二灰碎石配比

在市政定额中选择道路基层 (拌合机拌合) 石灰:粉煤灰:碎石 (10:20:70)厚度(cm) 20；道路基层(拌合机拌合)石灰:粉煤灰:碎石 (10:20:70)厚度(cm)每增减1。25CM厚混凝土面层，约为75元/平 米20CM厚二灰碎石，约为30元/平米，15CM厚二灰土，约为20元 /平米，总计125元/平米。二灰学名是石灰粉煤灰稳定碎石，它们都是半刚性材料，水泥稳定碎 石中可可以加入少量的粉煤灰，粉煤灰有缓凝的作用。一般水泥稳定碎石水泥用量都是外掺建议水泥用量不要超过 5%，水 泥用量过大强度随之会提高，过高的强度会出现大面积裂缝的。 规范要求是 3-6MPa.二灰碎石基层的压实度是极为重要的质量检测指标，然而在施工检查 验收过程中，经常因压实度是否达标、超标而引起争议，特别是因超 标被判定为“质量问题”时往往难以服人。超标是否就是超密？结构 密度适当、过密、超密如何界定以及会给二灰碎石性能带来何种变 化？学术上似乎也无定论。对此我们认为首先需要解决的是：作为压 实度计算依据的二灰级配碎石混合料最大干密度标准如何确定。1 二灰碎石混合料属于固结(胶结)密实稳定结构。其成型强度主要依赖于二灰，特别是石灰的质量和数量所提供的 固结作用，而体积稳定性则主要由结构状态密实程度和空隙率大小决 定。现行公路路面基层施工技术规范 JTJ034-2000修订说 明中，有关此类混合料组成设计原理的论述，虽较JTJ034-93有所 改进，但涉及其结构状态方面，仍然认定当二灰与粒料之比在15 :8520 : 80时，混合料就是骨架密实式结构。据我们推算，若按原 规范推荐的A、B两类级配组成范围，能够形成集料骨架的475mm 以上颗粒重量，百分比仅为：A类为3248%至4551%； B类为 3248至5255. 25%（公式为4. 75mm筛余量*8085%）。当 级配最大粒径为30mm、粗集料含量低于55%时，我们认为它应是 悬浮密实结构，而形不成集料骨架。由于骨架密实式和悬浮密实两种 结构的击实（或压实）密度形成机理和效果有些不同，其要求也有所 区别：前者应使主骨料能相互接触而又不过分嵌挤，骨架间隙尽量填 实；后者重在总体密实，减小空隙率，相对于骨架密实式而言压实较 难，但较易控制，得到的结构密度可能稍高。之所以出现密度标准和 评定结果方面的困惑，与这些认识差距可能有较大的关系，需要加以 探讨。2 目前施工中贯用的二灰碎石混合料最大干密度标准有三种：2. 1 按规范规定的重型击实标准试验求取的最大干密度（及最 佳含水量）这是检验的“法定标准”。受重型击实所模拟的压实机具、吨位、功能限制，当采用1820t以上光轮压路机、1620t以上胶轮压路 机和自重911t以上振动压路机等重型机具实施压实，且为保证压 实度而碾压遍数较多时，此标准显然偏低。据沪宁高速公路等工地资 料粗略统计，重型击实提供的最大干密度常在 2. 072. 13gcm3 之间，我市多年来的试验结果也大致如此，施工中较易达标，且经常 出现“超密”。我们认为，规范重型标准目前仍必须作为检查验收的依据，但需认 清它是“最大干密度”的低限值，难以据之判定压实质量。22 以试验路实际压实结果求取的“最大干密度”建议值在混合料配合比、级配和压实设备、程序确定之后铺筑试验路，每 碾压一遍后取多组试件测算干密度平均值，以“遍次”和“干密度值” 为两轴绘制干密度变化曲线，取其曲线趋于变缓、变平直的折点所对 应的干密度作为最大干密度建议值，此值作控制标准比较符合实际， 且一般高于规范重型击实标准。若建议值低于规范标准，则表明压实 功能不足，应增加重型机具，重新压实检测确定。按照该标准控制，二灰碎石混合料的压实质量和压实度将有所提 高，检验压实度超过100的“超密”情况一般较少，而且可避免压 实功的浪费。如果按该标准检测的压实度超过100，而检测值不大 于计算理论密度，并不能判定压实混合料结构“超密”。23 计算理论最大干密度目前，不论管理、施工、监理单位为保证二灰碎石质量，往往以计 算理论最大干密度代替击实试验标准，但计算公式是建立在骨架密实 理论基础上的，所得到的数值一般偏小，也经常出现“超压”、“超密” 情况，虽然从道理上说不通，但实际如此。其原因除了混合料配合比、 级配控制不准之外，计算公式也应考虑悬浮密实结构特点加以修正。