砂子的含水量与堆积密度的相互关系及应用

1、砂子的含水量与堆积密度的相互关系及应用第30卷第17期?102?2004年9月山西建筑shanxiarchitecfurevo1.30no.17sep.2004文章编号:1009.6825(2004)17010202砂子的含水量与堆积密度的相互关系及应用张红珠摘要:以中砂为例,通过一系列试验详细阐述了砂子的含水量与堆积密度的相互关系,又从理论上作了更为详尽的分析,提供了在实际施工过程中解决此问题的较为简便的方法和简易公式.关键词:含水量,堆积密度,砂子中图分类号:tu521文献标识码:a1砂子的堆积密度与含水量的关系1.1试验结果砂子的堆积密度分为干堆积密度和湿堆积密度.它在一定条件下随含水量

2、的变化而相应地发生变化,具有一定的规律性.现以一中砂为试验对象,该砂子的级配见表1.表1中砂级配表,项目分计筛余重分计筛余累计筛余级配范围筛孔,g%)11111137.07.47.41002,511111147.39.416.82501.2511111156,511.328.150100.6311111198.519.747.870410.315mm191.538.386.192700.1611111140.57.893.910090小于0.1611111130.o5.7996采用该种砂子试验结果见表2.表2砂子各项试验结果表含水量/%1234567891011堆积密度1.5011.4551.

3、3891.2991.2831.2731.2851.3101.3131,3441.355g/crn3含水量12131415降阶段;第二部分含水量6%21%时堆积密度呈上升阶段;第三部分含水量大于21%时呈恒值阶段(有限).1.2理论分析砂子的堆积密度发生变化,是因为其体积发生变化.砂子的状态分为四种:1)全干状态;2)气干状态;3)饱和面干状态;4)湿润状态.砂子从全干状态到饱和状态其含水量和体积变化都很小,可忽略不计,至湿润状态时,砂子单颗粒表面形成一层水膜,因液体表面存在张力作用,砂子颗粒之间的水膜为缩小自己的表面积而向颗粒间夹缝收缩,其结果便使砂颗粒相互推拉张开.由于这个原因,在一定的含水

4、量情况下,随着这种作用逐渐涉及到所有砂粒,其体积便膨胀起来;随着含水量继续增加,自由水增多,砂子单颗粒表面水膜被破坏,表面张力消失,砂颗粒又逐渐凝聚,体积又开始变小,至砂中水含量完全充满所有空隙,此时体积又恢复到原来状态.2施工项目竣工决算中的疑团解释每一施工项目在竣工后都要进行成本核算,而在实际成本的具体计算过程中(这里仅限于水泥混凝土中的细集料砂子)总会遇到一些麻烦.材料部门统计的是收料员每天量得的体积之和(单位:m3);而工程部门提供的则是根据施工配合比计算而来的砂子重量(单位:吨),因在预算定额上砂子的表现形式为体积,所以要将重量折算成体积,而定额与水泥混凝土配合比中材料均指干料而言,

5、因而重量与体积折算时,砂子的相应密度应是干堆积密度.这样计算后,材料上与工程上却不统一,有时相差较大,常常使人百思不解,计算结果应以谁为准?例如:设某一桥梁混凝土共需砂子3000m3(干),则其相应干重g干=id干v干:1.501103000:4503t,而实际中砂子都是有一定含水量的.现假设含水量w:3.0%,则砂子的相应湿重g湿=g干(1+):45031.03:4638.1t.收料员通过实际测量含水量为3.0%时砂子的相应体积大约为v浸:g湿/p湿:4638.1/1.389:3339m3,二者对比可知相差3339m33000m3:339m3.由工程部门通过折算提供的数字是砂子在全干状态下的

6、体积,而材料员提供的数字主要是砂子在湿润状态下的体积.只要完全掌握了砂子的含水量与其堆积密度在各种条件下的相互关系就可以发现:同一种砂子,在不同状态下堆积密度或相应体积各不相同,但是在一定条件下它们又是相互统一的.实质上只要紧紧抓住砂子含水量的变化,一切问题就可以迎刃而解.在曲线的下降阶段,含水量越小,则v湿愈接近于v干;在曲线的上升阶段,含水量越大,则v愈接近于v干.3施工过程中的运用材料员在实际收料过程中要与工地试验室紧密配合,认真测量砂子的含水量,并将该含水量下砂子的体积再折算成全干状态(或气干状态下)的体积(这样数值就同工程部门一致了).具体折算可参考如下:设砂子干重为g干,干堆积密度

