专利名称：用于水泥稳定碎石排水基层胶浆稠度的评价方法
技术领域：
本发明涉及用于水泥稳定碎石排水基层胶浆稠度的评价方法，属于城建领域。
背景技术：
近年来，道路在使用过程中出现了大量的早期损坏，进入路面结构的水是造成这 些损坏的主要原因之一。为解决此类问题，路面内部排水系统被大量使用。作为路面内部 排水系统的主要形式，应用排水基层可以延长浙青路面使用寿命30%，延长水泥路面使用寿 命50%，节约大量的道路维修和养护费用。我国自1998年修筑了许多的具有排水基层的试 验路，取得了很好的效果。排水基层材料既要具有较高的强度，又要有足够的空隙来完成排水功能。排水基 层的强度主要由粗骨料骨架和结合料提供。国内外的大量研究局限于级配的研究(即骨架 部分)，而忽视了胶浆部分。在AASHTO排水基层设计规范中，也只是简单的规定了水灰比上 限。而水泥胶浆是材料设计中十分重要的一个部分。不合理的水泥胶浆稠度对排水基层危 害巨大。当胶浆稠度过低(水灰比较大)时，在压实荷载的作用下胶浆容易在试件的底部聚 集；同时在试件上部，由于没有足够的胶浆包裹集料会导致材料强度和耐久性的降低。当胶 浆稠度过高(水灰比小)时，排水基层材料施工和易性差，压实荷载不能传致混合料的下部 分，不利于压实，也会导致强度的降低。只有当胶浆稠度合理时，才能保证混合料空隙均勻 且强度高。因而，水泥胶浆的稠度十分重要。然而，在国内外并没有有效的评价胶浆稠度合 理性的方法。通常是通过观察拌和后混合料表面，如果表面呈现出金属光泽则认为水灰比 适宜，稠度合理《日本水泥混凝土路面施工设计指南》中关于最佳稠度是通过分类试验的方 法确定的。这些评价方法主观性强，不容易量化。
发明内容
本发明目的是为了解决现有对胶浆稠度的评价方法主观性强，不容易量化的问 题，提供了用于水泥稳定碎石排水基层胶浆稠度的评价方法。本发明的方法包括以下步骤
步骤一、将待测水泥稳定碎石排水基层混合料进行析漏试验； 步骤二、将析漏后的水泥稳定碎石排水基层混合料成型至少两份试件； 步骤三、将其中的一份或多份所述成型试件均勻分割成上下两部分，测量所述上下两 部分试件的空隙率，并计算上下两部分成型试件的空隙差是否小于5% ；步骤四、将剩余所述成型试件进行7d无侧限抗压强度试验，测试所述剩余成型试件的 抗压强度是否在4. 8MPa 5MPa之间；
当步骤三和步骤四的两个条件同时满足时，则判定水泥胶浆的稠度是符合标准的。本发明的优点
1.该方法能够定量评价胶浆稠度合理性。2.提出新的评价指标空隙差和析漏后材料成型的7d无侧限抗压强度，更全面直接的评价稠度合理性。3.试验装置常见，方法简便，可以在施工现场的实验室进行试验，方便现场的施工质量控制。
图1是析漏试验装置结构示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一下面结合图1说明本实施方式，本实施方式包括以下步骤 步骤一、将待测水泥稳定碎石排水基层混合料进行析漏试验；
步骤二、将析漏后的水泥稳定碎石排水基层混合料成型至少两份试件； 步骤三、将其中的一份或多份所述成型试件均勻分割成上下两部分，测量所述上下两 部分试件的空隙率，并计算上下两部分成型试件的空隙差是否小于5% ；
步骤四、将剩余所述成型试件进行7d无侧限抗压强度试验，测试所述剩余成型试件的 抗压强度是否在4. 8MPa 5MPa之间；
当步骤三和步骤四的两个条件同时满足时，则判定水泥胶浆的稠度是符合标准的。步骤一所述的析漏试验过程为
振动台上放置筛孔为2. 36mm的方口筛3和筛底2，方口筛3下方配套设置筛底2，将待 测水泥稳定碎石排水基层混合料放置于方口筛3中，启动振动台工作60s进行析漏试验。振动台的振动频率为50Hz 士 3Hz。其原理是待测水泥稳定碎石排水基层混合料在振动台1的振动荷载作用下，少 部分胶浆通过方口筛3的筛孔进入到筛底2中，通过方口筛3的胶浆质量，即为析漏质量m。振动台1为国标《普通混泥土力学性能试验方法》(GBJ81-85)、《普通混泥土长期 性能和耐久性能试验方法》(GBJ82-85)规定的振动台参数振动频率50Hz士3、空载振幅 0. 5mm。振动时间60s。方口筛3为道路工程专用的。步骤二的成型过程参照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTGE51-2009中 关于“无机结合料稳定材料的取样、成型和养生试验”方法的规定。为标准试验方法。本实施方式中给出一个具体实施例，成型试件20个，其中10个成型试件分割成上下两部分，测 量每个试件上下两部分的空隙率，既而计算出上下两部分的空隙差，10个成型试件的空隙 差取平均值为最终结果；另外10个成型试件用于7d无侧限抗压强度试验，每个成型试件的 强度取平均值为最终结果。