基层、底基层材料试验检测方法解析课件.ppt
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1、基层、底基层材料试基层、底基层材料试验检测方法验检测方法 概述概述 公路路面基层、底基层按材料力学行为可划分为半刚性类、柔性类和刚性类,按材料组成可划分为有结合料稳定类和无粘结粒料类。高等级公路路面基层、底基层目前采用较广泛的是无机结合料稳定类,即半刚性基层、底基层材料世界其他国家及我国部分公路应用了柔性基层。 概述概述半刚性基层、底基层的种类包含水泥稳定类、石灰工业废渣类(石灰粉煤灰、石灰钢渣等)、石灰稳定类及综合稳定类(水泥粉煤灰、水泥石灰稳定类等)。柔性基层、底基层的种类可分为有机结合料稳定类(沥青碎石、沥青贯入等)和无粘结粒料类(级配碎石、级配砾石、填隙碎石、级配砾碎石类等)。刚性基层
2、类包括贫混凝土基层、水泥混凝土基层以及连续配筋水泥混凝土基层。工程应用 半刚性材料、无粘结粒料类材料根据性能要求和设计标准,可运用于各级公路基层和底基层,而刚性基层一般适用于重交通(BZZ-l00kN累计标准轴次10002000万次车道)、特重交通(BZZ-100kN累计标准轴次大于2000万次车道)或有特殊使用要求的路面基层。 基层、底基层材料技术要求基层、底基层材料技术要求 半刚性类基层、底基层组成材料的技术要求半刚性类基层、底基层组成材料的技术要求1水泥稳定类基层、底基层组成材料要求水泥稳定类基层、底基层组成材料要求 水泥稳定类材料包括水泥稳定级配碎石、级配砂砾、未筛分碎石、石屑、土、碎
3、石土、砂砾土等,以及经加工、性能稳定的钢渣和矿渣等。 (l)对细粒土而言,土的均匀系数应大于5,液限不应超过40,塑性指数不应大于17。实际工作中,宜选用均匀系数大于10,塑性指数小于12的土。塑性指数大于17的土,宜采用石灰稳定,或用水泥和石灰综合稳定。有机质含量超过2的土,必须先用石灰进行处理,闷料一夜后再用水泥稳定。硫酸盐含量超过0.25%的土,不应用水泥稳定。 1水泥稳定类基层、底基层组成材料要求水泥稳定类基层、底基层组成材料要求(2)集料的压碎值要求 基层: 高速公路和一级公路不大于30% 二级和二级以下公路不大于35% 底基层: 高速公路和一级公路不大于30% 二级和二级以下公路不
4、大于40%(3)集料的级配要求 高速公路、一级公路宜将骨架密实型水泥稳定材料用于基层或上基层,并选用相应级配范围进行混合料设计。也可通过试验按逐级填充的方法,并进行空隙体积的检验,使细集料加水泥的压实体积等于或接近粗集料的空隙体积。各级公路均可将悬浮密实型水泥稳定类材料用于基层、底基层。基层材料的集料最大粒径应不大于31.5mm,底基层最犬粒径不大于37.5mm。集料级配范围宜符合相关级配范围。(4)普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥都可用于稳定土,但应选用初凝时间4h以上和终凝时间应在6h以上的水泥。不得使用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥。宜采用强度等级为32 5或4
5、25的水泥。 石灰工业废渣类材料包括石灰粉煤灰碎石(二灰碎石)、石灰粉煤灰砂砾(二灰砂砾)、石灰粉煤灰土(二灰土)、石灰粉煤灰(二灰)、石灰粉煤灰砂(二灰砂)、石灰粉煤灰矿渣(二灰矿渣、石灰钢渣)等。 (1)石灰 石灰质量应符合级消石灰或m级生石灰的技术指标,应尽量缩短石灰的存放时间,如存放时间较长时,应采取覆盖封存措施,妥善保管。 2 石灰工业废渣类基层、底基层组成材料的石灰工业废渣类基层、底基层组成材料的技术要求技术要求(2)粉煤灰 粉煤灰中SiO2、Al2O3 Fe2 O3的总含量应大于70%,烧失量不应超过20%;其比表面积宜大于2500cm2/g(或90%通过0.3mm筛孔, 70%
