教学案例4水泥稳定碎石组成设计

事例4水泥稳固碎石构成设计某高速公路的基层为水泥稳固碎石，设计强度为3.5MPa，拟采纳1#料、2#料、3#料、4#料四种集料进行骨架密实型级配设计；并按最正确含水量、规范规定的压实度制作5种不一样水泥剂量的试件，测7d无侧限抗压强度，依据强度试验结果选择适合的水泥剂量，为施工拌和供给数据。1.筛分试验结果1#料、2#料、3#料、4#料的筛分试验结果见事例表26。事例表26筛分试验结果集料经过以下筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率/%31.519.09.54.752.360.60.0751#料10035.61.10.20002#料10082.725.21.91.10.603#料10010085.415.75.30.704#料10010010098.274.234.32.32.级配要求水泥稳固碎石混淆料级配范围见事例表27。事例表27水泥稳固碎石混淆料级配范围筛孔/mm31.519.09.54.752.360.60.075上限/％10086583228153下限/％1006838221680注：本表级配范围见《公路沥青路面设计规范》（JTGF50—2006）“表骨架密实型水泥稳固类集料级配”（教材表2-18）。3.级配设计集料比率和合成级配见事例表28。事例表28集料比率和合成级配集料比率经过以下筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率/%1#∶2#∶3#∶4#31.519.09.54.752.360.60.07527%∶32%∶15%∶26%10077.247.629.020.89.40.64.确立最正确含水量和最大干密度1）选择五种水泥剂量：3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%。在能预计适合剂量的状况下，能够将五个不一样剂量减少到三或四个。2）确立各样水泥剂量混淆料的最正确含水量和最大干密度。起码应做三个不一样水泥剂量混淆料的击实试验，即最小剂量、中间剂量和最大剂量。其余两个剂量混淆料的最正确含水量和最大干密度用内插法确立，结果见事例表29。事例表29水泥稳固碎石混淆料击实试验结果汇总水泥剂量/%3.03.54.04.55.01最正确含水量/%4.34.54.64.74.8最大干密度/（g·cm-3）2.2742.2822.3152.3562.3625.无侧限抗压强度试验依据确立的最正确含水量和最大干密度拌制水泥稳固碎石混淆料，采纳静压法按压实度（98%）成型无侧限抗压强度试件，试件的制作方法见《公路工程无机联合料稳固资料试验规程》（JTGE51—2009）“T0843—2009无机联合料稳固资料试件制作方法（圆柱形）”。本事例是水泥稳固粗粒土，试件的直径×高=150mm×150mm，则试件的体积为π1524152650.72cm3。每个水泥剂量制作9个试件，单个试件各资料用量的计算方法，以水泥剂量为4.0%为例，计算过程见事例表30。在标准条件下养生6d，浸水1d后取出，进行7d无侧限抗压强度，试验结果见事例表31。事例表30水泥稳固碎石单个试件各资料质量计算试件体积V/cm3混淆料最大干密度ρmax/（g·cm-3）混淆料压实度标准γ/%混淆料最正确含水量ωopt/%2650.722.315984.6混淆料质量m0/g质量消耗率δ/%0干混淆料质量1混淆料质量m'/gm/gm0=Vρmax(1+0.01ωopt）×0.01γ可取0～2%m0'=m0×(1+0.01δ)m1=m0'/（1+0.01ωopt）6290.30.706334.36055.7水泥质量m2/g干土质量m3/g水质量mw/g水泥剂量α/%0.01m2m1m3m1m2mw(m2m3)0.01opt10.014.0232.95822.8278.6注：本表计算公式见《公路工程无机联合料稳固资料试验规程》（JTGE51—2009）“T0843—2009无机联合料稳固资料试件制作方法（圆柱形）”中的式（T0843-2）~式（T0843-9）。事例表31水泥稳固碎石混淆料7d无侧限抗压强度试验结果水泥剂量/%3.03.54.04.55.03.524.154.854.525.093.374.094.445.174.843.354.214.984.525.304.174.384.774.545.75强度/MPa3.574.575.154.625.563.684.684.985.325.693.414.734.564.985.603.494.124.395.204.843.304.594.444.745.94强度均匀值R/MPa3.544.394.734.855.40标准差S/MPa0.260.260.280.320.402误差系数Cv/%7.35.95.96.67.4Cv=100S/R强度代表值R/MPa3.113.964.274.324.74R0.95=R-ZaSRd/(1-ZaCv)3.983.883.883.933.99R≥Rd/(1-ZaCv)不知足要求知足要求知足要求知足要求知足要求赐教材式(2-15)注1：按《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034—2000）式（）进行无侧限抗压强度结果评定，详赐教材式（2-15）。注2：误差系数Cv应知足表2-24的要求，本事例中每组有9个试件，误差系数Cv应不大于15%，不然该组试验结果无效。注3：本事例设计强度Rd=3.5MPa。注4：本事例为高速公路，Zα。=1.645本事例设计强度为3.5MPa，按事例表31的计算结果，设计水泥剂量可采纳3.5%。考虑到水泥稳固碎石的拌和以及现场摊铺施工控制精度有限，且存在较大的变异性，参照过去的经验，并依据《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034—2000）的规定“工地实质采纳的水泥剂量应比室内试验确立的剂量多0.5%～1.0%。采纳集中厂拌法施工时，可只增添0.5%；采纳路拌法施工时，宜增添1%。”本事例水泥稳固碎石混淆料的设计水泥剂量取4.0%。6.设计结论水泥稳固碎石基层混淆料目标配合比的试验结果汇总见事例表32。事例表32水泥稳固碎石基层混淆料目标配合比的试验结果汇总干质量占干土质量的