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1、无机结合料配合比设计作业指导书1目的为提高公路路面基层、底基层的施工技术水平,保证施工质量。2适用范围适用于各等级公路新建和改扩建工程的基层、底基层施工。3依据公路工程集料试验规程JTG E42-2005公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTG E51-2009公路路面基层施工技术细那么JTG/T F20-20154原材料要求4. 1 一般规定在原材料试验评定中,应随机选取具有足够数量的样本进 行材料试验。4. 2水泥及添加剂4.1.1 强度等级为32. 5或42. 5,且满足要求的普通硅酸盐水泥 等均可使用。4.1.2 所用水泥初凝时间应大于3h,终凝时间应大于6h,且小 于 10h。4.
2、2. 3在水泥稳定材料中掺加缓凝剂或早强剂时,应对混合料进 行试验验证。缓凝剂和早强剂的技术要求应符合现行公路水泥混凝 土路面施工技术细那么(JTG/T F20-2015)的规定。4.3石灰第1页共11页5. 5.10选定目标级配曲线后,应将各档材料筛分,确定其平均 筛分曲线及相应的变异系数,并按2倍标准差计算出各档材料筛分级 配的波动范围。5. 5.11应按以下步骤合成目标级配曲线并进行性能验证:(1)按确定的目标级配,根据各档材料的平均筛分曲线,确定其 使用比例,得到混合料的合成级配。(2)根据合成级配进行混合料重型击实试验和7d龄期无侧限抗 压强度试验,验证混合料性能。5. 5. 12应
3、根据已确定的各档材料试验比例和各档材料级配的波 动范围,计算实际生产中混合料的级配波动范围;并应针对这个波动 范围的上、下限验证性能。5.6无机结合料生产配合比设计技术要求5. 6.1根据目标配合比确定的各档材料比例,应对拌和设备进行 调试和标定,确定合理的生产参数。5. 6. 2拌和设备的调试和标定应包括料都称量精度的标定、结合 料剂量的标定和设备加水量的控制等内容,并应符合以下规定:(1)绘制不少于5个点的结合料剂量标定曲线。(2)按个档材料的比例关系,设定相应的称量装置,调整拌和设 备各个料仓的进料速度。(3)按设定好的施工参数进行第一阶段试生产,验证生产级配。 不满足要求时,应进一步调
4、整施工参数。5. 6.3对水泥稳定、水泥粉煤灰稳定材料,应分别进行不同成型第10页共11页 时间条件下的混合料强度试验,绘制相应的延迟时间曲线,并根据设 计要求确定容许延迟时间。5. 6. 4应在第一阶段试生产试验的基层上进行第二阶段试验。分 别按不同结合料剂量和含水率进行混合料试拌,并取样、试验。试验 应符合以下规定:(1)通过混合料中实际含水率的测定,确定施工过程中水流量计 的设定范围。(2)通过混合料中实际结合料剂量的测定,确定施工过程中结合 料掺加的相关技术参数。(3)通过击实试验,确定结合料剂量变化、含水率变化对混合 料最大干密度的影响。(4)通过抗压强度试验,确定材料的实际强度水平
5、和拌和工艺 的变异水平。5. 6. 5混合料生产参数确实定应包括剂量、含水率和最大干密度 等指标,并应符合以下规定:(1)对水泥稳定材料,工地实际采用的水泥剂量宜比室内试验 确定的剂量多0. 51. 0个白分点。采用集中厂拌法施工时宜增加0. 5 个百分点;采用路拌法施工时宜增加1个百分点。(2)以配合比设计的结果为依据,综合考虑施工过程的气候条 件,对水泥稳定材料,含水率增加0.51.5个百分点;对其他稳定 材料,可增加12个百分点。(3)最大干密度应以最终合成级配击实试验的结果为标准。4. 3. 1石灰技术要求应符合公路路面基层施工技术细那么表 3. 3. 1-1和表3. 3. 1-2的规
6、定。4. 3.2高速公路和一级公路用石灰应不低于H级技术要求,二级 公路用石灰应不低于ni级技术要求,二级以下公路宜不低于ni级技术 要求。4. 3.3高速公路和一级公路的基层,宜采用磨细消石灰。二级以下公路使用等外石灰时,有效氧化钙含量应该在 20%以上,且混合料强度应满足要求。4. 4粉煤灰等工业废渣4. 4.1干排或湿排的硅铝粉煤灰和高钙粉煤灰等均可用于作基 层或底基层的结合料。粉煤灰技术要求应符合公路路面基层施工技 术细那么表3. 4. 1的规定。4. 4. 2各等级公路的底基层、二级及二级以下公路的基层使用粉 煤灰,通过率指标不满足表3. 4.1要求时,应进行混合料强度试验, 到达相