6、通过0.075mm 筛孔)。 干粉煤灰和湿粉煤灰都可以应用。湿粉煤灰的含水量不宜超过35%。(3)煤渣 煤渣的最大粒径不应大于30mm,颗粒组成宜有一定级配,且不宜含杂质。 (4)土 宜采用塑性指数为1220的粘性土(亚粘土);土块的最大粒径不应大于15mm;有机质含量超过10%的土不宜选用。 (5)集料的压碎值要求 同水泥稳定类。 (6)集料的级配要求 当高速公路、一级和二级公路将骨架密实型石灰粉煤灰稳定集料用于上基层或基层时,集料级配符合级配范围的要求。也可通过试验按逐级填充的方法设计,并要求检验细集料加石灰粉煤灰的压实体积等于或接近粗集料的空隙体积。 石灰稳定类材料包括石灰稳定土(石灰土
7、)、天然砂砾土(石灰砂砾土)、天然碎石土(石灰碎石土)以及用石灰土稳定级配砂砾(砂砾中无土)、级配碎石和矿渣等。 (1)土 塑性指数为1520的粘性土以及含有一定数量粘性土的中粒土和粗粒土均适于用石灰稳定。 用石灰稳定无塑性指数的级配砂砾、级配碎石和未筛分碎石时,应添加15%左右的粘性土。 塑性指数在15以上的粘性土更适于用石灰和水泥综合稳定。 塑性指数在10以下的亚砂土和砂土用石灰稳定时,应采取适当的措施或采用水泥稳定。 硫酸盐含量超过0.8%和有机质含量超过10%的土,不宜用石灰稳定。 3石灰稳定类基层、底基层组成材料的技术石灰稳定类基层、底基层组成材料的技术要求要求(2)石灰的技术要求
8、同石灰工业废渣稳定类。对于高速公路和一级公路,宜采用磨细石灰粉。 (3)集料的压碎值要求 同水泥稳定类。 综合稳定类包括水泥石灰综合稳定类和水泥粉煤灰综合稳定类等。 采用水泥稳定碎石土、砾石土或含泥量大的砂、砂砾时,宜掺入一定剂量的石灰进行综合稳定,当水泥用量占结合料总质量的30%以上时,应按水泥稳定类进行设计,否则按石灰稳定类设计。 水泥稳定粒径较均匀且为不含或含细料很少的砂砾、碎石以及不含土的砂时,宜在集料中填加20%40的粉煤灰,或添加剂量为10%12%的石灰土进行综合稳定。4.综合稳定类基层、底基层组成材料的技术综合稳定类基层、底基层组成材料的技术要求要求5半刚性类混合料强度及压实度标
9、准半刚性类混合料强度及压实度标准 半刚性材料配合比设计,应根据重型击实标准制件,在非冻区25条件下湿养6d,浸水1d,进行7d龄期的无侧限抗压强度试验,其试件的压实度和7d无侧限抗压强度代表值应满足相关要求。 二、柔性类基层、底基层组成材二、柔性类基层、底基层组成材料的技术要求料的技术要求 有机结合料沥青稳定类材料包括热拌沥青混合料或乳化沥青碎石混合料、沥青贯入碎石等。 无粘结粒料类材料包括级配碎石、级配砾石、符合级配的天然砂砾、部分砾石经轧制掺配而成的级配砾碎石,以及泥结碎石、泥灰结碎石、填隙碎石等。 不同的柔性基层适用于不同的公路等级和层位。沥青稳定类材料可用于高速公路、一级和二级公路的基
10、层或调平层。级配碎石适用于各级公路的基层和底基层,也可用于沥青面层与半刚性基层之间的过渡层。级配砾石、级配碎砾石以及符合级配、塑性指数等技术要求的天然砂砾,可用于二级和二级以下公路的基层,也可用于各级公路的底基层。填隙碎石可用于二级以下公路的底基层。 1有机结合料沥青稳定类材料的技术要求有机结合料沥青稳定类材料的技术要求 见沥青和沥青混合料试验检测技术。 2无粘结粒料类材料的技术要求无粘结粒料类材料的技术要求 集料中针、片状颗粒的总含量应不超过20%。 石料的压碎值要求、集料的级配范围、填隙碎石、材料粗碎石及填隙料的颗粒组成见相应规范。基层、底基层混合料组成设计方法基层、底基层混合料组成设计方
