專利名稱：用于水泥穩(wěn)定碎石排水基層膠漿稠度的評價方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于水泥穩(wěn)定碎石排水基層膠漿稠度的評價方法，屬于城建領域。
背景技術：
近年來，道路在使用過程中出現(xiàn)了大量的早期損壞，進入路面結(jié)構(gòu)的水是造成這 些損壞的主要原因之一。為解決此類問題，路面內(nèi)部排水系統(tǒng)被大量使用。作為路面內(nèi)部 排水系統(tǒng)的主要形式，應用排水基層可以延長浙青路面使用壽命30%，延長水泥路面使用壽 命50%，節(jié)約大量的道路維修和養(yǎng)護費用。我國自1998年修筑了許多的具有排水基層的試 驗路，取得了很好的效果。排水基層材料既要具有較高的強度，又要有足夠的空隙來完成排水功能。排水基 層的強度主要由粗骨料骨架和結(jié)合料提供。國內(nèi)外的大量研究局限于級配的研究(即骨架 部分)，而忽視了膠漿部分。在AASHTO排水基層設計規(guī)范中，也只是簡單的規(guī)定了水灰比上 限。而水泥膠漿是材料設計中十分重要的一個部分。不合理的水泥膠漿稠度對排水基層危 害巨大。當膠漿稠度過低(水灰比較大)時，在壓實荷載的作用下膠漿容易在試件的底部聚 集；同時在試件上部，由于沒有足夠的膠漿包裹集料會導致材料強度和耐久性的降低。當膠 漿稠度過高(水灰比小)時，排水基層材料施工和易性差，壓實荷載不能傳致混合料的下部 分，不利于壓實，也會導致強度的降低。只有當膠漿稠度合理時，才能保證混合料空隙均勻 且強度高。因而，水泥膠漿的稠度十分重要。然而，在國內(nèi)外并沒有有效的評價膠漿稠度合 理性的方法。通常是通過觀察拌和后混合料表面，如果表面呈現(xiàn)出金屬光澤則認為水灰比 適宜，稠度合理《日本水泥混凝土路面施工設計指南》中關于最佳稠度是通過分類試驗的方 法確定的。這些評價方法主觀性強，不容易量化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有對膠漿稠度的評價方法主觀性強，不容易量化的問 題，提供了用于水泥穩(wěn)定碎石排水基層膠漿稠度的評價方法。本發(fā)明的方法包括以下步驟
步驟一、將待測水泥穩(wěn)定碎石排水基層混合料進行析漏試驗； 步驟二、將析漏后的水泥穩(wěn)定碎石排水基層混合料成型至少兩份試件； 步驟三、將其中的一份或多份所述成型試件均勻分割成上下兩部分，測量所述上下兩 部分試件的空隙率，并計算上下兩部分成型試件的空隙差是否小于5% ；步驟四、將剩余所述成型試件進行7d無側(cè)限抗壓強度試驗，測試所述剩余成型試件的 抗壓強度是否在4. 8MPa 5MPa之間；
當步驟三和步驟四的兩個條件同時滿足時，則判定水泥膠漿的稠度是符合標準的。本發(fā)明的優(yōu)點
1.該方法能夠定量評價膠漿稠度合理性。2.提出新的評價指標空隙差和析漏后材料成型的7d無側(cè)限抗壓強度，更全面直接的評價稠度合理性。3.試驗裝置常見，方法簡便，可以在施工現(xiàn)場的實驗室進行試驗，方便現(xiàn)場的施工質(zhì)量控制。


圖1是析漏試驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一下面結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式包括以下步驟 步驟一、將待測水泥穩(wěn)定碎石排水基層混合料進行析漏試驗；
步驟二、將析漏后的水泥穩(wěn)定碎石排水基層混合料成型至少兩份試件； 步驟三、將其中的一份或多份所述成型試件均勻分割成上下兩部分，測量所述上下兩 部分試件的空隙率，并計算上下兩部分成型試件的空隙差是否小于5% ；
步驟四、將剩余所述成型試件進行7d無側(cè)限抗壓強度試驗，測試所述剩余成型試件的 抗壓強度是否在4. 8MPa 5MPa之間；
當步驟三和步驟四的兩個條件同時滿足時，則判定水泥膠漿的稠度是符合標準的。步驟一所述的析漏試驗過程為
振動臺上放置篩孔為2. 36mm的方口篩3和篩底2，方口篩3下方配套設置篩底2，將待 測水泥穩(wěn)定碎石排水基層混合料放置于方口篩3中，啟動振動臺工作60s進行析漏試驗。振動臺的振動頻率為50Hz 士 3Hz。其原理是待測水泥穩(wěn)定碎石排水基層混合料在振動臺1的振動荷載作用下，少 部分膠漿通過方口篩3的篩孔進入到篩底2中，通過方口篩3的膠漿質(zhì)量，即為析漏質(zhì)量m。振動臺1為國標《普通混泥土力學性能試驗方法》(GBJ81-85)、《普通混泥土長期 性能和耐久性能試驗方法》(GBJ82-85)規(guī)定的振動臺參數(shù)振動頻率50Hz士3、空載振幅 0. 5mm。振動時間60s。方口篩3為道路工程專用的。步驟二的成型過程參照《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》JTGE51-2009中 關于“無機結(jié)合料穩(wěn)定材料的取樣、成型和養(yǎng)生試驗”方法的規(guī)定。為標準試驗方法。