水泥稳定砂砾材料标准击实方法研究

论文摘要

水泥稳定砂砾作为路面基层,在我国各地都有着广泛的使用。水泥稳定砂砾的压实度是水泥稳定砂砾施工必须做到的一个重要技术指标。通常的做法是通过室内试验,在标准击实功（一般为重型击实）的作用下得到混合材料的最大干密度与最佳含水量,并以此作为评定施工现场压实度的标准。对于水泥稳定砂砾材料最大干密度的确定方法是按照《公路无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51-2009）规定的重型击实的方法来确定,由于砂砾很难得到类似粘土的击实曲线,进而来确定密度与最佳含水量。在采用重型击实的方法对水泥稳定砂砾进行击实时,干密度在一定凡范围内随加水量的增大而增大,不存在最佳含水量的概念。同样使用哈工大第三代振动击实仪对水泥稳定砂砾进行击实试验,得到的结果与重型击实的结果相近,干密度依然随加水量的增大而增大。当砂砾饱和之后,击实之后试样当中的含水量比较稳定。为解释砂砾材料的击实特性,本文系统分析了砂砾材料的矿物组成、颗粒组成、水与颗粒之间的相互作用、砂砾材料的透水性对击实特性的影响。砂砾材料的当中的矿物成分主要是石英、长石等原生矿物,自身硬度大,击实功作用下不存在土土颗粒的压缩;黑龙江省北黑高速所用的五种砂砾的筛分试验结果表明:砂砾材料当中95%以上都是粗粒（0.075mm以上）,而起到粘聚作用的粉粒与粘粒成分很少,因此砂砾和粘土具有不同的击实特性。结合文献说明砂砾材料自身粗颗粒含量多,呈透水性,其渗透系数要远远大于粘土;砂砾材料当中毛细压力随材料颗粒粒径的增大与材料饱和度的增大都在减小。说明了在饱水状态下砂砾材料中,击实功作用下,水分起到润滑作用而不会产生大的孔隙压力,同时毛细压力对击实功的影响降到最低,因而饱水状态为砂砾材料的最佳击实状态。在明确砂砾击实成型的机理与最佳击实状态的基础上,提出了水泥稳定砂砾最大干密度的确定方法——“饱水振动+水泥填充修正”的方法。在水泥浆填充集料之间的空隙,而不改变击实之后试样体积的前提下,试样的干密度增大。通过在实体工程配合比设计与现场压实度的检验的实践,证明该方法简便实用,结果稳定可靠,解决了公路试验工作者水泥稳定砂砾击实试验中得不到“凸型”曲线,修饰试验数据以满足规范规定要求的难题。通过工地现场基层压实度的检验证明,本文建立的方法所确定的干密度更适合作为当前重型压路机与振动压路机具施工水平下基层压实度的控制指标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.1.1 水泥稳定砂砾的应用
• 1.1.2 保证压实度的重要性
• 1.2 击实方法存在的问题
• 1.3 国内外研究的现状与分析
• 1.3.1 国内外研究现状
• 1.3.2 国内外研究现状分析
• 1.4 研究内容
• 1.5 研究方法与技术路线
• 第2章 水泥稳定砂砾的击实方法
• 2.1 重型击实试验
• 2.1.1 仪器设备
• 2.1.2 重型击实方法的试验步骤
• 2.1.3 重型击实方法的应用与问题分析
• 2.2 《公路土工试验规程》击实方法
• 2.2.1 仪器设备
• 2.2.2 试验方法
• 2.2.3 试验方法分析
• 2.3 振动击实的方法
• 2.3.1 振动击实仪器设备
• 2.3.2 振动击实的方法
• 2.3.3 水泥稳定砂砾振动击实
• 2.4 本章小结
• 第3章 砂砾材料的组成及特性
• 3.1 砂砾材料的矿物组成
• 3.2 砂砾的粒度组成
• 3.3 砂砾材料中的水
• 3.3.1 砂砾材料的饱和度
• 3.3.2 毛细压力
• 3.4 砂砾材料的透水性
• 3.5 砂砾材料的变形特性
• 3.6 本章小结
• 第4章 水泥稳定砂砾最大干密度的确定方法
• 4.1 水泥浆填充近似计算方法
• 4.2 用水量的确定
• 4.2.1 饱和含水量的确定
• 4.2.2 施工用水量的确定方法
• 4.3 试验方法的验证
• 4.3.1 饱水振动试验
• 4.3.2 现场压实度的检验
• 4.4 施工用水量的调整
• 4.4.1 用水量调整的必要性
• 4.4.2 施工用水量的调整方法
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