K法优化二灰稳定砂砾配合比研究
・４・
北方
交通
２０１１
Ｋ法优化二灰稳定砂砾配合比研究
宋星军，侯昭光
（珠海交通集团有限公司，珠海５１９０７１）
摘要：针对二灰砂砾在实际使用中存在离析、早期强度较低、耐冲刷性一般等缺点，通过合理级配设计使得二灰砂砾具有良好的路用性能是保障其应用的关键。通过Ｋ法对二灰砂砾配合比优化，经过室内测试分析，提出了基于性能设计原则的二灰砂砾混合料合理的配合比。
关键词：二灰砂砾；配合比设计；Ｋ法；路用性能中图分类号：Ｕ４１４
文献标识码：Ｂ
文章编号：１６７３—６０５２（２０１１）０２－０００４一０３
二灰稳定砂砾基层作为一种半刚性基层，具有此法也可以用通过百分率Ｐ。表示，即ｘ级的通
过百分率为：
两个较明显的特点。其一是具有较高的强度和承载
能力，其二是半刚性基层刚度大，整体性强，使得其
Ｐ。＝１００一（ａ１＋ａ２＋…，＋ａ，）
上沥青面层弯拉应力值较小，从而提高了沥青面层
抵抗行车荷载疲劳破坏的能力。二灰稳定砂砾正是基于其较好的整体性，及后期强度高，有一定的抗冲
：１００（Ｉ一甚）（％）
式中：】（－级数，ｘ＝３．３２１９芋。
Ｕｚ
刷能力等特点，在公路路面工程中已广泛应用。但
是规范中对最大粒径的规定（一级及一级以上公路使用二灰砂砾做基层最大粒径应小于３１．５ｉｎｔｏ）增
２２．１
Ｋ法优化二灰砂砾配合比原材料物理指标的测定
（１）粉煤灰：选取了岳阳华能电厂生产的粉煤
加了施工难度，从而提高了工程成本。如何通过合理级配设计使得二灰砂砾具有良好的路用性能是保
障其应用的关键。
１
灰，其指标分别见表１、表２所示。
表１二灰稳定砂砾粉煤灰质量要求
实验项目
ｌ２
Ｋ法简介
检验结果规范要求
２．５９２Ｏ．１８
（Ｏ．６ｍｍ
ｌｏｏ９６．３５７５．３５
≥２．５０≤１１００
备注合格合格
前苏联的伊万诺夫、奥浩钦等提出用颗粒分级
重量递减系数ｋ为参数的矿料级配曲线（简称ｋ
视密度（ｇ／ｍ３）含水量（％）
粒度范围（％）
＜０．１５ｒａｍ＜０．０７５ｍｍ
法）。如以Ｄ表示矿料最大粒径，当矿料粒径按１／２递减时，其相应的各级粒径尺寸为：Ｄ。＝Ｄ／２０，Ｄ。＝Ｄ／２１，Ｄ２＝Ｄ／２２…，Ｄ。＝Ｄ／２“。这样Ｄ～Ｄ／２为第
一级，Ｄ／２一Ｄ／４为第二级，…。如第一级筛余量ａｌ
３
９０—１００合格
７５一１００
表２粉煤灰的化学性质分析
＝ａｌｋｏ，则第二级筛余量为ａ：＝ａ。ｋ１，第三级筛余量
ａ３＝ａｌｋ２，…，ａ。＝ａｌｋ”１。ｋ为筛余量的递减系数，ｄ为最小粒径，通过控制粒径其通过量为零，决定总级数１１。
１１＝３．３２１９（Ｄ／ｄ）
从试验结果可以看出华能电厂生产的粉煤灰
据此，各级的筛余量相加应为１００％，即：
ａｌ（ｋｏ＋ｋ１＋…＋ｋ“一１）＝１００％ａｌ＝１００（ｋ一１）／（ｋ“一１）
ａ。＝ａ】ｋ”１＝１００（ｋ—１）ｋ１－ｉ／（ｋ“一１）
Ｓｉ０２、Ｆｅ：０３、ＡＩ：０３的总含量大于７０％，烧失量小于
２０％，为合格灰。
（２）石灰：采用临湘白云矿生产的石灰，具体指标见表３、表４所示。
（３）天然砂砾：砾石采用岳阳县鹿角料场的砾
式中：ａ，一第一级（Ｄ—Ｄ／２）的集料筛余量；ａ。一第ｘ级（欲计算的）集料筛余量。
石，将所选送的砾石试样用方孔筛人工分为四档，
ｌ＃４０—２０ｍｍ，２＃２０一ｌＯｍｍ，３＃１０—５ｍｍ；砾石中
第２期
宋星军等：Ｋ法优化二灰稳定砂砾配合比研究
表３二灰稳定砂砾石灰质量要求
・５・
级数ｎ时ｄ取０．００４。
表５连续级配计算结果
测试结果０
５一Ｏｍｍ的料筛除。将选送的砂进行筛分除去５ｍｍ
以上的集料，制成４＃５～Ｏｍｍ的细集料。２．２级配的确定
对各级粒子数量具体分配的级配原则，国内外
都进行了大量的研究，提出了许多经验表格和计算
