《级配碎石基床级配室内试验报告-1[2]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《级配碎石基床级配室内试验报告-1[2]（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基床水泥稳定级配碎石的材料试验1引言按新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定，遂渝铁路基床表层材料采用级 配碎石或砂砾石，基床表层厚度为 0.60 m。在进行基床级配碎石填筑工艺试验时，发现， 在碾压施工后，不能发生凝结反，K30值达不到规范要求，基床表层的整体性明显较差。究 其原因是，遂渝铁路遂宁段的级配碎石以卵石为基材，通过破碎而成。卵石材质以花岗岩和 玄武岩为主，在破碎过程中，细粒含量特别是小于 0.075mm的成分明显偏低.又加之花岗岩 和玄武岩这两种材质的表面活动性低。对于这种情况，目前处理方法是掺加石粉（以石灰 石粉主要）,但在遂渝线遂宁段，石粉很难找到，且价格昂贵，因此，专家
2、讨论推荐采用低 配比的水泥进行稳定处理，并委托课题组对级配碎石进行水泥稳定试验。2. 试验内容和分组根据现场施工实际情况，选择了两种级配碎石（铁一局和铁18局采用的级配碎石）进行试验研究.根据基床表层对材料力学特性、施工工艺方面的要求，试验研究的主要内容 包括击实试验、无侧限强度试验、回弹模量试验和渗透试验，从强度、模量和渗透三方面 确定合适的改良方法，并考虑了龄期的影响.改良方法采用水泥稳定和水泥加粉煤灰稳定两种方式 .其中水泥稳定的情况，水泥与级 配碎石比例为:2： 100, 3： 100和4:100。水泥加粉煤灰稳定的情况，水泥：粉煤灰:级配碎 石的比例为:2： 6:100, 2： 10
3、： 100,2： 14： 100.试验分组和编号如表1.其中T1表示1#集料, T2表示2#集料。表1 试验分组与编号编号T1- 1T1- 2T1- 3T1- 4T1- 5T1- 6水泥含量（%）2。003。004.000。000.000.00粉煤灰含量（）0.000.000。006.0010.0014。00编号T1- 7T1- 8T1- 9T1- 10T2 - 1T2- 2T2 - 3水泥含量（）2。002.002.001.002。002.002.00粉煤灰含量（%6。0010.0014.006.006。0010.0014.003. 试验结果分析3。 1级配曲线图1和图2分别是1#和2#集料
4、的级配曲线。图中上限和下限分别是路基设计规范规 定的级配碎石级配的上下限值。从图中可看出，1 # 土样的级配介于规范规定的上下限值之 间，基本满足规范要求。2#土样在粒径大于2mm后，曲线均低于规范下限值的要求，且曲 线较陡，说明2#土样的小粒径的含量明显偏低，且 10mm40mm范围内的粒径较均匀。%/比分百的孔筛过通ooooo OOOOOO09876 5 4 3 2 10.1iioloo粒径/mm图11#集料级配曲线粒径/mm3。2击实试验理论上讲，对于级配碎石这类粗粒土应该采用振动法，以相对密度或孔隙率作为密实 度标准，但掺加水泥和粉煤灰后，因不能采用振动法，因此，采用击实试验本次试验采
5、用 重型击实试验.图315是不同击实曲线。表2列出了各组的最佳含水量 w和最大干密度Yd。从表中 数据可看出 对于相同改良方法的情况，女口 T1 1T1 3、T1 4T1 6、T1 7T1 9 和T2-1T23,随着改良剂掺加量的增加,w和丫 d均有增加，但变化幅度较小，可认为是 一致的。表2击实试验结果编号T1- 1T1-2T1- 3T1- 4T1- 5T1-6最佳含水量（）5.716。146。317.047.047.41最大干密度（kN/m3）21.2421.3021。4121。4221。6121。64编号T1- 7T1-8T1- 9T1- 10T2 - 1T2- 2T2 - 3最佳含水量
6、（）7。 167.317.387。437.497.527。46最大干密度（kN/m3）21.6121。7321.8121.6921。3421。3821。47w/%图3 T1-1击实曲线T1-2击实曲线20dY19.52.57.510w/%图4 T1 2击实曲线222121.5Y 20.52019.557.5w/%2.51012.5图5 T1-3击实曲线mk2221.5321Y 20.52019.557.5w/%2.51012.52.5Y1012.5w%Y图7 T1-5击实曲线2.51012.5图8 T1-6击实曲线102.5w%2.557.5w/%1012.5Y图10 T1 1击实曲线32.5
