底基层生产配合比设计说明.docx

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底基层生产配合比设计说明

xxxxxx路面xx标

水泥稳定碎石底基层生产配合比

设

计

说

明

安徽环通工程试验检测有限公司

xxxxxx路面xx标工地试验室

2020年xx月xx日

水泥稳定碎石底基层生产配合比设计说明

一、设计依据

1．《xxxxxx路面工程施工招标文件》

2．《xxxxxx路面施工指导意见》

3．《xxxxxx路面xx标施工图纸》

4．《公路路面基层施工技术细则》（JTG/TF20-2015）

5．《公路土工试验规程》（JTJE40—2007）

6．《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTGE30—2005）

7．《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTGE51—2009）

8．《公路工程集料试验规程》（JTGE42—2005）

二、材料来源

1、碎石：

石灰岩

规格：

19~26.5mm、9.5~19mm、4.75~9.5mm

厂家：

xx矿产品销售有限公司

规格：

2.36~4.75mm、0~2.36mm

厂家：

xxxx矿业有限公司

2、水泥：

粉煤灰硅酸盐水泥P·F32.5

厂家：

xx制造有限公司

3、水：

生活用水

三、设计过程

1、依据招标文件、指导意见、图纸及规范的要求，对水泥稳定碎石底基层目标配合比设计进行生产验证。

在水稳拌和站进行试拌之前对原材取样检测，各项技术指标均符合规范及设计要求（见下表）。

粗集料1#（19-26.5mm）各项指标

检测项目

技术指标

检测结果

结果判定

小于0.075mm颗粒含量

≤1.5

0.3

合格

针片状（%）

≤15

5.3

合格

表观密度（g/cm3）

≥2.5

2.740

合格

吸水率（%）

≤3

0.25

合格

粗集料2#（9.5-19mm）各项指标

检测项目

技术指标

检测结果

结果判定

小于0.075mm颗粒含量

≤1.5

0.7

合格

针片状（%）

≤15

8.7

合格

表观密度（g/cm3）

≥2.5

2.756

合格

吸水率（%）

≤3

0.34

合格

压碎值（%）

≤26

19.1

合格

粗集料3#（4.75-9.5mm）各项指标

检测项目

技术指标

检测结果

结果判定

小于0.075mm颗粒含量

≤1.5

0.6

合格

针片状（%）

≤18

13.1

合格

表观密度（g/cm3）

≥2.5

2.763

合格

吸水率（%）

≤3

0.33

合格

粗集料4#（2.36-4.75mm）各项指标

检测项目

技术指标

检测结果

结果判定

小于0.075mm颗粒含量

≤1.5

0.5

合格

表观密度（g/cm3）

≥2.5

2.765

合格

吸水率（%

≤3

0.47

合格

细集料5#（0-2.36mm）各项指标

检测项目

技术指标

检测结果

结果判定

0.075通过率（%）

≤13

11.9

合格

砂当量（%）

≥60

62

合格

表观密度（g/cm3）

≥2.5

2.621

合格

P·F32.5水泥原材料各项指标

检测项目

技术指标

检测结果

结果判定

细度（%）

≤10

3.4

合格

标准稠度用水量（%）

实测

24.6

—

凝结时间

（min）

初凝≥180

306

合格

终凝≥360、≤600

396

合格

安定性（mm）

≤5.0

1.0

合格

3d抗折MPa

≥2.5

4.1

合格

3d抗压MPa

≥10.0

7.0

合格

14d抗折MPa

实测

5.9

满足28d强度要求

14d抗压MPa

实测

34.2

满足28d强度要求

28d抗折MPa

≥5.5

7.9

合格

28d抗压MPa

≥32.5

38.6

合格

2、根据目标配合比确定的各档材料比例，分别取各个料仓材料进行筛分，结果见下表：

材料规格（mm）

集料各筛孔通过百分率（%）

31.5

26.5

19

16

13.2

9.5

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

19-26.5

100

55.6

0.9

0.3

0.3

0.3

0.3

0.3

0.3

0.3

0.3

0.3

0.3

9.5-19

100

100

69.5

33.6

11.6

1.7

0.7

0.7

0.7

0.7

0.7

0.7

0.7

4.75-9.5

100

100

100

100

100

84.6

10.7

1.1

0.6

0.6

0.6

0.6

0.6

2.36-4.75

100

100

100

100

100

100

79.0

5.5

1.6

0.5

0.5

0.5

0.5

0-2.36

100

100

100

100

100

100

100

79.4

60.3

42.3

29.4

22.6

11.9

生产合成级配

100

92.9

75.3

64.8

58.4

51.5

31.1

21.3

16.1

11.4

8.1

6.3

3.5

目标配比级配

100

94.3

75.6

68.2

61.8

50.2

30.2

18.7

13.2

9.3

6.3

5.1

3.0

依据筛分结果，通过计算机计算，确定各种材料比例，对底基层目标配合比的材料比例进行调整，确定各档材料比例为1#:

2#:

3#:

4#:

