本发明专利技术主要是为公路和城市道路路面的水泥稳定粒料基层提供一种有利于密实、强度高、敏感性小的粗集料断级配密实水泥稳定粒料的级配方法。通过计算粗集料各个筛孔粒料的通过质量百分率，计算细集料各个筛孔石料的通过质量百分率，将得到的粗集料和细集料各个筛孔石料的通过的质量百分率组合在一起，就得出粗集料断级配密实水泥稳定粒料的集料级配曲线，避免了以往全凭经验确定集料级配而难以保证公路质量的做法。还为试件骨架的密实结构提供一种省时、省力、省钱和使用方便的检验方法，根据试件的情况，及时调整集料级配中的细集料和／或粉料的新配合比，使公路的设计在确保施工质量的前提下达到省时、省力和节约资金。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粗集料断级配密实水泥稳定碎石和/或砂砾的优选级配及其曲线的确定方法和对水泥稳定粒料骨架密实结构的检验方法，属于水泥稳定粒料路面基层领域。
技术介绍
早在1937年美国加州成功铺筑了3.2km水泥稳定土公路路面基层。随后一些国家先后研究和使用水泥稳定粒料，包括岩石碎石、矿渣碎石、破碎砾石、砂砾等做公路和城市道路路面的基层。在国际上，有的称水泥处治基层(CTB)，有的称水泥结粒料(CBG)。我国常简称水泥稳定土，用做基层时，常用水泥稳定级配集料并简称水泥碎石或水泥砂砾。在20世纪80年代初以前，英国按抗压强度大小将水泥结材料区分成贫混凝土，其七天龄期抗压强度达15MPa，水泥结粒料基层和水泥稳定土。1986年英国将水泥结材料统一命名为CBM1、CBM2、CBM3和CBM4。实际上CBM4相当于原贫混凝土，七天龄期的无侧限抗压强度R7，5个试件的R7＝15MPa，单个值＞10MPa。CBM3的R7，5个试件的R7＝10MPa，单个值＞6.5MPa。CBM2的R7，5个试件的R7＝7MPa，单个值＞4.5MPa。CBM1的R7，5个试件的R7＝4.5MPa，单个值＞2.5MPa。仅CBM1和CBM2允许用厂拌或路拌，CBM3和CBM4必须用厂拌。CBM1用作底基层。西班牙水泥结粒料用作基层时，要求R7＝6.0MPa。在20世纪60年代，在北美使用水泥稳定材料(含稳定粒料、粒料土和土)做路面基层和底基层的面积约相当于8万千米双车道公路。上世纪70年代初，我国在赞比亚等国的援建公路工程中开始研究和大量使用水泥稳定粒料土做沥青面层的基层。国内辽宁省于1974年在沈扶公路上首次铺筑了约10多千米长水泥稳定砂砾基层。1977年广西自治区在公路上铺筑了20多千米长水泥稳定砂砾和水泥稳定角砾土基层。从80年代初开始，水泥稳定粒料(碎石和砂砾)基层普遍用于高等级公路和一般公路沥青路面和水泥混凝土路面的基层。在水泥稳定粒料基层的使用过程中，有的国家产生了一些质量问题，并减少了应用，或将其放到下面用作底基层，有的国家则使用得相当成功。在我国多数高速公路使用得成功，有的高速公路仅部分标段使用得成功，有的高速公路产生了严重质量问题。造成水泥稳定粒料基层质量不好的原因是多方面的(1)级配或颗粒组成范围过宽一些国家采用的集料级配范围参见下表1，表1用水泥稳定的集料的颗粒组成范围 由表1看到，国外所用的级配范围很宽，同一筛孔尺寸通过量的范围常在20％～50％之间。我国公路路面基层施工技术规范中的级配范围虽比表1中的缩小了很多，但也是过宽，参见下表2。表2国内路面基层施工规范的水泥粒料颗粒组成范围表 表2中同一筛孔通过量的最大范围为20％。范围过宽给施工单位提供了相当大的自由度。认为只要颗粒组成在此范围内都可以。实际上，粒料级配好次对水泥稳定粒料的强度有显著影响。