本實施方式中給出一個具體實施例，成型試件20個，其中10個成型試件分割成上下兩部分，測 量每個試件上下兩部分的空隙率，既而計算出上下兩部分的空隙差，10個成型試件的空隙 差取平均值為最終結(jié)果；另外10個成型試件用于7d無側(cè)限抗壓強度試驗，每個成型試件的 強度取平均值為最終結(jié)果。排水基層應具有足夠且均勻的空隙(約20%)和較高的強度。足夠且均勻的空隙保 證了排水功能，較高的強度是作為路面結(jié)構(gòu)部分的必要條件。通過對級配的設計可以得到 足夠的空隙率，而均勻的空隙和較高強度則需通過控制膠漿的稠度以實現(xiàn)。在本實施方式 所述的膠漿稠度合理性評價方法中，采用空隙差和7d無側(cè)限抗壓強度作為評價材料膠漿 稠度合理性的指標。在本研究中采用空隙差Δ KK來評價空隙均勻性。所成型的試件為Φ15(3Π Χ15(3Π 的圓柱體形試件，自中間被分割為上、下兩部分，分別測量每一部分的空隙率κκ?？障恫?Δ KK可以通過式1計算。較小的I Δ KK I意味著空隙均勻和良好的排水功能。當Δ VV為 正數(shù)時表示上部分的空隙率大于下部分，反之則表示下部的空隙率大。當空隙差為5%時， 試件上、下兩部分偏離試件平均空隙率為2. 5%，雖有一定的偏差，但不會對排水性能有較大 的影響，因而可以確定空隙均勻性的評價標準為5%。<formula>formula see original document page 5</formula>(1)
作為路面結(jié)構(gòu)的一部分，排水基層應具有足夠的強度來支撐車輛荷載。既可以采用材 料直接成型的強度，也可以采用將混合料析漏之后成型試件的強度評價材料的強度。本文 采用的是將混合料析漏之后成型得到的試件的7d無側(cè)限抗壓強度。主要原因是其與實際 施工中的情況比較接近。在實際施工中，水泥膠漿在振動荷載的作用下會下沉，導致上部分 集料不能被水泥膠漿充分裹覆，材料較為松散，強度也就會降低。所述混合料析漏之后成 型得到的試件的7d無側(cè)限抗壓強度能更好的反映膠漿稠度對混合料強度的影響?！豆氛?青路面設計規(guī)范》JTGD50-2006對基層的要求強度在3MPa 5MPa，但考慮排水基層材料自 身結(jié)構(gòu)特性和施工變異，室內(nèi)實驗時取規(guī)范規(guī)定的上限，確定7d無側(cè)限抗壓強度的標準為 4. 8MPa 5MPa。半剛性基層材料的7d無側(cè)限抗壓強度標準為3 5MPa，5MPa為強度上限。但并不是強度越高越好，半剛性基層材料的強度主要通過水泥的水化反應獲得， 過高的強度要求水泥劑量高，對于普通的半剛性基層，這會容易導致收縮開裂，會形成放射 裂縫反應到路面表面，因而強度不宜過高。但是對于水泥穩(wěn)定排水基層材料，自身具有的多空隙結(jié)構(gòu)，能夠有效的抑制收縮 裂縫的產(chǎn)生。制約其使用的主要是耐久性。而其強度與耐久性具有較大的相關性。
權(quán)利要求
用于水泥穩(wěn)定碎石排水基層膠漿稠度的評價方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、將待測水泥穩(wěn)定碎石排水基層混合料進行析漏試驗；步驟二、將析漏后的水泥穩(wěn)定碎石排水基層混合料成型至少兩份試件；步驟三、將其中的一份或多份所述成型試件均勻分割成上下兩部分，測量所述上下兩部分試件的空隙率，并計算上下兩部分成型試件的空隙差是否小于5%；步驟四、將剩余所述成型試件進行7d無側(cè)限抗壓強度試驗，測試所述剩余成型試件的抗壓強度是否在4.8MPa～5MPa之間；當步驟三和步驟四的兩個條件同時滿足時，則判定水泥膠漿的稠度是符合標準的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水泥穩(wěn)定碎石排水基層膠漿稠度的評價方法，其特征在于，步驟一所述的析漏試驗過程為振動臺上放置篩孔為2. 36mm的方口篩，方口篩下方配套設置篩底，將待測水泥膠漿放置于方口篩中，啟動振動臺工作60s進行析漏試驗。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于水泥穩(wěn)定碎石排水基層膠漿稠度的評價方法，其特征在于，振動臺的振動頻率為50Hz 士 3Hz。
全文摘要
用于水泥穩(wěn)定碎石排水基層膠漿稠度的評價方法，屬于城建領域，本發(fā)明為解決現(xiàn)有對膠漿稠度的評價方法主觀性強，不容易量化的問題。本發(fā)明方法包括以下步驟步驟一、將待測水泥穩(wěn)定碎石排水基層混合料進行析漏試驗；步驟二、將析漏后的水泥穩(wěn)定碎石排水基層混合料成型至少兩份試件；步驟三、將其中的一份或多份所述成型試件均勻分割成上下兩部分，測量所述上下兩部分試件的空隙率，并計算上下兩部分成型試件的空隙差是否小于5%；步驟四、將剩余所述成型試件進行7d無側(cè)限抗壓強度試驗，測試所述剩余成型試件的抗壓強度是否在4.8MPa～5MPa之間；當步驟三和步驟四的兩個條件同時滿足時，則判定水泥膠漿的稠度是符合標準的。
文檔編號G01N15/08GK101799397SQ201010152579
公開日2010年8月11日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者馮德成, 張鑫, 解曉光 申請人:哈爾濱工業(yè)大學