5#=16%：

29%：

26%：

3%：

26%。

3、绘制水泥稳定碎石底基层水泥剂量标准曲线图

根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTJE51—2009分别以2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%的水泥剂量配料进行标准曲线试验。

以水泥剂量为横坐标，以同一水泥剂量稳定材料EDTA二钠标准溶液消耗量（ml）的平均值为纵坐标，绘制出EDTA标准曲线图。

同时采用内插法计算出每间隔0.1ml的EDTA标准溶液消耗量所对应的水泥剂量，作为施工时的控制依据。

本次标准配比试验EDTA滴定曲线试验方法：

取水泥稳定碎石混合料1000g滴定。

EDTA消耗量与水泥剂量对照表

水泥剂量（%）

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

EDTA消耗量（ml）

5.4

7.2

8.7

10.1

11.5

EDTA消耗量标准曲线图

4、对水稳拌合设备进行调试和标定后，根据确定的各档材料的比例设定参数，拌合站按3.5%、4.0%、4.5%的水泥剂量；4.0%、4.2%、4.3%的目标配合比最佳含水率设定生产参数进场试拌，取样试验检测，各项技术指标均符合规范及设计要求（见下表）：

1）水稳混合料生产前集料含水率测定

在拌和站生产之前，应对每档材料的含水率进行测定，按照材料比例折算集料含水率，从混合料含水率中扣除，控制混合料的含水率。

集料规格（mm）

含水率（%）

19-26.5

0.1

9.5-19

0.2

4.75-9.5

1.3

2.36-4.75

0.3

0-2.36

3.1

2）水稳拌合站取样测定含水率、水泥剂量

设定参数

含水率（%）

消耗EDTA量（ml）

水泥剂量（%）

是否符合要求

水泥剂量3.5%

含水率4.0%

4.2

8.0

3.5

符合

4.1

7.8

3.4

符合

水泥剂量4.0%

含水率4.2%

4.2

8.7

4.0

符合

4.4

8.8

4.1

符合

水泥剂量4.5%

含水率4.3%

4.4

9.4

4.5

符合

4.3

9.3

4.4

符合

如上表所示，拌合站按3.5%、4.0%、4.5%的水泥剂量；4.2%、4.3%、4.4%含水率设定生产的三种水稳混合料，其含水率、水泥剂量均符合拌和站设置的水泥剂量、含水率的要求。

3）拌和站取水稳混合料水洗筛分，验证生产配合比级配

筛孔（mm）

通过率（%）

31.5

26.5

19

16

13.2

9.5

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

目标配比级配

100

94.3

75.6

68.2

61.8

50.2

30.2

18.7

13.2

9.3

6.3

5.1

3.0

生产合成级配

100

92.9

75.3

64.8

58.4

51.5

31.1

21.3

16.1

11.4

8.1

6.3

3.5

生产试拌级配

100

95.6

78.5

70.4

60.5

52.6

31.3

19.4

14.7

10.1

8.0

6.3

4.8

规范级配

上限

100

100

89.0

75.0

66.0

55.0

37.0

25.0

20.0

15.0

12.0

10.0

7.0

下限

100

90.0

72.0

60.0

50.0

44.0

27.0

15.0

12.0

7.0

5.0

4.0

2.0

中值

100

95.0

80.5

67.5

58.0

49.5

32.0

20.0

16.0

11.0

8.5

7.0

4.5

试拌级配曲线图

水稳拌和站出料后，待出料稳定后取混合料经试验筛分结果如图表所示，试拌混合料级配数值与生产合成级配值、目标配合比级配值相接近，范围符合招标文件、指导意见、图纸及规范的要求的规定范围。

4）确定最大干密度与最佳含水率

取得的混合料根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJE51-2009），分别对3.5%、4.0%、4.5%水泥剂量的混合料进行标准重型击实试验，验证其最大干密度与最佳含水量是否符合目标配合比设计要求。

确定4.0%水泥剂量的混合料，最大干密度2.344g/cm3，最佳含水率4.2%。

水泥剂量（%）

最大干密度

（g/cm3）

含水率

（%）

是否符合目标配比设计要求

3.5

2.340

4.1

符合

4.0

2.344

4.2

符合

4.5

2.347

4.3

符合

5）成型无侧限抗压试件，验证无侧限抗压强度

3.5%、4.0%、4.5%水泥剂量的水稳混合料按照其通过击实试验得到的最大干密度与最佳含水率，然后根据规定的压实度（97%）制备试件，试件在规定的温湿度下养生6d,浸水1d后进行无侧限抗压强度试验，验证其7d无侧限抗压强度是否符合目标配合比设计要求。

试验结果见下表：

不同水泥剂量7d无侧限抗压强度

水泥剂量（%）

平均值Rc（MPa）

标准差S（MPa）

偏差系数Cv（%）

Rc0.95

（MPa）

设计强度（Mpa）

是否符合目标配比设计要求

3.5

4.3

0.41

9.5

3.6

≥3.5

符合

4.0

4.7

0.39

8.3

4.1

≥3.5

符合

4.5

5.2

0.45

8.7

4.5

≥3.5

符合