(2)没有集料级配设计方法，也没有集料级配合适与否的检验方法。配出来的水泥粒料混合料是否合适则心中无数。只能等待力学性能试验做完后，才能知道集料级配是否是最合适的。缺乏必要的理论检验方法，只能通过多次比较试验才能找到最适宜的集料级配和最经济的水泥用量。这需要花费较长的时间和经费投入。(3)对原材料(仅指粒料)没有明确的规格，特别是没有颗粒组成要求。我国仅要求将原材料分成3～4个大小不同的粒级，用这3～4个不同粒级的集料配成级配集料。按强度标准试验确定水泥用量后，就开始生产。第一次确定的配合比可能一直用到工程结束都不再改变。但由于多种原因，购置的原材料的颗粒组成在此过程中是不可能没有变化的。从而造成所生产的水泥粒料的强度产生相当大的变化。在施工现场，常发现不同位置取的钻件的抗压强度的大小可相差3～4倍。而且常发现基层取不出完整的钻件。有的钻件表层1～2cm是松散的，有的钻件中间断裂，有的钻件下部松散，有的钻件不成正常的圆柱体，而是橄榄核形。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是为公路和城市道路路面的水泥稳定粒料基层提供一种更有利于密实、强度高、敏感性小的粗集料断级配密实水泥稳定粒料的级配方法。本专利技术的另一个目的是对利用上述方法级配的水泥稳定粒料制成的试件骨架的密实结构提供一种省时、省力和省钱的检验方法。本专利技术的粗集料断级配密实水泥稳定粒料的级配方法包括如下步骤1.一种粗集料断级配密实水泥稳定粒料基层集料的级配方法，其特征在于包括下列步骤(1)将集料分成粗集料、细集料和粉料(填料)三部分；(2)按水泥稳定粒料的标称最大粒径为19mm和26.5mm筛分粗集料待用；(3)筛分细集料将细集料石料筛分成粒径为4.75mm～2.36mm、2.36mm～1.18mm、1.18mm～0.6mm、0.6mm～0.3mm、0.3mm～0.15mm、0.15mm～0.075mm六个粒级的细集料待用；(4)初选配合比以质量百分比初选粗集料碎石58％～70％，细集料石料25％～40％，粉料3％～10％，三种集料含量之和等于100％；(5)计算粗集料各个筛孔粒料的通过质量百分率，依据如下通式Pdi=A(diDmax)B]]>式中Pdi——某筛孔尺寸di的通过量(％)；Dmax——矿料的实际最大粒径，即标称最大粒径上面一个筛的筛孔尺寸(mm)；di——某筛孔尺寸(mm)；A、B——待定系数；以粗集料标称最大粒径Dmax.n通过量为90％～100％间的某一个百分数作为第一控制点，以粗集料最小粒径通过量为30％～42％间的某一个百分数作为第二控制点；用Dmax.n作为上述通式中的di，第一控制点作为通式中的Pdi，根据上述通式建立第一个方程；用粗集料最小粒径作为通式中的di，用粗集料最小粒径通过量，即第二个控制点作为通式中Pdi，根据上述通式建立第二个方程；上述第一个方程和第二个方程联立，解此联立方程，即可确定通式中的系数A、B的值，将A、B代入上述通式而得到一个确定粗集料级配的幂函数方程；然后用此幂函数计算从粗集料标称最大粒径到粗集料最小粒径各个筛孔的粒料通过质量百分率；(6)计算细集料各个筛孔石料的通过质量百分率以细集料最大粒径作为通式中的Dmax和di，细集料最大粒径通过量为30％～42％间的与第二个控制点相同的百分数作为式中的Pdi，按照分步(5)中的通式建立第一个方程；以细集料最小粒径作为式中的di，其通过量3％～10％之间的某一个百分数，即第三个控制点，作为式中的Pdi，按照分步(5)中的通式建立第二个方程，即可确定上述通式中的系数A、B的值；