我们建议的理论最大干密度计算方法和公式如下：计算二灰级配碎石混合料空隙=0时的理论密度式中：p T混合料理论密度（视密度g/cm3）P1Pn各类粒料的重量比例（）p 1p n各类粒料的视密度（g/cm3）P 灰石灰的重量比例（）P 粉粉煤灰的重量比例（）p 灰石灰的视密度（ g/ cm3）p 粉粉煤灰的视密度（ g/ cm3）P1+P2+ Pn+P 灰+P 粉=100%计算压实二灰碎石混合料的理论最大干密度（简化公式）：式中：p T 压实混合料的理论最大干密度（ g/ cm3）p T见上式Pw混合料最佳含水量（）p w水的常温密度（1g/cm3） 25 / 25C说明：a压实二灰碎石混合料的最佳含水量Pw,建议采用重型击实试 验取值。此值一般可能高于试验路法最大干密度标准对应的最佳含水 量，使计算出的p T略比实际偏小。b. p T包含的混合料空隙率，近似于Pw对应的水体积百分比, 但未考虑集料颗粒内部吸入水分的损失。我们认为,由此方法和简化计算出的压实二灰碎石混合料理论最大干密度p T,实际上是一个近似值。但作为混合料压实度控制标准的高限，应该没有大的差距。若生产检测出的压实混合料干密度超过 此标准，可以判定为不合理数据，要从配合比、级配改变方面找原因。 据我们试算的理论最大干密度p T值（石灰岩碎石,含量8085%） 通常在220226g/cm3，较为合理。3 以上三种“最大干密度”，在生产实际中经常通过替代性选择作为 压实度计算标准使用，从而造成检验标准的混乱。我们认为，三者恰恰构成二灰级配碎石混合料的压实度标准序列 和控制范围，应以规范击实试验标准为下限，以理论计算标准为上限， 在施工和检查验收过程中综合利用。具体要求是：3 1 规范击实试验标准，作为交工验收评定合格或不合格的基 本依据，即不得低于规范规定的压实度。3 2 试验路建议值标准，作为施工单位和监理单位自查、抽查 的依据，检验达到该标准计算的压实度后，方可进入下一工序。出现 压实度超过100%的数值，不能一律判定为“超密”；是否“超密”， 要根据技术指标研究确定控制界线。3 3 理论计算最大干密度标准，作为压实度控制的上限，不得 超越，若以此计算压实度超过100%，通常是混合料配合比、级配出 了问题，或者是测试错误，应予纠正。通过工地实践，我们认为按照以上控制标准系列和范围掌握二灰碎 石混合料的压实度，是比较合理、可行的，既能较好保证和提高压实 质量，又可以减少“标准高低”、“是否超密”等不必要的争议。至于“二灰碎石结构密度过高利弊如何？何为判定标准？出现粒料破 碎情况是否就是超密造成的？”等问题，则需另行探讨。4 近几年来，有一些专家和同行发表文章，探讨二灰碎石混合 料和粗集料（粒径大于475mm）含量变化对干密度大小影响的规 律，通过试验、回归、绘制图表，找出工地检测压实度的简便方法， 深化、提高压实度判定的正确性，这是很有必要的。但是，这些方法 都建立在已确定某种最大干密度标准的基础上，三种标准必然得出三 种结果、三张图表。二灰结石的成分是：熟石灰、粉煤灰、碎石；现场验收是根据设计的 二灰结石层的“弯沉值”，用专用检测仪器检测,达到设计要求，外 观要求：坡度正确、表面平整、标高准确。要想达到设计要求，在施 工中应注意：1、二灰结石要用搅拌机集中搅拌，2、用摊铺机摊铺平 整， 3、用振动压路机分层压实， 4、技术人员在施工中控制好标高，二灰碎石基层即为石灰、粉煤灰稳定粒料基层，一般也叫二灰结石或 三渣基层。它是在粒料中掺入适量的石灰和粉煤灰，按一定的技术要 求，将其拌和均匀摊铺的混合料在最佳含水量时压实，经养生成型的 一种路面基层。其中石灰和粉煤灰为胶结材料，粒料起骨架作用。二灰碎石基层属于 半刚性 基层类型，具有明显的水硬性、缓凝性、板体性、一定的抗裂性，但F.、b “A抗磨 差，强度形成受温度和湿度影响很大。二灰碎石基层所用材料来源广泛，可就地取材，且施工方便，强 度高。 形成板体后，具有类似贫混凝土的性质，水稳性、抗裂性也较好。由 于这些 优点，使二灰碎石基层得到广泛应用。近十年来，已成为我省高等级 公路的必选路面基层类型。尽管二灰碎石基层的应用已有较长时间，也有许多研究，但直到 公路路面基层施工技术规范(JTJ034-93)(以下简称基层)发布，才较全 面地 规定了具体的施工技术要求，这对指导二灰碎石基层施工起到很好的 作用。