骨架密实型二灰集料的室内击实试验研究

孙 洋

0 引言

击实试验是模拟现场施工条件确定二灰集料的最大干密度和最佳含水量的一种试验方法,其目的是了解二灰集料的击实特性,改善二灰集料的工程性质,提高二灰集料的抗剪强度,降低二灰集料的压缩性及渗透性,以使其满足工程的要求。虽然各规范中对室内击实试验的规定在总体上一致,但在一些细节上有所不同,这样就造成试验者对其处理方式的不同。尤其在用碎卵石作为集料方面,目前并没有确实的规范可以作为参照,相关文献也较少涉及这方面的内容。因此,本研究针对二灰集料,参照无机结合料稳定碎石,就二灰集料室内击实试验进行探讨。

1 原材料性质分析

1.1 石灰的技术指标

本课题采用内江地区产消石灰,有效CaO+MgO含量为59.9%,符合使用要求。

1.2 粉煤灰化学成分

粉煤灰采用内江某电厂粉煤灰,杂质含量少,SiO2+Al2O3+Fe2O3含量为76.0%,烧失量为11.36%,符合使用要求。

1.3 集料

集料产自内江地区碎卵石,含泥量为0.2%,压碎值为14.3%。

集料含量采用了规范要求80%～85%的最低值,即集料采用了80%,为了比较二灰掺量不同,对于二灰集料的强度和最佳含水量及最大干密度的影响,减少了集料掺量,采用了75%集料含量,但级配偏粗的密集型骨架结构,严格控制细集料含量。集料级配曲线见图1。本研究采用了规范级配中值(S-1)、设计级配(S-2和S-3)、设计级配下限(S-4)三种级配类型,如表1所示。

表1 集料级配汇总表 %

2 不同级配二灰碎石室内试验数据分析

参照JTJ 034-2000公路路面基层施工技术规范中二灰碎石的混合料组成设计方法进行配合比设计,本试验选择4个配比掺量进行室内击实试验。根据这4个配合比分别做击实试验,得到相应的最大干密度和最佳含水量。再根据压实度为95%以及不同掺量相应的最大干密度和最佳含水量做无侧限抗压强度试验,比较不同掺加量的无侧限抗压强度。

2.1 室内击实试验

试验采用重型击实试验,取98击条件下的二灰集料的干密度为最大干密度,通过对比不同级配的碎卵石掺量、不同的二灰与碎卵石的用量所测得的最大干密度和最佳含水量,从而分析二灰掺量和集料级配对干密度和含水量的影响。采用1∶2.5的二灰比例作为试验研究的二灰比例。击实试验结果如表2所示。

表2 二灰碎卵石混合料室内击实试验结果

结合表2,图2,图3可以看出,二灰掺量减少,二灰集料最大干密度有所增加,但是最佳含水量要降低;采用设计级配的二灰集料最大干密度最大。

2.2 无侧限抗压强度试验

击实试验测得不同配合比的混合料最佳含水量和最大干密度,再根据压实度为95%以及不同配合比相应的最大干密度和最佳含水量制备试件,经过标准养护7 d后,测得无侧限抗压强度,比较不同配合比的无侧限抗压强度,试验结果如表3所示。

表3 7 d无侧限抗压强度试验结果

由表3和图4可以看出,采用设计级配的二灰集料(S-2和S-4),7 d无侧限抗压强度明显高于采用规范中值二灰集料和采用设计级配下限的二灰集料。

3 结语

通过对二灰集料的室内击实试验的研究,本文得出以下结论:

1)二灰掺量不同对二灰集料的最佳含水量和最大干密度是有影响的,二灰掺量增加,二灰集料的最大干密度减小,最佳含水量增大,如S-1和S-2,含灰量均为25%;二灰掺量减少,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)集料粗细程度对于含水量和干密度是有影响的,集料细颗粒越多,则含水量越大。如S-1,这是由于细集料越多,比表面积越大,吸水性越强。3)级配对于二灰集料的强度影响很大,采用骨架密实型二灰稳定类集料级配的二灰集料具有较高的强度。采用设计级配S-2和S-3,二灰集料的强度较大,以配合比为20∶80的混合料S-3,7 d无侧限抗压强度最大。4)用碎卵石作为集料,从试件7 d无侧限抗压强度来看,采用设计级配和设计级配下限满足规范要求。

[1] JTJ 032-94,基层路面施工技术规范[S].

[2] JTJ 057-94,公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].

[3] JTJ 058-2000,公路工程集料试验规程[S].

[4] 严家极.道路建筑材料[M].北京:人民交通出版社,1999.

[5] 游国兰.半刚性基层材料最佳含水量与最大干密度快速确定法[J].华东公路,1997(4):3-8.

[6] 滕素珍,数理统计[M].大连:大连理工大学出版社,2000.