為研究水泥穩(wěn)定碎石的級(jí)配優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題,針對(duì)未加水泥的級(jí)配礦料,構(gòu)建礦料間隙率的物理模型,給出骨架密實(shí)型級(jí)配礦料粗細(xì)分界篩孔通過(guò)率的計(jì)算公式,建立骨架密實(shí)型級(jí)配設(shè)計(jì)理論.在考慮細(xì)料對(duì)粗料排列的干涉作用后,通過(guò)試驗(yàn)獲得實(shí)際意義上的骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石,形成該類材料的級(jí)配優(yōu)化設(shè)計(jì)方法.結(jié)果表明:未加水泥的級(jí)配礦料擊實(shí)試驗(yàn)所得的最大干密度或間隙率可作為判斷水泥穩(wěn)定碎石骨架密實(shí)性的簡(jiǎn)便指標(biāo);通過(guò)建立的理論模型與優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,可成功地設(shè)計(jì)出水泥劑量較低、強(qiáng)度較高的骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定碎石. 

【文章來(lái)源】：華僑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020年05期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

合成集料的體積組成

參考JTG/T F20-2015《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》[15]對(duì)水泥穩(wěn)定碎石建議的C-B-3級(jí)配曲線范圍,首先,以級(jí)配范圍的中值為目標(biāo),通過(guò)規(guī)劃求解方法確定一條初擬級(jí)配曲線(級(jí)配1),如圖2所示.據(jù)此確定4檔集料由粗到細(xì)質(zhì)量比為16.60∶50.67∶9.30∶23.43,即粗料、細(xì)料(主要為石屑)之間的質(zhì)量比為76.57∶23.43.然后,將3檔粗集料按上述確定的比例進(jìn)行混合,篩除4.75 mm以下顆粒后進(jìn)行振實(shí)試驗(yàn),獲得的振實(shí)密度為1.501 kg·m-3,經(jīng)過(guò)計(jì)算可得粗料的合成表觀密度為2.715 kg·m-3,粗料松裝間隙率VCA為44.7%.最后,將3檔粗集料中4.75 mm以下的細(xì)料與石屑混合得到細(xì)料,并進(jìn)行松裝密度試驗(yàn),得到的松裝密度為1.799 kg·m-3,基于已知的細(xì)料表觀密度(近似認(rèn)為是混合細(xì)料的表觀密度),經(jīng)計(jì)算可得細(xì)料的松裝間隙率vfa為33.8%.2.2.2 理論骨架密實(shí)型級(jí)配

嚴(yán)格而言,未加水泥的級(jí)配礦料的骨架密實(shí)性與添加水泥形成水穩(wěn)碎石的骨架密實(shí)性有所差異.因此,需對(duì)初級(jí)判別方法結(jié)論的有效性進(jìn)行檢驗(yàn).為進(jìn)一步驗(yàn)證級(jí)配3的骨架密實(shí)性是否為最好,選取級(jí)配4作為對(duì)比,再進(jìn)行水穩(wěn)碎石的擊實(shí)試驗(yàn).由于最大干密度是可壓實(shí)材料的一個(gè)基本參數(shù),可以簡(jiǎn)便、有效地衡量材料的壓實(shí)性能[18],故仍以最大干密度為判斷指標(biāo),比較級(jí)配3,4的水穩(wěn)碎石在同樣擊實(shí)功時(shí)的密實(shí)狀態(tài).根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),水泥劑量δ(干燥水泥質(zhì)量占干燥礦料質(zhì)量的百分比)擬定為2%～5%,試驗(yàn)選取2.5%,3.5%與4.5%這3個(gè)水平進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn).最優(yōu)含水率和最大干密度隨水泥劑量的變化規(guī)律,如圖3所示.由圖3(a)可知:隨著水泥劑量的增加,級(jí)配3,4水穩(wěn)碎石的最優(yōu)含水率均增大,這與實(shí)際情況相符.由圖3(b)可知:無(wú)論水泥劑量多大,級(jí)配3的最大干密度總大于級(jí)配4,說(shuō)明級(jí)配3的骨架密實(shí)性更好,驗(yàn)證了擊實(shí)試驗(yàn)初級(jí)判別方法的有效性,表明通過(guò)對(duì)未加水泥的礦料進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)判斷級(jí)配的密實(shí)性或級(jí)配類型的方法是可行的.

【參考文獻(xiàn)】：
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