但执行中也出现一些问题值得进一步商榷，在此笔者就下列几个方面 进行探讨。1混合料的最大粒径基层规定用于二级及二级以下的公路，集料最大粒径不应超过50mm,用于高速公路和一级公路最大粒径不应超过40mm。集料粒径大，来源 范围广，加工产量高，节约资金，施工中碾压较稳定，但从保证路面 平整度、减少拌和摊铺机械磨损来看，是不利因素。一般要求最大粒径取（14 1/5）层厚，考虑到二灰碎石基层每层1520cm，故最大粒径在4050mm 是合适的，对二级以下的公路及分二层或多层做的下层，从节约的角度，可放宽到60mm。2 混合料的级配90年代初期以前，我省广泛使用的二灰碎石基层基本都是无级配的，集料粒径组成一般比较均匀，5mm以下细集料很少，集料最大粒径较 大，一般为50mm，且集料占混合料总重75%以上。施工采用路拌法，用旋耕犁或人工拌和，条件好一点的用平地机刮平，压实时要求混合料含水量较大，碾压时要求提浆上来。用钻芯取样的方法检查使用效果，强度形成后，板体性很好，强度很高，由于骨料含量高，干缩及温度裂缩不明显，但缺点是早期 强度低。这种施工特点是简单方便、容易掌握，施工的二灰碎石基层使用效果也可以。基层对集料要求有级配，要求混合料中集料的颗粒组成如表1。 值得说明的是表1是指二灰碎石混合料中集料的颗粒组成，而非二灰碎 石混合料的组成。规定集料的重量应占80%85 %。结合料则占15%20 %, 可以计算得5mm以下集料重量占的比例为57.5%60%。据有关研究,50mm 以下集料重量比占 60%左右，干缩裂缝问题应当注意。从我省执行的情况 看，宁连、宁通公路的二灰碎石基层出现较多干缩裂缩，也证明了的级配 偏细，特别5mm以下集料的含量偏高。表1针对宁连公路上二灰碎石施工中出现的问题，进行了专题研究。研究的目的是减少混合料中5mm以下集料的含量，以减少或延缓裂缝。为此进行大量的室内试验，并做了试验路段。试验路段有几种级配类型，也有无级 配的类型。无级配的二灰碎石的集料采用31.5132mm（方孔筛）的规格料，即俗称4、6、8规格的料。研究结果推荐使用的集料标准级配组成如表 2。用此级配，并考虑二灰碎石中集料中保证 80的含量不变，则二灰碎石混 合料的级配如表 3。用改进的级配施工，混合料有足够的细料，能保证拌和时 不产生较严重的离析，摊铺时能达到要求的平整度，同时明显减少或延缓了干 缩及温缩裂缝。而无级配集料的二灰碎石施工，必须混合料含水量大，碾压时要提 浆，才能保证粒料的胶结，形成强度过程中，有少量裂缝。由于集料 粗，细 料少，平整度差一些，但从使用情况看，强度较高，且板体性很好。笔者认为二灰碎石的集料应当减少5mm以下的含量，可采用表2 推荐的级配，对于平整度要求不高的，可采用无级配集料的二灰碎石。3 混合料的配合比计算 基层的级配计算完全依赖于试验的结果，缺乏强度理论的指导。为 此，笔者根据强度理论，提出了二灰碎石混合料的组成假设，并推导 出计算配合比的公式。根据强度理论，二灰碎石基层强度形成有两方面。一方面依靠粒 料的骨架嵌挤作用，另一方面依靠结合料的胶结作用。考虑到减少干缩裂缝 和温缩裂缩，强度主要依靠粒料的骨架作用，形成整体强度则依靠结合料的 胶结作用。为充分发挥结合料和粒料两者各自的作用，共同压密面成为密实 型的结构，混合料的组成原则上假设：在一个单位实方体的混合料中，粒料 的最大用量为一个单位松方量，结合料以最佳压实状态填充粒料的剩余空 隙。根据上述假设，其计算方法如下：(1) 确定结合料与粒料的配合比 口 粒料的松散干容重为Y1,平均比重为P，则一个单位实方体 中粒料占有的体积V1 =y1/P； 结合料占有体积V2=1-V1 ； 结合料的最大干密度为丫2,最佳含水量为W2,则结合料在 单位实方体中占的重量为=y2(1-V1)；Y2VD2n 混合料最大干密度为Y0,根据实方体中混合料的重量为结合 料与粒料两部分重量之和,则有1y0=1y1+y2V2即 Y0=Yl+Y2V2 计算结合料与粒料的重量比结合料/粒料=y2V2/y0 : y1/Y0_ (2)0 示例粒料由于级配不同，松装干容重可取1.41.7t/m3,若其YD1平均比生p以2.7计，计算结果如表 4。