11、法 半刚性基层、底基层材料的组成设计主要是根据强度标准,通过试验选取合适的集料或土及其他原材料,确定必需的或最佳的结合料剂量,以及确定混合料的最佳含水量和最大干密度。 无粘结粒料类材料强度主要来源于集料本身强度及集料颗粒之间的嵌挤力,因此,除应保证高质量的集料外,还应使集料具有良好的级配。混合料的组成设计主要是确定集料的级配及混合料的最佳含水量和最大干密度。 1.一般规定(1)各级公路用水泥稳定类材料的7d浸水抗压强度应符合相应规定。 (2)水泥稳定类材料的组成设计应根据强度标准,通过试验选取最宜于稳定的材料,确定必需的水泥剂量和混合料的最佳含水量,在需要改善混合料的物理力学性质时,还应确定掺
12、加料的比例。 (3)综合稳定类材料的组成设计应通过试验选取最宜于稳定的材料,确定必需的水泥和石灰剂量以及混合料的最佳含水量。 一、水泥稳定类混合料组成设计一、水泥稳定类混合料组成设计(4)采用综合稳定时,如水泥用量占结合料总量的30%以上,应按本节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和40:600 (5)水泥稳定类材料的各项试验应按公路工程无机结合料稳定材料试验规程(JTJ 057-94)进行。 (1)在水泥稳定土层施工前,应取所定料场中有代表性的土样按公路土工试验规程(JTJ051-93)进行试验,包括颗粒分析、液限和塑性指数、相对密度、击实试验、碎石或砾石的压
13、碎值、有机质含量(必要时做)、硫酸盐含量(必要时做)。 (2)对级配不良的碎石、碎石土、砂砾、砂砾土、砂等,宜改善其级配。 (3)应检验水泥的标号和终凝时间。 2原材料的试验(1)分别配制5种水泥剂量同一种土样、不同水泥剂量的混合料。 (2)确定各种混合料的最佳含水量和最大干密度,至少应做3个不同水泥剂量混合料的击实试验,即最小剂量、中间剂量和最大剂量。其他2个剂量混合料的最佳含水量和最大干密度用内插法确定。 (3)按规定压实度分别计算不同水泥剂量的试件应有的干密度。 3混合料的设计步骤 (4)按最佳含水量和计算得到的干密度制备试件。进行强度试验时,作为平行试验的最少试件数量应不少于规定的数量
14、。如试验结果的偏差系数大于表中规定的值,则应重做试验,并找出原因,加以解决。如不能降低偏差系数,则应增加试件数量。 (5)试件在规定温度下保湿养生温度6d,浸水2flh后,按公路工程无机结合料稳定材料试验规程(JTJ 057-94)进行无侧限抗压强度试验。 (6)计算试验结果的平均值和偏差系数。 (7)根据强度标准,选定合适的水泥剂量,此剂量试件室内试验结果的平均抗压强度履应符合规定的要求。 (8)工地实际采用的水泥剂量应比室内试验确定的剂量多0.3%1.0%。采用集中厂拌法施工时可只增加0 .30.5;采用路拌法施工时,宜增加1。 (9)水泥的最小剂量应符合规定。 (10)水泥改善土的塑性指
15、数应不大于6,承载比应不小于240。综合稳定类材料的组成设计与上述步骤相同。1.一般规定 (1)石灰工业废渣稳定类材料的7d浸水抗压强度应符合规定。 (2)石灰工业废渣稳定类材料组成设计应根据强度标准,通过试验选取最宜于稳定的材料,确定石灰与粉煤灰或石灰与煤渣的比例,确定石灰粉煤灰或石灰煤渣与土的质量比例,确定混合料的最佳含水量。 (3)对于CaO含量为2%6%的硅铝粉煤灰,采用石灰粉煤灰作基层或底基层时,石灰与粉煤灰的比例可以是1:21:9。 二、石灰工业废渣类混合料组成设计二、石灰工业废渣类混合料组成设计 (4)采用二灰土作基层或底基层时,石灰与粉煤灰的比例可为1:21:4(对于粉土,以1
