一、设计依据： 1.工程设计图纸
2.公路路面基层施工技术规范《JTJ 034-2000》
3.公路工程无机结合料稳定材料试验规程《JTG E51-2009》 4.水泥及混凝土试验规程《JTG E30-2005》 5.通用普通硅酸盐水泥《GB175-2007》 6.公路工程土工试验规程《JTG E40-2007》 7.公路工程集料试验规程《JTG E42-2005》 二、设计步骤：
1、水泥稳定碎石基层配合比的确定 1.1材料的选用
（1）水泥：P.C32.5，技术指标见表1：
表1 水泥试验结果汇总表
检验项目 细度（%） 安定性 初凝时间（min） 终凝时间（min） 抗压强度MPa（3d） 抗压强度MPa（28d） 抗折强度MPa（3d） 抗折强度MPa（28d） 技术要求 ＜10 两试件煮后增加距离（C-A)均值≤5.0 ＞45 ＜600 ≥10.0 ≥32.5 ≥2.5 ≥5.5 检验结果 1.0 1.5 206 365 22.6 4.4 （2）俊源石场
压碎值：22.5%；针片状：18.4%；液限：22.4% 塑限指数：3.6
表2 石料筛分和集料级配合成计算结果表
原材料级规 格 配 名 称 合比率 原材料级配 37.5 31.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075 0 通过量百分率% 石40% 100 4.75~31.5m 碎99.59.13.2 0 9 配 碎石15% 100 100 98.23.9.5~19mm 2 2 石屑45% 100 100 100 99.0~9.5mm 1 4.2 3.4 3.1 3.0 8.2 6.4 73.1 2.3 4.3 6.7 0 0 0 48.5 31.0 合成级配 规范要求级配中值 规范要求级配下限 规范要求级配上限 100 99.7 100 95 83.3 80.5 100 90 72 100 100 89 53.6 57 47 67 35.0 39 29 49 24.4 26 17 35 16.2 15 8 22 4.6 3.5 0 7 0 0 0 0 1.2确定水泥剂量掺配范围
依据隆三线设计图纸要求，水泥稳定碎石路面基层，设计要求7d无侧限饱水抗压强度为3.0~4.0MPa，最大不能超过上限，水泥掺量为4.0~5.5%，最大不能超过上限，所以本次设计7d无侧限饱水抗压强度取中值，即3.5MPa为设计值，根据经验水泥剂量按3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%五种比例配置混合料，即水泥比碎石为3.5：100、4.0:100、4.5:100、5.0:100、5.5:100。 1.3确定最大干密度和最佳含水率
首先对三种不同水泥剂量混合料做标准击实试验，即最小剂量（3.5%）、中间剂量（4.5%）和最大剂量（5.5%），其余两个混合料的最佳含水率和最大干密度按内插法确定，最后得出最大干密度和最佳含水率如表3
表3混合料标准击实试验结果
水泥剂量(%) 最佳含水率（%） 最大干密度（g/cm3） 3.5 7.5 2.320 4.0 7.5 2.321 4.5 7.6 2.322 5.0 7.6 2.324 5.5 7.7 2.326 1.4测定7d无侧限抗压强度
对水泥稳定级配碎石路面基层混合料强度试件制备，按现行无机结合料稳定材料试验规程的规定，采用150mm×150mm的圆柱体试件，每种水泥剂量按13个试件配制，工地压实度按98%控制，现将制备试件所需的基本参数计算如下：
（1） 配制一种水泥剂量一个试件所需的各种材料数量，成型一个试
件按7000g混合料配制，取水泥和碎石的材料含水率为0，先计算水泥剂量为3.5%的各种材料数量： 水泥：7000×3.5/(100+3.5)=236.7g 集料：7000×100/(100+3.5)=6763.3g 需加水量：7000×7.5%=525g （2）制备一个试件所需混合料的数量 m=V×pd×k(1+wo)
=1/4×15×15×π×15×2.320×98%×(1+7.5%) =6479g