7、51012.5图11 T1-9击实曲线32.557.5w/%1012.5W/%Y图13 T2 1击实曲线2.512.515W/%图14 T2-2击实曲线2.57.5W/%3.3无侧限强度试验在稳定改良土的研究中，通常采用无侧限强度指标作为评价强度的指标.按照试验规范 要求，在室内进行水泥或水泥加粉煤灰稳定级配碎石无侧限强度试验，采用 150* 150mm 的圆柱形试样，试样根据计划的密实度和含水量采取静压方法制作。试样制作前 ，将干燥的级配碎石与水泥或粉煤灰混合后，按计划含水量拌合均匀，并迅速制作出试样。若拌和土时 间超过4小时尚未做出试样，土样做废。按规程要求，无侧限强度试验每组试样数量至少
8、 6个样，取其平均值。试样做好后，每一种配比情况下的试样分成2组，每组6个样，一组在25恒温箱下养护7日，进行无侧限试验，得到改良土的不浸水无侧限强度。另一组 在在25恒温箱下养护6日后，取出后浸水24小时，进行无侧限试验，得到浸水强度。 浸水无侧限强度与不浸水无侧限强度之比即为材料的水稳定性系数，反映材料的水稳性。 表3是无侧限强度和水稳性试验结果.表3无侧限强度编号不浸水无侧限强度(MPa)浸水无侧限强度(MPa水稳定系 数T1- 10.910。770.85T1-21。341。040.78T1-31.381。120。81T1-40.08T1-50.11T1-60.08T1-70。590.4
9、60。78T1-80。600.570.94T1-90。930。580.63T1- 100。610.490。80T2 10。480。400。84T2 20.660。550.83T2 30.670。570.84对于1#集料,当水泥配比为2%、3%和4%时，水泥稳定级配碎石的不浸水无侧限强度分别为0.91MPa、1.34MPa和1.38MPa, 浸水无侧限强度分别为 0.77MPa、1.04MPMPa和1.12MPa水稳系数分别为0.85、0.78和0.81,由此可见，随着水泥含量增加，水泥稳定级 配碎石的不浸水与浸水无侧限强度增加， 但水稳性系数基本一致。从强度方面来考虑，配比 为2%的水泥稳定级
10、配碎石能够满足基床表层对材料的要求 .对于1#集料,只掺加粉煤灰的情况下(T1-4T1-6),试样在养护6天后，试样浸水即崩解, 因此，其浸水无侧限强度为0。同时，也可看出，在不浸水条件下，其无侧限强度也较小， 这是由于此粉煤灰改良土的强度增加较缓慢，通常需要在 28天龄期之后，无侧限强度才 能达到最终强度60%以上。可见，根据施工工期的要求，单独采用粉煤灰改良的方法是不可 行的。在水泥含量为2%,水泥稳定级配碎石的不浸水无侧限强度随粉煤灰含量增加而增加,在粉煤灰含量分别为6%、10%和14%的情况下，不浸水无侧限强度分别为0。59MPa、0。 60MPa和0。93MPa，浸水无侧强度随粉煤灰
11、含量增加的变化较小。且所有试验组的无侧 限强度均小于只掺加相同含量水泥（T1-2组）的情况，这说明，掺加粉煤灰无助于稳定级 配碎石近期强度的增加.对于2#集料稳定效果更差一筹，因此，从强度方面考虑，不应该采 用掺加粉煤灰和水泥的方案。通过以上分析，从无侧限强度和施工方便性考虑，建议采用3%的水泥含量的稳定级配碎石。为了研究水泥含量为 3%的稳定级配碎石的长期强度，进行了 2d、7d、28d、90d和 180d的无侧限强度（图16和表4 ），从图中可看出，随着龄期的增加，无侧限强度也随之 增加，强度增长速率随龄期增长越来越慢，最后将趋向于某一最终值。水稳系数也越来越 接近，在180d时，水稳系数
12、达到0。91。7d龄期的不浸水无侧限强度是180d的77.6%。而 浸水条件下则为66。2%.表4 掺加3%水泥的稳定级配碎石的无侧限强度龄期（天）272890180浸水无侧限强度（MPa）0。641。041.331.511。57不浸水无侧限强度 （MPa）0.851.341。601.701.73水稳性系数0。750。780.830.890.91图16掺加3%水泥的稳定级配碎石的无侧限强度与龄期3.4回弹模量试验对于基床表层来讲，具有一定的弹性是必要的，但若弹性刚度过大，对行车的舒适性有 影响。因此，合适的回弹模量对基床材料是必要的。根据客货共线要求基床表层K30在190MPa/m以上，根据此要求，计算回弹模量为 42MPa,也就是讲，基床表层材料的回 弹模量应在42MPa以上。本次回弹模量试验采用公路土工试验规程的强度仪法，分7级加载，最大加载压力为214kPa。每组试样为3个，取3个样的回弹模量平均值作为该组的 回弹模量值.表5是1#集料不同试验组合的回弹模量值，均大于 42MPa。满足设计要求。表5掺加3%水泥的稳定级配碎石的回弹模量编号T1 1T1 2T1 3T1 4T1 5T1 6T1 7T1 8T1 9回弹模量值(MPa)101。2144.6249.650。870.3274。956。596.98100。03.5渗透试验渗透试验采用变水头渗透试验方式，试验