16、:2为宜),石灰粉煤灰与细粒土的比例可以是30:7090:100采用此比例时,石灰与粉灰之比宜为1:21:3。 (5)采用二灰级配集料作基层时,石灰与粉煤灰的比例可为1:21:4,石灰粉煤灰与集料的比例应是20:8015:85。 (6)采用石灰煤渣作基层或底基层时,石灰与煤渣的比例可为20:8015:85。 (7)采用石灰煤渣土作基层或底基层时,石灰与煤渣的比例可为1:11:4,石灰煤渣与细粒土的比例可以是1:11:4。混合料中石灰不应少于10%,或通过试验选取强度较高的配合比。 (8)采用石灰煤渣集料作基层或底基层时,石灰:煤渣:集料可为(79):(2633):(6758)。 (9)为提高石
17、灰工业废渣的早期强度,可外加12%的水泥。 (10)各种混合料的各项试验应按公路工程无机结合料稳定材料试验规程(JTJ 057-94)进行。 2原材料的试验 在石灰工业废渣稳定土施工前,应取有代表性的样品进行下列试验: 土的颗粒分析;液限和塑性指数;石料的压碎值试验;有机质含量(必要时做);石灰的有效钙和氧化镁含量;收集或试验粉煤灰的化学成分、细度和烧失量。 3混合料的设计步骤 (1)制备不同比例的石灰粉煤灰混合料(如10:90,15:85,20:80,25:75,30:70,35:65,40:60,45:55,50:50),确定其各自的最佳含水量和最大千密度,确定同一龄期和同一压实度试件的抗
18、压强度,选用强度最大时的石灰粉煤灰比例。 (2)根据试验所得到的二灰比例,制备同一种土样4一5种不同配合比的二灰土或二灰级配集料。 (3)确定各种二灰土或二灰级配集料的最佳含水量和最大干密用重型击实试验法)。 (4)按规定达到的压实度,分别计算不同配合比时二灰、二灰级配集料试件应有的干密度。 (5)按最佳含水量和计算得到的干密度制备试件。进行强度试验时,作为平行试验的最少试件数量应符合表6-18中的规定,如试验结果的偏差系数大于表中规定的值,则应重做试验,并找出原因,加以解决。如不能降低偏差系数,则应增加试件数量。 (6)试件在规定温度下保湿养生温度6d,浸水24h后,按公路工程无机结合料稳定
19、材料试验规程(TO 057-94)进行无侧限抗压强度试验。 (7)计算试验结果的平均值和偏差系数。 (8)根据强度标准,选用混合料的配合比。在此配合比下,试件室内试验结果的平均抗压强度及应符合要求。 (9)石灰煤渣混合料的设计可参照上述石灰粉煤灰混合料的设计步骤。R R R1,一般规定 (1)各级公路用石灰稳定类材料的7d浸水无侧限抗压强度应符合规定。 (2)石灰稳定类材料的组成设计应根据强度标准,通过试验选取最宜于稳定的材料,确定必需的或最佳的石灰剂量和混合料的最佳含水量,在需要改善混合料的物理力学性质时,还应确定掺加料的比例。 三、石灰稳定土类混合料组成设计三、石灰稳定土类混合料组成设计
20、(3)采用综合稳定土时,如水泥用量占结合料总量的30以下,则按本节的技术要求进行组成设计。(4)石灰稳定土的各项试验应按公路工程无机结合料稳定材料试验规程(J17 057-94)进行。 2. 原材料试验 (1)在石灰稳定类土层施工前,应取所定料中有代表性的土样进行下列试验:颗粒分析,液限和塑性指数,击实试验,碎石或砾石的压碎值,有机质含量和硫酸盐含量(必要时做)。 (2)如碎石、碎石土、砂砾、砂砾土等的级配不好,宜先改善其级配。 (3)应检验石灰的有效氧化钙和氧化镁含量。 3混合料的设计步骤 1)按所列石灰剂量配制同一种土样、不同石灰剂量的混合料。 (2)确定混合料的最佳含水量和最大干密度,至
