二灰碎石合理最大干密度确定方法简析

二灰碎石合理最大干密度确定方法简析 二灰碎石合理最大干密度确定方法简析 1 问的提出 在高等级公路二灰碎石基层施工中，由于存在着:?粉煤灰含水量较高(35%,40% )，集料规格不 稳定;?拌和采用国产的连续式拌和机，原材料进料不均匀;?二灰碎石混合料拌和和易性较差，在运输及摊铺过程中出现二次离析等不利因素，造成二灰碎石实际级配波动。尽管都在 级配曲线允许的范围内，但总是可能与设计的级配组成有明显的差异，使室内确定的二 灰碎石标准最大干密度与实际最大干密度相偏离，出现粗集料含量高，观压实度偏高; 粗集料含量低，表现压实度偏底的现象，影响到二灰碎石压实度检测的准确性。 2 解决方法 考虑到影响二灰碎石压实度检测的关键是粗细配料含量变化，因此在实际测试过程中，应针对各检测坑混合料的实际组成，计算出混合料中大于4.75mm碎石和小于4.75mm 混合料所占有的实际体积，确定二灰碎石混合料的最大干密度γ，以此作为衡量其 施工压实度的依据。 取压实二灰碎石混合料干质量m0， 则:γdm=m/V 0 V=V+V 12 V=m(1-0.01P)/γ'dm 10 V=m0×0.01P/G 2 得: 简化推算得: 式中:P—混合料中大于4.75mm碎石含量，%; 3 γ′dm—混合料中小于4.75mm混合料的最大干密度，g/cm; 3 G—混合料大于4.75mm碎石的视密度，g/cm; 3 V1—小于4.75mm混合料的体积，cm; 3 V2—大于4.75mm碎石的体积，cm。 公式(1)既可用于确定二灰碎石基层的现场最大干密度，也可用以检验室内配合比设计(击实试验)所确定的最大干密度的可靠性。 同一来源的碎石，大于4.75mm的各级碎石的视密度基本相同，但当各级尺寸碎石的视密度有 明显差异时，则应通过计算取用其平均视密度值。因此，二灰碎石混合料最大干密度值的大 小，主要取决于4.75mm碎石的含量P(%)和小于4.75mm混合料的最大干密度γ′dm (由击实法确定)。 小于4.75mm混合料最大干密度(γ′dm)值的大小，取决于小于4.75mm细集料与二灰的 质量比。由于集料中小于4.75mm的细集料一经与二灰混合，就难以再行区分，因此为减少 最终测试结果的离散性，采用小于4.75mm集料和二灰等量增减的方法，即小于4.75mm混合 料含量的变化，平均分摊于细集料和二灰。这样，对施工现场任何一个基层检测坑，只要知 晓混合料中大于4.75mm碎石的含量P(%)，即可很方便地计算确定二灰碎石混合料的最大干密度。 3 实际运用 为快速确定基层检测坑小于4.75mm混合料的最大干密度γ′dm和二灰碎石 混合料的最大干密度γdm，应在试验室内先做一些铺助性的工作。试以锡澄高速公路 的N10标路面基层实际施工为例，其二灰碎石混合料的设计配比为:石灰?粉煤灰?碎石=6?12?82。依据以上推算思路，首先采用击实法试验并绘制小于4.75mm混合料的γ′dm—W图(见图1)。求得二灰与细集料不同配比的γ′dm值，见表1。 图1中?,?为各不同二灰与细集料配合比例的小于4.75mm混合料击实 试验的序号，配合比例详见表1。 图1 小于4.75mm混合料中二灰与细集料的配比及其相应的最大干密度(γ′dm) 表1 击 实 ,石 石灰?粉煤灰 ?,4.7 4.75mm 试灰? 石灰?粉煤灰?石灰?粉煤灰?, γ'dm γdm 5mm碎石?,4.75mm碎 验 碎石量粉煤碎石 4.75mm碎石 石 (%) 序灰 号 ? 35.0 1?2 8.4?16.7 ?74.9 8.4?16.7?39.9?35 12.9?25.7?61.4 1.674 1.94 ? 40.0 1?2 7.5?15.1?77.4 7.5?15.1?37.4?40 12.5?25.2?62.5 1.692 1.99 ? 45.0 1?2 6.7?13.4?79.9 6.7?13.4?34.9?45 12.2?24.4?6 3. 5 1.714 2.06 ? 49.2 1?2 6?12?82 6?12?32.8?49.2 11.8?23.6?64.6 1.737 2.11 ? 55.0 1?2 5?10.1?84.9 5?10.1?29.9?55 11.2?22.4?66.4 1.754 2.18 ? 60.0 1?2 4 .2?8.4?87.4 4.2?8.4?27.4?60 10.5?21?68.5 1.767 2.24 注:?为N10标二灰碎石设计配合比 再由图1、表1中小于4.75mm混合料中二灰与细集料配比及大于4.7 5mm碎石在二 灰碎石混 合料中的占有量P，按线性回归绘制γ′dm-P图(见图2)。