骨架密實型二灰集料的室內擊實試驗研究

孫 洋

0 引言

擊實試驗是模擬現場施工條件確定二灰集料的最大干密度和最佳含水量的一種試驗方法,其目的是了解二灰集料的擊實特性,改善二灰集料的工程性質,提高二灰集料的抗剪強度,降低二灰集料的壓縮性及滲透性,以使其滿足工程的要求。雖然各規范中對室內擊實試驗的規定在總體上一致,但在一些細節上有所不同,這樣就造成試驗者對其處理方式的不同。尤其在用碎卵石作為集料方面,目前并沒有確實的規范可以作為參照,相關文獻也較少涉及這方面的內容。因此,本研究針對二灰集料,參照無機結合料穩定碎石,就二灰集料室內擊實試驗進行探討。

1 原材料性質分析

1.1 石灰的技術指標

本課題采用內江地區產消石灰,有效CaO+MgO含量為59.9%,符合使用要求。

1.2 粉煤灰化學成分

粉煤灰采用內江某電廠粉煤灰,雜質含量少,SiO2+Al2O3+Fe2O3含量為76.0%,燒失量為11.36%,符合使用要求。

1.3 集料

集料產自內江地區碎卵石,含泥量為0.2%,壓碎值為14.3%。

集料含量采用了規范要求80%～85%的最低值,即集料采用了80%,為了比較二灰摻量不同,對于二灰集料的強度和最佳含水量及最大干密度的影響,減少了集料摻量,采用了75%集料含量,但級配偏粗的密集型骨架結構,嚴格控制細集料含量。集料級配曲線見圖1。本研究采用了規范級配中值(S-1)、設計級配(S-2和S-3)、設計級配下限(S-4)三種級配類型,如表1所示。

表1 集料級配匯總表 %

2 不同級配二灰碎石室內試驗數據分析

參照JTJ 034-2000公路路面基層施工技術規范中二灰碎石的混合料組成設計方法進行配合比設計,本試驗選擇4個配比摻量進行室內擊實試驗。根據這4個配合比分別做擊實試驗,得到相應的最大干密度和最佳含水量。再根據壓實度為95%以及不同摻量相應的最大干密度和最佳含水量做無側限抗壓強度試驗,比較不同摻加量的無側限抗壓強度。

2.1 室內擊實試驗

試驗采用重型擊實試驗,取98擊條件下的二灰集料的干密度為最大干密度,通過對比不同級配的碎卵石摻量、不同的二灰與碎卵石的用量所測得的最大干密度和最佳含水量,從而分析二灰摻量和集料級配對干密度和含水量的影響。采用1∶2.5的二灰比例作為試驗研究的二灰比例。擊實試驗結果如表2所示。

表2 二灰碎卵石混合料室內擊實試驗結果

結合表2,圖2,圖3可以看出,二灰摻量減少,二灰集料最大干密度有所增加,但是最佳含水量要降低;采用設計級配的二灰集料最大干密度最大。

2.2 無側限抗壓強度試驗

擊實試驗測得不同配合比的混合料最佳含水量和最大干密度,再根據壓實度為95%以及不同配合比相應的最大干密度和最佳含水量制備試件,經過標準養護7 d后,測得無側限抗壓強度,比較不同配合比的無側限抗壓強度,試驗結果如表3所示。

表3 7 d無側限抗壓強度試驗結果

由表3和圖4可以看出,采用設計級配的二灰集料(S-2和S-4),7 d無側限抗壓強度明顯高于采用規范中值二灰集料和采用設計級配下限的二灰集料。

3 結語

通過對二灰集料的室內擊實試驗的研究,本文得出以下結論:

1)二灰摻量不同對二灰集料的最佳含水量和最大干密度是有影響的,二灰摻量增加,二灰集料的最大干密度減小,最佳含水量增大,如S-1和S-2,含灰量均為25%;二灰摻量減少,二灰集料的最大干密度增大,最佳含水量降低,如S-3和S-4。2)集料粗細程度對于含水量和干密度是有影響的,集料細顆粒越多,則含水量越大。如S-1,這是由于細集料越多,比表面積越大,吸水性越強。3)級配對于二灰集料的強度影響很大,采用骨架密實型二灰穩定類集料級配的二灰集料具有較高的強度。采用設計級配S-2和S-3,二灰集料的強度較大,以配合比為20∶80的混合料S-3,7 d無側限抗壓強度最大。4)用碎卵石作為集料,從試件7 d無側限抗壓強度來看,采用設計級配和設計級配下限滿足規范要求。

[1] JTJ 032-94,基層路面施工技術規范[S].

[2] JTJ 057-94,公路工程無機結合料穩定材料試驗規程[S].

[3] JTJ 058-2000,公路工程集料試驗規程[S].

[4] 嚴家極.道路建筑材料[M].北京:人民交通出版社,1999.

[5] 游國蘭.半剛性基層材料最佳含水量與最大干密度快速確定法[J].華東公路,1997(4):3-8.

[6] 滕素珍,數理統計[M].大連:大連理工大學出版社,2000.