21、少应做3个不同石灰剂量混合料的击实试验,即最小剂量、中间剂量和最大剂量,其余2个混合料的最佳含水量和最大干密度用内插法确定。 (3)按规定的压实度,分别计算不同石灰剂量的试件应有的干密度。 (4)按最佳含水量和计算得到的干密度制备试件。进行强度试验时,作为平行试验的最少试件数量应不小于规定。如试验结果的偏差系数大于表中规定的值,则应重做试验,并找出原因,加以解决。如不能降低偏差系数,则应增加试件数量。 (5)试件在规定温度下保湿养生6d,浸水24h后,按公路工程无机结合料稳定材料试验规程(JTJ 057-94)进行无侧限抗压强度试验。 (6)计算试验结果的平均值和偏差系数。 (7)根据强度标准
22、,选用混合料的配合比。在此配合比下,试件室内试验结果的平均抗压强度应符合要求. (8)工地实际采用的石灰剂量应比室内试验确定的剂量多0.5%1.0%,采用集中厂拌法施工时,可只增加0 5;采用路拌法施工时,宜增加1。 (9)石灰稳定不含粘性土的级配碎石、未筛分碎石和级配砂砾用作高等级公路沥青路面的基层时,碎石和砂砾的颗粒组成应符合规范级配碎石或未筛分碎石或级配砾石的级配范围,并应添加粘性土。石灰和所加土的总质量与碎石或砂砾的质量比宜为1:4 1:5,即碎石在混合料中的质量应不少于80%。p综合稳定类材料的组成设计可参照上述各组成设综合稳定类材料的组成设计可参照上述各组成设计方法及有关规范进行。
23、计方法及有关规范进行。 基层、底基层材料试验检测方法基层、底基层材料试验检测方法 一、基层、底基层材料试验检测项目一、基层、底基层材料试验检测项目 二、氧化钙和氧化镁含盆测试方二、氧化钙和氧化镁含盆测试方法法 (一)有效氧化钙的测试方法1目的和适用范围本方法适用于测定各种石灰的有效氧化钙含量,作为评定路用石灰质量的主要指标。2仪器设备(1)筛子:015mm,1个。 (2)烘箱:50一250,1台。 (3)干燥器:25cm,1个。 (4)称量瓶:30mm x 50mm,10个。 (5)瓷研钵:213mm,1个。 (6)分析天平:万分之一,1台。 (7)架盘天平:感量01g,1台。 (8)电炉:1
24、500W,1个。 (9)石棉网:20cm x 20cm,1块。(10)玻璃珠:3mm,1袋(025kg)。(11)具塞三角瓶:250mL,20个。(12)漏斗:短颈,3个。(13)塑料洗瓶:1个。(14)塑料桶:20L,1个。 (15)下口蒸馏水瓶:5000mL,1个。(16)三角瓶:300mL,10个。(17)容量瓶:250mL,1000mL,各1个。(18)量筒:200mL、l00mL,50mL,5mL,各1个。(19)试剂瓶:250mL,1000mL,各5个。 (20)塑料试剂瓶:1L,1个。 (21)烧杯:50mL,5个;250mL(或300mL),10个。 (22)棕色广口瓶:60m
25、L,4个250mL, 5个。(23)滴瓶:60mL,3个。(24)酸滴定管:50mL,2支。(25)滴定台及滴定管夹:各1套。(26)大肚移液管:25mL,50mL,各1支。(27)表面皿:7cm,10块。(28)玻璃棒:8mm x 250mm及4mm x 180mm,各10支。(29)试剂勺:5个。(30)吸水管:8mm x 150mm,5支。(31)洗耳球:大、小各1个。3试剂(1)蔗糖(分析纯)。 (2)酚酞批示剂:称取0.5g酚酞,溶于50mL95 %的乙醇中。 (3)0.1%甲基橙水溶液:称取0.05g甲基橙,溶于50ml蒸馏水中。 (4)0.5N盐酸标准溶液:将42mh浓盐酸(相对
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