现场任何一个二灰 碎石基层检测坑，只须在完成取样材料的筛分工作后，均可由图2获得小于4.75mm混合 料的最大干密度γ′dm。 图2 γ′dm-P关系图 已知P、γ′dm以及碎石的视密度(或平均视密度)G，则二灰碎石混合料的最大干密度γdm即可 由上述公式确定，或在事先绘制的γdm—P图中查得(见图3)。 图3 γdm-P关系图 采用计算最大干密度和标准最大干密 度两种方法，分别对N10标二灰碎石压实度进 行检查，结果见表2。 据表2分析得出: (1)大于4.75mm碎石含量高于设计级配值，采用计算最大干密度γdm后，实际压 实度检测数值减小。 (2)大小4.75mm碎石含量低于设计级配值，采用计算最大干密度γdm后，实际压 实度检测数值增加。 (3)采用计算最大干密度γdm法后，压实度数值的变异系数明显减小，离散性明显 降低。 4 结论 采用根据实际级配计算最大干密度作为标准，进行压实度检测的方法，能较 好地避免由 于碎石级配变化对于压实度测试带来的影响，减少压实度检测数据的离散性，较为准确地 反映实际碾压情况，有效地保证二灰碎石基层的质量。 二灰碎石基层压实度两种检测方法对比汇总表 表2 ,采用标准最大干密 度法 采用计算最大干密度法 4.75mm 实测干密度 标准 最大计算最大干压实测点序号 碎石含 压实度 干密度 数理统计 密度 度数理统计 γi(g/cm3) 量 kio(%) γ0(g/cm3) γdm(g/cm3) ki(%) P(%) 1 54.8 2.126 2.11 100.8 2.18 97.5 P(%) 2 59.2 2.171 2.11 100.9 2.23 97.4 大 n=18 n=18 3 53.3 2.174 2.11 103.0 2.16 100.6 4 50.6 2.100 2.11 99.5 2.13 98.6 于 s=1.939 s=1.623 5 54.1 2.102 2.11 99.6 2.17 96.9 *49.2% K=101.4 K=99.4 6 52.6 2.109 2.11 100.0 2.15 98.1 的 Cv=0.0191 Cv=0.0163 7 51.8 2.141 2.11 101.5 2.14 100.0 8 52.4 2.104 2.11 99.7 2.15 97.9 K=1 00.2 K=98.4 测 9 52.6 2.192 2.11 103.0 2.13 102.0 点 10 49.8 2.089 2.11 99.0 2.12 98.5 11 56.4 2.243 2.11 106.3 2.20 102.0 12 52.8 2.188 2.11 103.7 2.15 101.8 13 49.9 2.107 2.11 99.9 2.12 99.4 14 51.3 2.127 2.11 100.8 2.13 99.9 15 51.4 2.157 2.11 107.2 2.14 100.8 16 50.6 2.107 2.11 99.9 2.13 98.9 17 54.1 2.133 2.11 101.0 2.17 98.3 18 51.1 2.136 2.11 101.2 2.13 100.3 19 47.9 2.091 2.11 99.1 2.09 100 P(%) 20 47.5 2.041 2.11 96.7 2.09 97.7 小 n=8 n=8 21 47.3 2.059 2.11 97.6 2.09 98.5 于 s=1.311 s=1.078 22 48.3 2.050 2.11 97.2 2.10 97.6 *49.2% K=98.2 K=99.0 23 47.6 2.112 2.11 100.1 2.09 101.1 的 Cv=0.0134 Cv=0.029 24 46.8 2.046 2.11 97.0 2.08 98.4 测 K=96.8 K=98.0 25 48.7 2.072 2.11 98.2 2.10 98.7 点 26 48.3 2.106 2.11 99.8 2.10 100.3 测点总数 标准差 平均值(%) 变异系数 代表值 压实度方法 n(个) s(%) K(%) Cv(%) K(%) 标准最大干密度 26 2.246 100.4 0.0224 99.3 法 计算最大干密度26 1.509 99.3 0.015 2 98.5 法 备 注 *49.2%为设计级配的大于4.75mm碎石含量(%)