7、关要求的强度指标时,方可使用。4. 4.3煤砰石、煤渣、高炉矿渣、钢渣及其他冶金矿渣等工业废 渣可用于修筑基层或底基层,使用前应崩解稳定,且宜通过不同龄期 条件下的强度和模量试验以及温度收缩和干湿收缩试验等评价混合 料性能。水泥稳定煤肝石不宜用于高速公路和一级公路。4. 4.5工业废渣类作为集料使用时,公称最大粒径应不大于 31. 5mm,颗粒组成宜有一定级配,且不宜含杂质。第2页共11页4. 5水5. 5. 1符合现行生活饮用水卫生标准(GB 5749)的饮用水 可直接作为基层、底基层材料拌和与养生用水。6. 5.2拌和使用的非饮用水应进行水质检验,技术要求应符合 公路路面基层施工技术细那么
8、表3. 5. 2的规定。3. 5.3养生用水可不检验不溶物质含量,其他指标应符合公路 路面基层施工技术细那么表3. 5. 2的规定。4. 6粗集料4. 6.1用作被稳定材料的粗集料宜采用各种硬质岩石或砾石加 工成的碎石,也可直接采用天然砾石。粗集料应符合公路路面基层 施工技术细那么表3. 6. 1中I类规定,用作级配碎石的粗集料应符合 公路路面基层施工技术细那么表3.6. 1中H类的规定。注:对花岗岩石料,压碎值可放宽至25虬4. 6. 2基层、底基层的粗集料规格要求宜符合公路路面基层施 工技术细那么表3. 6. 2的规定。高速公路和一级公路极重、特重交通荷载等级基层的4. 75mm以上粗集料
9、应采用单一粒径的规格料。4. 6. 4作为高速公路、一级公路底基层和二级及二级以下公路基 层、底基层被稳定材料的天然砾石宜满足公路路面基层施工技术细 那么表3. 6. 1的要求,并应级配稳定、塑性指数不大于904. 6.5应选择适当的碎石加工工艺,用于破碎的原石粒径应为破 碎后碎石公称最大粒径的3倍以上。高速公路基层用碎石,应采用反第3页共11页 击破碎的加工工艺。4. 6.6碎石加工中,根据筛网放置的倾斜角度和工程经验,应选 择合理的筛孔尺寸。粒径尺寸与筛孔尺寸对应关系宜符合公路路面 基层施工技术细那么表3. 6. 6的规定。根据破碎方式和石质的不同, 可适当调整筛孔尺寸,调整范围宜为12m
10、m。4.7细集料细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质,并有适当的颗粒 级配。4. 7.2高速公路和一级公路用细集料技术要求应符合公路 路面基层施工技术细那么表3. 7. 2的规定。4. 7. 3对03mm和05mni的细集料应分别严格控制大于2. 36mm 和4. 75mm的颗粒含量。对35111nl的细集料应严格控制小于2. 36mm的 颗粒含量。4. 7. 4高速公路和一级公路,细集料中小于0. 075mm的颗粒含量 应不大于15%;二级及二级以下公路,细集料中小于0. 075nmi的颗粒 含量应不大于20%04. 7. 5级配碎石或砾石中的细集料可使用细筛余料,或专门轧制 的细碎石集料。4
11、. 7. 6天然砾石或粗砂作为细集料时,其颗粒尺寸应满足工程需 要,且级配稳定,尺寸颗粒含量超过本细那么或实际工程的规定时应筛 除。5. 8材料分档与掺配应符合规范要求5混合料组成设计第4页共11页6. 1 一般规定5.1.1 混合料组成设计应按设计要求,选择技术经济合理的混合 料类型和配合比。5.1.2 应根据公路等级、交通荷载等级、结构形式、材料类型等 因素确定材料技术要求。1.1.1 3无机结合料稳定材料组成设计应包括原材料检验、混合料 的目标配合比设计、混合料的生产配合比设计和施工参数确定四部 分。5.1.4 原材料检验应包括结合料、被稳定材料及其他相关材料的 试验。所有检测指标均应能
12、满足相关设计标准或技术文件的要求。5.1.5 目标配合比设计应包括以下技术内容:(1)选择级配范围。(2)确定结合料类型及掺配比例。(3)验证混合料相关的设计及施工技术指标。5. 1.3生产配合比设计应包括以下技术内容:(1)确定料仓供料比例。(2)确定水泥稳定材料的容许延迟时间。(3)确定结合料剂量的标定曲线。(4)确定混合料的最正确含水率、最大干密度。5. 1.4施工参数确定应包括以下技术内容:(1)确定施工中结合料的剂量。(2)确定施工合理含水率及最大干密度。第5页共11页(3)验证混合料强度技术指标。5. 1.5确定无机结合料稳定材料最大干密度指标时宜采用重型击实方法,也可采用振动压实
13、方法。5.1.6 用于基层的无机结合料稳定材料,强度满足要求时,尚宜 检验其抗冲刷和抗裂性能。5.1.7 在施工过程中,材料品质或规格发生变化、结合料品种发 生变化时,应重新进行材料组成设计。5.2强度要求2.1无机结合料稳定材料应满足相关规程规定的强度要求。5. 2. 2应采用7d龄期无侧限抗压强度作为无机结合料稳定材料 施工质量控制的主要指标。6. 2. 3高速公路和一级公路应验证所用材料的7d龄期无侧限抗 压强度与90d或180d龄期弯拉强度的关系。7. 2. 4水泥稳定材料的7d龄期无侧限抗压强度标准Rd应符合标 准规定的要求。8. 2.5碾压贫混凝土应符合以下规定:(1) 7d龄期无