方法，主要的有连续级配、折断级配，为了明确哪种理论更适合于二灰砂砾集料的级配组成设计，按照
连续级配曲线和折断级配曲线与规范要求级配曲线的比较见图１、图２所示：
级配理论，通过Ｋ值法计算得出连续级配、折断级
配，级配见表５、表６和图ｌ、图２所示。具体计算总
根据计算求得的各种不同级配以及不同Ｋ的
取值，通过对粗集料的自然堆积密度、振实密度和捣
图１连续级配曲线与规范要求级配曲线的比较
图２折断级配曲线与规范要求级配曲线的比较
・６・
北方实密度的测定，同时考虑集料在对应状态下的粗集料骨架间隙率进行比较，选取间隙率小、捣实密度大的级配作为实验用级配进行下一步实验。经过测量连续级配取Ｋ＝０．８０时的级配的振实密度（∥ｍ３）
＝１．８５７、捣实密度（ｇ／ｍ３）＝１．７５４都大于其他Ｋ值的振实密度和捣实密度，间隙率ＶＣＡ（％）＝
３５．６６０又是最小值，因此，连续级配取Ｋ＝０．８０时的级配。因为折断级配取Ｋ＝０．７５—０．８５时的级配的振实密度（ｇ／ｍ３）＝１．８５７、捣实密度（ｇ／ｍ３）＝１．７５７都大于其他Ｋ值的振实密度和捣实密度，间隙率ＶＣａ（％）＝３５．４２２又是最小值，因此，折断级配取Ｋ＝０．７５—０．８５时的级配。
２．３石灰粉煤灰比例的确定
石灰、粉煤灰按１：２、ｌ：２．５、１：３．５、１：４的比例成型５×５ｅｍ试件，其７ｄ强度见图３所示。
ｌｌＩｌ
ｌ
ｌ
Ｏ
ＯＯＯ
一川
１：２．０
ｌ：２，５
ｌ：：’．０
ｌ：３．Ｓ
Ｌ：４．（
石灰：粉煤灰
图３不同石灰粉煤灰比例的二灰强厦
由图３可知：随着粉煤灰含量的增加，二灰的强
度逐渐增长，但当增加到某一数值时，其强度反而会
下降。对于本次试验所用原材料，当石灰：粉煤灰＝１：３．０时，二灰强度最大。２．４二友与集料比例的确定
根据强度理论，假设在一个单位实方体的混合料中，粒料的最大用量为一单位松方用量，结合料以最佳压实状态填充粒料的剩余空隙。
（１）集料的松散干容重为１．，平均相对密度（平
均视密度）为ｐ，则一个单位实方体中集料占有的体
积为
Ｖ１＝１１×（１／ｐ）
（１）
ｎ
Ａ其中，ｐ＝１００／∑２”１
ｐｉ
式中：Ｐｉ一集料各组成颗粒相对密度；Ａ；一组成中各集料含量。
（２）结合料占有体积：Ｖ：＝ｌ—Ｖ，
（３）结合料的最大干密度为１：，则结合料在单
位实方体中占的重量１２．Ｖ：＝１２（１一Ｖ。）
（４）混合料最大干密度为＾ｙ。，根据实方体中混
合料的重量为结合料与粒料两部分重量之和，则有：
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２０１１
１。％＝１・叮１＋Ｖ２讹
又由式（１）知了ｌ＝Ｐ・Ｖｌ，所以％＝Ｐ・Ｖ１＋
１２・Ｖ２
（５）计算结合料与粒料的重量比结合料：粒料＝１２・Ｖ２／％：ｐ・Ｖ１／＇ｔｏ
对于连续级配Ｋ＝０．８０而言，结合料的最大干密度为１．２３２９／ｅｍ３，集料的松散干容重＾ｙ。＝１．６９
ｎ
Ａ
ｇ／ｃｍ３，根据ｐ＝１００／．羞｝可计算求出集料的平均相
’一１｜Ｊｉ
对密度（平均视密度）ｐ＝２．５９ｇ／ｃｍ３，根据结合料：粒料＝．ｙ２・Ｖ２／‰：Ｐ・Ｖ１／１０可得其比为１：４，即二灰含量采用２０％。同理根据各种级配集料的实测密度，运用上述公式计算可得折断级配Ｋ＝０．７５—０．８５，二灰含量采用２５％。２．５室内各项指标测试
根据设计理论配合比成型试件，将其养生到一
定的龄期，测定各项物理及力学指标详见表７所示。
表７优化级配各项性能指标汇总表
熊替蒜ｌ。ｌｌ＇ａ瓣嚣尝
方案抗压强度抗压强度开裂开裂’二：＿。二：
…
（ＭＰａ）（）系数系数
一。’
３结语
通过室内测试与分析，并且结合在实际当中的
