96.7%。可见试件的干密度与规范所要求压实度对应的干密度相差较大,其密实度和强度自然就和规范所规定的密实度和强度相差较大。如果将静压时间延长至2min,并在上压柱上加一2mm厚的金属垫片,则制成的试件其高度就比较接近15cm(标准值)。我们通过对这一方法进行的大量试验后,发现它在控制试件反弹的问题上很有效,现在已在徐州境内在建高速公路施工中全面推广使用。此外,试模的刚度对试件的密实度也有影响。这是因为,刚度小的试模在制件时侧向变形大,反弹自然就大,试件的密实度和强度必然会降低。因此,在工程施工过程中,应规定试模筒壁要有足够的厚度,且必须从正规厂家购买,并统一规格。

  4.试验室内制件的时间

  规范强调,从加水拌和到碾压终了的延时时间对水泥稳定类混合料的强度和所能达到的干密度都有明显的影响,延时时间愈长,混合料的强度和干密度的损失就愈大。我们对采用初凝时间为3.9h、强度等级为32.5级的普通硅酸盐水泥制备的水泥稳定碎石混合料进行了延时试验。

  可以看出,当延时时间超过2h后,水稳碎石混合料中水化的水泥已开始凝结,此时如再碾压,就会破坏其结构,强度损失较大。在施工现场通过试铺,当碾压机械组合等参数固定后,可将现场施工时间控制在2h之内。而在室内进行制件时,成型的时间应该和对应施工段落的碾压终了时间相同,这样试件的强度值将更能反映现场的实际情况。

  5.结束语

  影响水稳碎石试件强度的因素还有很多,其中以养生条件影响最大,本文仅对施工中容易忽视的几个方面进行了阐述。由于水泥稳定碎石路面基层在我省刚刚采用,很多问题尚待在以后的工作中不断总结发现,相信随着试验仪器的不断发展和经验的积累,水泥稳定碎石基层强度的测定方法将会不断地得到完善。

 

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