14、侧限抗压强度应不低于7MPa,且宜高于10Mpao(2 )水泥剂量宜不大于13%o(3)需要提高材料强度时,应优化混合料级配,并验证混合料收 缩性能、弯拉强度和模量等指标。5. 2. 6石灰粉煤灰稳定材料的7d龄期无侧限抗压强度标准Rd应 符合标准规定的要求,其他工业废渣稳定材料宜参照此标准。第6页共11页5. 2. 7水泥粉煤灰稳定材料的7d龄期无侧限抗压强度标准Rd应符合标准规定的要求。5. 2. 8石灰稳定材料的7d龄期无侧限抗压强度标准Rd应符合标 准规定的要求。5. 2. 9水泥稳定材料强度要求高时,宜采取控制原材料技术指标 和优化级配设计等措施,不宜单纯通过增加水泥剂量来提高材料强
15、 度。5. 2. 10石灰稳定砾石土或碎石土材料可仅对其中公称最大粒径 小于4. 75mm的石灰土进行7d龄期无侧限抗压强度验证,且无侧限抗 压强度应不小于0. 8MPao5. 3强度试验及计算5. 3.1强度试验时,应按现场压实度标准采用静压法成型试件。5. 3.2强度试验试件的径高比应为1:1。无机结合料稳定细粒材 料的试件直径应为lOOmrn,无机结合料稳定中、粗粒材料的试件直径 应为150mmo5. 3.3强度试验时,平行试验的最少试件数量应符合规定要求。 试验结果的变异系数大于规定值时,应重做试验或增加试件数量。5.3.4 根据试验结果,应按式用二及(1-ZaO 计算强度代表值 R,
16、。式中:Za一标准正态分布表中随保证率或置信度a而变的系数, 高速公路和一级公路应取保证率95%,即Z。=1.645;二级及二级以下 公路应取保证率90%,即Za=1.282。R一组试验的强度平均值;第7页共11页cv一组试验的强度变异系数。5.3.5 强度数据处理时,宜按3倍标准差的标准剔除异常数值, 且同一组试验样本异常值剔除应不多于2个。5. 3.6强度代表值8应不小于强度标准值Rd,当RIRd时,应重 新进行配合比试验。5. 4无机结合料的计算和比例5. 4. 1水泥稳定材料的水泥剂量应以水泥质量占全部干燥被稳 定材料质量的百分率表示。石灰稳定材料的石灰剂量应以石灰质量占全部干燥被稳
17、定材料质量的百分率表示。5. 4.3石灰工业废渣混合料应采用质量配合比计算,以石灰:工 业废渣:被稳定材料的质量比表示。5. 4. 4石灰粉煤灰稳定材料和石灰煤渣稳定材料比例可采用标 准规定的推荐值。水泥粉煤灰稳定材料应采用质量配合比计算,以水泥:粉 煤灰:被稳定材料的质量比表示。5. 4. 6水泥粉煤灰稳定材料和水泥煤渣稳定材料比例可采用标准 规定的推荐值。5. 4. 7水泥、石灰综合稳定时,水泥用量占结合料总量不小于30% 时,应按水泥稳定材料的技术要求进行组成设计,水泥和石灰的比例 宜取60:40、50:50或40:60。水泥用量占结合料总量小于30%时,应 按石灰稳定材料设计。第8页共
18、11页5.5无机结合料稳定材料目标配合比设计技术要求5. 5.1应根据本地材料的特点,通过原材料性能的试验评定,选 择适宜的结合料类型,确定混合料配合比设计的技术标准。6. 5.2在目标配合设计中,应选择不少于5个结合料剂量,分别 确定各剂量条件下混合料的最正确含水率和最大干密度。7. 5. 3应根据试验确定的最正确含水率、最大干密度及压实度要求 成型标准试件,验证不同结合料剂量条件下混合料的技术性能,确定 满足设计要求的最正确剂量。8. 5. 4水泥稳定材料配合比试验推荐水泥试验剂量可采用标准 规定的推荐值。9. 5.5对水泥稳定材料,水泥的最小剂量应符合标准规定要求。 材料组成设计所得水泥剂量少于规定的最小剂量时,应采用最小剂 量。10. 5. 6对石灰粉煤灰稳定材料和水泥粉煤灰稳定材料,宜分别按 标准推荐的比例进行试验,必要时可采用正交或均匀设计方法。11. 5. 7对无机结合料稳定材料级配碎石或砾石材料,应根据本地 材料特点和技术要求,优化设计混合料级配,确定目标级配曲线和合 理的变化范围。12. 5. 8在目标级配曲线优化选择过程中,应选择不少于4条级配 曲线,试验级配曲线可按本规程推荐的级配范围和以往工程经验。13. 5. 9在配合比设计试验中,应将各档石料筛分成单一粒径的规 格逐档配料,并按相关的试验规程操作,保证每组试验的样本量。第9页共11页