表4(2) 确定结合料中石灰和粉煤灰配合比结合料中石灰和粉煤灰的最佳配合比为1 : 4,但在混合料中，石灰剂量 除了最佳配比用石灰量外，还应考虑粒料表面裹复吸附的石灰剂量， 其值可按粒料重的 3计。因此，石灰剂量既要考虑最佳配比中用量，又要 考虑粒料表面裹复吸附用量，下面举例说明：例如，计算结果结合料与粒料重量比为26 : 74,而石灰与粉煤 灰最佳配比为1 : 4，则石灰剂量为26/5+74x3% =7.42D粉煤灰剂量为(4/5)x26=20-8D混合料总重为7.42+20.8+74=102.22D石灰：粉煤灰：粒料=(7.42/102.22) : (20.8/102.22):(74/102.22)=7.3: 20.3: 72.4故实用结合料与粒料重量比为 1/2.8。口 从示例看出，石灰剂量在5.54.9之间。根据施工经验，石灰 剂量不宜低于5%，因为石灰太少，结合料的胶结作用得不到保证。一般计算 结果中石灰剂量小于5%，要予以调整。4压实度质量控制口二灰碎石基层中粒料最大可达40或50mm,用作底基层中达50或60mm,这样大粒径的混合料做重型击实试验，限于试筒的容积，无法得到较准 确的最 大干密度和最佳含水量。根据公路路面基层材料试验规程(JTJ057-85)规定，粒料最大粒径宜控制在25mm以内，最大不得超过40mm(圆孔 筛)。实际试验发现平行试验的结果离散很大,而且击实时易击碎粒料,因此有必 要改进方法。在配合比计算过程中,不难发现影响最大干密度的主要因素是结 合料的 压实度,有了结合料的最大干密度,就可求得二灰碎石的最大干密度。计算方法推导如下：结合料与粒料的重量比为x ： y,且x+y=1, x、y均为小数;口 结合料的最大干密度为，则混合料的体积为1/Y0；YO 粒料的体积为y/p,结合料的体积为x/y2； 根据混合料的体积为结合料与粒料两部分体积之和，有下式1/y0=x/y2+y/pY0=1/(x/Y2+y/p)(3)D 结合料的最佳含水量为Wm；粒料的湿润含水量为Wa, 般碎石以4%计，砾石以3%计；混合料的最佳含水量为 W0；混合料含水重量为结合料与粒料两部分含水量之和W0=xWO+yWa (4) 口根据和(4)式，只要用击实试验求得结合料的最大干密度和最 佳含水 量，再材料配合比，就可以计算出二灰碎石的最大干密度和最佳含水 量。工地检查二灰碎石的密实度可以用灌砂法测得湿密度和含水量， 求得干 密度，将其与最大干密度相比较，一般要求压实度在 95%以上。5 结束语综上所述，可以得出下列结论：(1) 二灰碎石的集料最大粒径在4050mm是合适的，对二级以 下的公路及分二层做的下层，可放宽到 60mm。(2) 二灰碎石的集料应当减少5mm以下的含量，可采用表2推 荐的级配，对 于平整度要求不高的，可采用集料无级配的二灰碎石。(3) 二灰碎石混合料配合比为Y2V2/Y0 : Y1/YO,结合料中石灰剂 量考虑二灰最佳配比和粒料表面的裹复吸附量，不宜低于 5%。（4）二灰碎石基层的最大干密度和最佳含水量分别为：Y0=1/（x/y2+y/p）W0=nxWO+yWaD二灰碎石混合料配合比计算方法及最大干密度和最佳含水量计算公式同样适用于其它如石灰土稳定粒料、水泥土稳定粒料等基层。在全国统一市政工程预算定额“道路册”上，有一个定额子目是这样 的：石灰、粉煤灰、碎石基层（拌合机拌合） 石灰：粉煤灰：碎石=10： 20： 70厚20cm 生石灰（用量）：396t/100m2粉煤灰（用 量）：9. 29t/100m2 碎石 2540mm （用量）：2837t/100m2。请问各位专家，我现在施工时的二灰结石的实际配比为石灰：粉煤灰： 碎石=7： 13： 80 我该如何调整定额中的： 生石灰 粉煤灰 碎石2540mm的用量，也就是原定额中的 生石灰用量：3. 96t/100m2应该 调整为多少？ 粉煤灰的用量：9.29t/100m2应该调整为多少？碎石2540mm的用量应该调整为多少？ 我是这样调整的-生石灰的用量调整为： (7/10)*3.96t/100m2=2.77t/100m2粉煤灰的用量调整为：(13/20)*9.29t/100m2=604t/100m2碎石的用量调整为： (80/70)*28.37t/100m2=32.42t/100m2