应用，根据二灰砂砾使用特点提出了二灰砂砾混合料合理的配合比，且与传统方法相比较，该方法量化了配合比设计过程，使得混合料配比设计从集料级
配、结合料比例及混合料使用性能三个层次进行设计，与以往采用传统的以强度为唯一控制指标进行的设计不同，完善了现行技术标准中在此方面的规
定，具有较高的推广应用价值。Ｋ法设计的级配的各项路用性能均满足规范要求，同时部分性能较一
般设计级配更佳。
参考文献
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出版社。１９９９．
［４］ＴＩＴｒｌＣＯＮＥＰ．Ｙｉｙ
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ｈ沁［Ｊ］．ＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９１，（１０）：
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第２期北方
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降粘剂Ｓａｓｏｂｉｔ对温拌沥青的性能影响与评价
吴耀东
（辽宁省交通科学研究院，沈阳１１００１５）
摘要：降粘剂Ｓａｓｏｂｉｔ是可实现沥青混合料温拌化的一种新型材料。通过对掺有降粘剂Ｓａｓｏｂｉｔ沥青的常规性能、流变性能和粘度指标测试，分析降粘剂Ｓａｓｏｂｉｔ掺入前后的沥青性能变化及其掺量影响。结果表明，降粘荆Ｓａｓｏｂｉｔ可显著提高沥青高温性能，对低温性能略有降低。降低沥青高温粘度，提高低温粘度，可实现沥青混合料的温拌化，且其最佳掺量为２％＜Ｓａｓｏｂｉｔ掺量＜４％。
关键词：降粘剂Ｓａｓｏｂｉｔ；温拌沥青；常规性能；流变性能；粘度中图分类号：Ｕ４１４
文献标识码：Ｂ
文章编号：１６７３—６０５２（２０１１）０２一Ｏ００７—０４
温拌沥青混合料（ＷＭＡ）是一类拌和温度和施工温度介于热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料之间，性能达到热拌沥青混合料标准的新型沥青混合料。它具有节约能源、减少污染、延长施工工期等优点，成为我国目前道路施工的主流趋势。通过添加降粘剂Ｓａｓｏｂｉｔ可实现沥青混合料的温拌化，这主要与降粘剂Ｓａｓｏｂｉｔ的物理化学性质有关。它的滴熔点约为１１５℃，高于该温度时，它吸附沥青中与它结构相近似的饱和组分，形成稳定溶液而不离析，降低沥青粘度；低于该温度时，在沥青中形成一种晶体网
分别为ｌ％、２％、３％、４％、５％。对其进行针人度、软化点、５。ｅ延度和１５。Ｃ延度指标测试，其试验结果见图１～图４。
一
ｉ
一
苫
心～
心．
＋辽河９０＃——
＋西太９０＃——
掰Ｗ射耵瓢乳“●
０
１
２
３
４
５
６
趟
一＜赤
状结构，锁定沥青中的饱和油份，提高沥青低温粘
度。从而达到降低混合料施工温度，实现温拌化。
本文通过对掺有降粘剂Ｓａｓｏｂｉｔ的温拌沥青进行常规性能、流变性能和粘度试验，来分析评价降粘剂Ｓａｓｏｂｉｔ的掺入对温拌沥青性能的影响。
１
掺配比例（％）
图１
Ｓａｓｏｂｉｔ掺羹与针人度关系图
９，ｍ１一图４看出，随着降粘剂Ｓａｓｏｂｉｔ掺量的增加，沥青针入度逐渐降低，说明沥青感温性能提高；软化点逐渐升高，高温性能增强。降粘剂Ｓａｓｏｂｉｔ掺量大于３％时软化点均超过７５。Ｃ，高温性能增强效果显著；１５℃延度逐渐降低，低温性能降低，且降粘剂Ｓａｓｏｂｉｔ掺量大于４％后，下降幅度加大，对低温
降粘剂Ｓａｓｏｂｉｔ对温拌沥青常规性能影响沥青三大指标针入度、软化点和延度是评价沥
青性能的基本指标，也是最重要指标。论文选用辽河９０，和西太９０－两种基质沥青，降粘剂Ｓａｓｏｂｉｔ掺量
Ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｏｎ
Ｌｉｍｅ—ｎｙ—ａｓｈＳｔａｂｉｌｉｚｅｄＧｒａｖｅｌＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎＯｐｔｉｍｉｚｅｄｂｙＫＭｅｔｈｏｄ
ｌｉｍｅ—ｎｙ—ａｓｈｇｒａｖｅｌ，ｌｏｗ
ｅａｒｌｙｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｓｕｃｈ鹪ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｉｎ
ｐｏｏｒａｂｒａｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｒｅａｓｏｎａｂｌｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｗｈｉｃｈｃａｎ＃ｖｅｇｏｏｄｒｏａｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｏｌｉｍｅ—ｎｙ—ａｓｈａｎｄ
ｉｎｄｏｏｒｔｅｓｔ
ｇｒａｖｅｌｉｓｔｈｅｋｅｙｐｏｉｎｔｔｏｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｒｅａｓｏｎａｂｌｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆ
ｏｎ
ｌｉｍｅ—ｎｙ—ａｓｈ
ｇｒａｖｅｌｍｉｘｔｕｒｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｄｅｓｉｇｎ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ
ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｔｈｒｏｕｇｈ
ｌｉｍｅ—ｎｙ—ａｓｈｇｒａｖｅｌｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚｅｄｂｙＫｍｅｔｈｏｄ
ａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ．
Ｌｉｍｅ——ｆｌｙ—－ａｓｈｇｒａｖｅｌ；Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ
ｄｅｓｉｇｎ；Ｋ
ｍｅｔｈｏｄ；Ｒｏａｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
K法优化二灰稳定砂砾配合比研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
宋星军， 侯昭光
珠海交通集团有限公司,珠海,519071北方交通
NORTHERN COMMUNI CATIONS2011(2)
参考文献(5条)
1. 邢俊堂;刘好成;李炜光 二灰砂砾配合比设计方法研究[期刊论文]-辽宁交通科技 2005(11)2. JTJ 057-94,公路工程无机结合料稳定材料试验规程3. 沙庆林 高等级公路半刚性基层沥青路面 19994. TITTICONEP Fiy ash for hire 1991(10)
5. 滕旭秋;陈忠达;蒋万民 二灰碎石混合料配合比设计方法[期刊论文]-长安大学学报(自然科学版) 2006(01)
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_lnjtkj201102002.aspx