7、为p干,湿堆积密度为p浸,含收稿日期:2004.05.10作者简介:张红珠(1971一),男,1992年毕业于山西省交通学校质检专业,助工,山西路桥二公司,山西临汾041000第3o卷第17期2004年9月山西建筑shanxiarchirecturev01.3ono.17sep.2004?103?文章编号:1009.6825(2004l17.0103.02沥青混合料离析成因分析顾勇华摘要:结合沥青路面水损害破坏,介绍了混合料离析对其性能的影响,从拌和,运输等方面,分析了造成沥青混合料离析的原因,提出了减轻混合料离析的技术途径.关键词:沥青路面,混合料,离析,均匀性中图分类号:tu535文献标识

8、码:a1概述随着沥青路面的建设和发展,近年来发现沥青路面早期损坏,尤其是水损害破坏较为突出.造成水损毁的原因是非常复杂的.比如:路面结构层没有良好的排水设施,进入路面的水不能排出,长期积存在混合料内部;半刚性基层细粉含量过多,致密,不透水,透层油未透下去,下封层未做好;采用的石料,普遍偏酸性,与沥青的粘附性差等种种原因.在雨季,遇到交通量大,重载车,超载车多时,轮胎作用产生的动水压力使沥青膜与集料之间逐渐剥离,并不断发展,产生松散,掉粒,最终成为坑槽,造成早期水损害破坏.针对上述原因,为防止早期水损害破坏,采取了一系列措施.如:选用合理的压实机具和方法;改变沥青面层结构,表面层改用ac-13,

9、中面层改用ac-20,下面层改用ac-25或ac-20,适当调整压实厚度;路边缘做排水盲沟;做好透层油或下封层;采用有长期效果的抗剥离剂等.在采取了这些措施后,起到了一定效果但早期水损害问题仍然没有得到彻底解决.而且对于同一条几十乃至一百多公里的沥青路面来说,路面的水损害是局部发生的,轻微的水损害是路面上出现东一个,西一个的坑槽,有的仅几个小坑,严重情况是在行车道上出现一小段一小段的破坏.很少出现整个沥青路面从头至尾破坏.水量为w,k为折算系数;v干g干干;v湿=g干(1+w)湿;kv干/v湿d湿干(1+w)1,v干=k湿.为计算方便,现假设砂子实际的含水量为3.0%,因实际施工中以中砂的应用

10、最为广泛,现主要以中砂为例:从表中查出w=3.0%时:id湿=1.389g/era3,id干=1.501g/era3,在对沥青路面的检测和调查过程中,发现沥青混合料局部的不均匀和离析是造成沥青面层局部破坏的源头.2混合料离析对其性能的影响离析是因为混合料粗集料和沥青含量不均匀的缘故.粗集料集中的部位往往孔隙率过大,沥青含量偏少,这是造成加速出现水损害,形成坑槽的原因.粗集料离析的混合料拉伸强度低,抗裂性能差,将降低疲劳寿命;相反,细集料集中的部位往往沥青含量偏多,孔隙率过小,导致路面永久变形,出现泛油.沥青混合料的离析不仅是造成路面早期损坏的根本原因,对沥青混合料的使用性能也有严重的影响.一般

11、认为,对基本上没有发生离析的区域,由于有了非常好的配合比设计和较好的压实度,其孔隙率必然符合设计要求.这样的混合料沥青含量都在设计沥青用量的0.3%范围内,集料级配通过率也没有显着的差别,这样就能保证有90%以上的混合料的劲度模量大于预定值.在轻微离析的区域,混合料的劲度模量约为无离析区域的70%90%,孑l隙率将增加1%4%.如果存在级配的离析,粗集料最大粒径的通过率将会比规定的大5%以上,同时导致沥青含量比设计的减少0.3%-0.75%.在发生中等程度离析的区域,混合料的劲度模量将降低到无离析区域的30%70%,增加孔隙率2%6%.而在严重离贝0k=p湿/d干(1+w)=1.389/(1.

12、5011.03)=89.84%,接上例v湿=3339m3,v干=v湿k:333989.84%=2999.7m33000m3.经过折算,材料上与工程上便统一了,疑团也就解开了.4推广应用以上所述规律也适于粗砂和细砂,只是具体数据不同,实际运用时,要通过试验确定,真正做到试验指导生产.thecorelationshipbetweenthemoistureandthedensityofsandsandtheapplicationofconstructingmaterialszhanghong-zhu(shanxiroad&bridgeno.2projectsco.ltd.,linfen041000,china)abstract:takingtheexampleofsands,itspecifiestheeo-relationshipbetweenthemoistureandthedensityofsandsbyaseriesofexperi.ments.furthermore,itmakesai/loredetailedanalysisintheoryandprovidessomeconv