排水基层应具有足够且均勻的空隙(约20%)和较高的强度。足够且均勻的空隙保 证了排水功能，较高的强度是作为路面结构部分的必要条件。通过对级配的设计可以得到 足够的空隙率，而均勻的空隙和较高强度则需通过控制胶浆的稠度以实现。在本实施方式 所述的胶浆稠度合理性评价方法中，采用空隙差和7d无侧限抗压强度作为评价材料胶浆 稠度合理性的指标。在本研究中采用空隙差Δ KK来评价空隙均勻性。所成型的试件为Φ15(3Π Χ15(3Π 的圆柱体形试件，自中间被分割为上、下两部分，分别测量每一部分的空隙率κκ。空隙差 Δ KK可以通过式1计算。较小的I Δ KK I意味着空隙均勻和良好的排水功能。当Δ VV为 正数时表示上部分的空隙率大于下部分，反之则表示下部的空隙率大。当空隙差为5%时， 试件上、下两部分偏离试件平均空隙率为2. 5%，虽有一定的偏差，但不会对排水性能有较大 的影响，因而可以确定空隙均勻性的评价标准为5%。<formula>formula see original document page 5</formula>(1)
作为路面结构的一部分，排水基层应具有足够的强度来支撑车辆荷载。既可以采用材 料直接成型的强度，也可以采用将混合料析漏之后成型试件的强度评价材料的强度。本文 采用的是将混合料析漏之后成型得到的试件的7d无侧限抗压强度。主要原因是其与实际 施工中的情况比较接近。在实际施工中，水泥胶浆在振动荷载的作用下会下沉，导致上部分 集料不能被水泥胶浆充分裹覆，材料较为松散，强度也就会降低。所述混合料析漏之后成 型得到的试件的7d无侧限抗压强度能更好的反映胶浆稠度对混合料强度的影响。《公路浙 青路面设计规范》JTGD50-2006对基层的要求强度在3MPa 5MPa，但考虑排水基层材料自 身结构特性和施工变异，室内实验时取规范规定的上限，确定7d无侧限抗压强度的标准为 4. 8MPa 5MPa。半刚性基层材料的7d无侧限抗压强度标准为3 5MPa，5MPa为强度上限。但并不是强度越高越好，半刚性基层材料的强度主要通过水泥的水化反应获得， 过高的强度要求水泥剂量高，对于普通的半刚性基层，这会容易导致收缩开裂，会形成放射 裂缝反应到路面表面，因而强度不宜过高。但是对于水泥稳定排水基层材料，自身具有的多空隙结构，能够有效的抑制收缩 裂缝的产生。制约其使用的主要是耐久性。而其强度与耐久性具有较大的相关性。
权利要求
用于水泥稳定碎石排水基层胶浆稠度的评价方法，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤一、将待测水泥稳定碎石排水基层混合料进行析漏试验；步骤二、将析漏后的水泥稳定碎石排水基层混合料成型至少两份试件；步骤三、将其中的一份或多份所述成型试件均匀分割成上下两部分，测量所述上下两部分试件的空隙率，并计算上下两部分成型试件的空隙差是否小于5%；步骤四、将剩余所述成型试件进行7d无侧限抗压强度试验，测试所述剩余成型试件的抗压强度是否在4.8MPa～5MPa之间；当步骤三和步骤四的两个条件同时满足时，则判定水泥胶浆的稠度是符合标准的。
2.根据权利要求1所述的用于水泥稳定碎石排水基层胶浆稠度的评价方法，其特征在于，步骤一所述的析漏试验过程为振动台上放置筛孔为2. 36mm的方口筛，方口筛下方配套设置筛底，将待测水泥胶浆放置于方口筛中，启动振动台工作60s进行析漏试验。
3.根据权利要求2所述的用于水泥稳定碎石排水基层胶浆稠度的评价方法，其特征在于，振动台的振动频率为50Hz 士 3Hz。
全文摘要
用于水泥稳定碎石排水基层胶浆稠度的评价方法，属于城建领域，本发明为解决现有对胶浆稠度的评价方法主观性强，不容易量化的问题。本发明方法包括以下步骤步骤一、将待测水泥稳定碎石排水基层混合料进行析漏试验；步骤二、将析漏后的水泥稳定碎石排水基层混合料成型至少两份试件；步骤三、将其中的一份或多份所述成型试件均匀分割成上下两部分，测量所述上下两部分试件的空隙率，并计算上下两部分成型试件的空隙差是否小于5%；步骤四、将剩余所述成型试件进行7d无侧限抗压强度试验，测试所述剩余成型试件的抗压强度是否在4.8MPa～5MPa之间；当步骤三和步骤四的两个条件同时满足时，则判定水泥胶浆的稠度是符合标准的。
文档编号G01N15/08GK101799397SQ201010152579
公开日2010年8月11日 申请日期2010年4月22日 优先权日2010年4月22日
发明者冯德成, 张鑫, 解晓光 申请人:哈尔滨工业大学