将A、B代入上述通式即得到一个确定细集料级配的幂函数方程；然后计算从细集料最大粒径到细集料最小粒径各个筛孔细集料的通过质量百分率；(7)将上述(5)和(6)分步计算得到的粗集料和细集料各个筛孔石料的通过的质量百分率组合在一起，就得出粗集料断级配密实水泥稳定粒料的集料级配曲线；相邻两个筛孔通过量之差即为某粒级石料在全部矿料中所占的质量百分率；0.075mm筛孔的通过量即为粉料；(8)、根据水泥稳定粒料试件中粗集料的孔隙率较细集料、粉料和有效水的体积之和大3％的要求，检验并调整集料级配中的细集料和/或粉料；根据调整后的新配合比，用上述通式重新计算与新配合比相应的集料级配曲线。上述第(1)步中所述的三种集料的粒径范围分别为粉本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种粗集料断级配密实水泥稳定粒料基层集料的级配方法，其特征在于包括下列步骤：（１）将集料分成粗集料、细集料和粉料三部分；（２）按水泥稳定粒料的标称最大粒径为１９ｍｍ和２６．５ｍｍ筛分粗集料待用；（３）筛分细集料：将细 集料石料筛分成粒径为４．７５ｍｍ～２．３６ｍｍ、２．３６ｍｍ～１．１８ｍｍ、１．１８ｍｍ～０．６ｍｍ、０．６ｍｍ～０．３ｍｍ、０．３ｍｍ～０．１５ｍｍ、０．１５ｍｍ～０．０７５ｍｍ六个粒级的细集料待用；（４）初选配合比：以质量百分比 初选粗集料碎石５８％～７０％，细集料石料２５％～４０％，粉料３％～１０％，三种集料含量之和等于１００％；（５）计算粗集料各个筛孔粒料的通过质量百分率，依据如下通式：Ｐ↓［ｄｉ］＝Ａ（ｄ↓［ｉ］／Ｄ↓［ｍａｘ］）↑［Ｂ］ 式中：Ｐ↓［ｄｉ］－某筛孔尺寸ｄｉ的通过量（％）；Ｄ↓［ｍａｘ］－矿料的实际最大粒径，即标称最大粒径上面一个筛的筛孔尺寸（ｍｍ）；ｄ↓［ｉ］－某筛孔尺寸（ｍｍ）；Ａ、Ｂ－待定系数；以粗集料标称最大粒径Ｄ↓［ ｍａｘ．ｎ］通过量为９０％～１００％间的某一个百分数作为第一控制点，以粗集料最小粒径通过量为３０％～４２％间的某一个百分数作为第二控制点；用Ｄ↓［ｍａｘ．ｎ］作为上述通式中的ｄ↓［ｉ］，第一控制点作为通式中的Ｐ↓［ｄｉ］，根据上述通式建立第一个方程；用粗集料最小粒径作为通式中的ｄ↓［ｉ］，用粗集料最小粒径通过量，即第二个控制点作为通式中Ｐ↓［ｄｉ］，根据上述通式建立第二个方程；上述第一个方程和第二个方程联立，解此联立方程，即可确定通式中的系数Ａ、Ｂ的值，将Ａ、Ｂ代入上述通式而得到一个确定粗集料级配的幂函数方程；然后用此幂函数计算从粗集料标称最大粒径到粗集料最小粒径各个筛孔的粒料通过质量百分率；（６）计算细集料各个筛孔石料的通过质量百分率：以细集料最大粒径作为通式中的Ｄ↓［ｍａｘ］和ｄ↓［ｉ］，细集料最大 粒径通过量为３０％～４２％间的与第二个控制点相同的百分数作为式中的Ｐ↓［ｄｉ］，按照分步（５）中的通式建立第一个方程；以细集料最小粒径作为式中的ｄ↓［ｉ］，其通过量３％～１０％之间的某一个百分数，即第三个控制点，作为式中的Ｐ↓［ｄｉ］，按照分步（５）中的通式建立第二个方程，即可确定上述通式中的系数Ａ、Ｂ的值；将Ａ、Ｂ代入上述通式即得到一个确定细集料级配的幂函数方程...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：沙庆林，
申请(专利权)人：沙庆林，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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