m—n%剂量时每个试件所需质量；
V—试模体积（试模内劲尺寸为：150mm×150mm）； Pd—n%剂量时该混合料的最大干密度；
Wo—n%剂量时该混合料的最佳含水率； K—工地预期达到的压实度(98%)。
（3）用同样的方法对水泥剂量为4.0%、4.5%、5.0%、5.5%的混合料制件参数进行计算，计算结果列入表4中
表4 混合料制件计算结果表
水泥剂量% 水泥 碎石40%（5~31.5mm） 碎石15%（9.5~19mm） 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 236.7g 269.2g 301.4g 333.3g 364.9g 2705.3g 2692.3g 2679.4g 2666.7g 2654g 1014.5g 1009.6g 1004.8g 1000．0g 995.3g 3043.5g 3028.9g 3014.4g 3000.0g 2985.8g 525g 6479g 525g 532g 532g 6496g 539g 6508g 石屑45%（0~9.5mm） 需加水量 一个试件所需的重量 6481g 6490g 试件经过6d标准养生（20±2℃），1d浸水，按规定方法测定7d无侧限饱水抗压强度结果如表5，表中Za取1.282计算。
表5 抗压强度试验结果汇总表
水泥剂量% 强度平均值MPa 强度标准差σ 强度偏差系数Cv(%) Rd/(1-ZaCv) 是否满足Rd/(1-ZaCv) R≥3.5 3.4 0.448 13.1 4.2 否 4.0 4.2 0.362 8.6 4.5 否 4.5 5.1 0.181 3.6 4.7 是 5.0 5.8 0.200 3.5 5.2 是 5.5 6.3 0.346 5.5 5.9 是 通过下列方法确定水泥最佳用量：
（1） 比较强度平均值和设计要求值，根据试验结果水泥剂量为
4.0%、4.5%、5.0%、5.5%时，试件强度平均值满足3.5MPa设计值要求。
（2） 考虑到试验数据的偏差和施工中的保证率，对水泥剂量4.0%、
4.5%、5.0%、5.5%时的数据通过公式R≥Rd/(1-ZaCv)验算，对二级公路取90%的保证率，则系数Za=1.282，通过计算，水泥剂量为4.5%、5.0%、5.5%的强度均能满足设计强度指标要求(验算结果见表5)。
（3） 以工程经济考虑，4.5%的水泥满足强度指标要求的最少水泥剂
量，为最佳水泥用量，则试验室配合比为水泥：集料=4.5:100，混合料的最佳含水率为7.6%，最大干密度为2.322g/cm3。 各原材料用量：
由击实得最大干密度为2322kg/m3，即为每立方米混合料干料质量为2322kg/m3；水泥剂量为4.5%；最佳含水率为7.6%；干骨料(干土)比例（筛分确定），大碎石：小碎石：石屑=40%:15%:45%；材料用量如下：
每立方米水泥质量为：2322×4.5%/（1+4.5%）=99.99kg； 每立方米干骨料(干土)质量为：2322-99.99=2222.01kg； 每立方米大碎石质量为：2222.01×40%=888.80kg； 每立方米小碎石质量为：2222.01×15%=333.30kg； 每立方米石屑质量为：2222.01×45%=999.90kg； 每立方米水质量为：2322×7.6%=176.47kg；
所以，试验室配合比为： 水
泥
：
大
碎
石
：
小
碎
石
：
石
屑
：
水
=99.99:888.80:333.30:999.90:176.47 1.4.4 确定生产配合比
相对于施工现场情况，对试验室确定的配合比进行调整，根据规范要求，采用集中厂拌法施工时水泥需增加0.5%，拌和时混合料含水率要比试验室最佳含水率大0.5%~1.0%，所以调整后的生产配合比应该是5.0:100，混合料的含水率为8.6%，最大干密度为2.322g/cm3,施工时压实度按98%控制。
工地试验室
2012年11月21日星期日
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