透水水泥稳定碎石材料设计研究

透水水泥稳定碎石材料设计研究　金　平　（安徽省建筑工程质量第二监督检测站，安徽合肥２３０００１）　＝口＝口　：　摘　要：近些年来，我国城市化进程不断加快，很多城市由于建筑物　和路面缺乏透水性，因此大部分雨水都是通过城市排水设施排走，这　譬　就导致城市地下水位不断降低，同时在降水较多季节，还可能造成道　时，城市路面结构内部的有效空隙能够初步满足城市　排水的基本要求。　１．３有效空隙率　墙　鸯：　嚣　路积水情况的发生，我国对透水混凝土的研究力度正在不断提升。基于透水水泥稳定碎石　对环境、经济等多个方面产生了负面影响。因此，　ｒ墅　“高强”和“透水”两个特性，文章以试验的形式对其级配设计进行深入　料：黧　的探索研究。　：＊　关键词：透水水泥；稳定碎石；设计　中图分类号：Ｕ４１６．２１４　文献标志码：Ａ　文章编号：１００７—７３５９（２０１８）０２—０１７８一Ｏ２　ＤＯｌ：１０．１６３３０／ｊ．ｃｎｋｉ．１００７—７３５９．２０１８．０２．０７３　０前言　透水水泥稳定碎石基层是城市路面结构排水层　和承重层，其性能必须充分满足这两个方面的需求，　首先要具备良好的透水性，其次要具备良好稳定性，　其路面结构的强度和高度能够支持路面施工操作的　正常开展。因此，透水水泥稳定碎石材料的级配设计　相较于普通的水泥混凝土复杂性更高，对此进行深入　探究具有十分重要的现实意义。　１设计参数的设定　１．１强度参数　透水水泥稳定碎石是一种较为特殊的混凝土，截　止到目前为止，我国还未出台明确的强度指标规范。　在对透水水泥稳定碎石的强度指标进行设定时，一定　要从经济性以及各项使用性能出发进行综合分析，在　此基础上进行强度指标的设计。　１．２总空隙率　透水水泥稳定碎石设计的空隙率为总空隙率，即　混合料总体积扣除固体骨架所占体积后剩余的部分，　主要由３个部分构成，分别是连通空隙、半连通空隙　以及封闭空隙。透水水泥稳定碎石的设计空隙率和其　排水的有效空隙率之间存在着十分紧密的联系，因此　总空隙率的确定要充分考虑到材料的排水效果。根据　实践调查分析，当设计空隙率控制在２０％～３０％之间　作者简介：金平（１９８３－），男，安徽合肥人，毕业于中国地质大学，助理　囝　工程师。　就城市排水而言，透水水泥稳定碎石的空隙通常　情况下可以分为有效空隙和无效空隙，水可以自由通　过有效空隙，而无效空隙在排水过程中发挥不出任何　作用。一般情况下，有效空隙多由孔径较大的连通空　隙构成，而无效空隙则由半连通空隙和封闭空隙构　成。当前阶段，针对有效空隙的测试还未形成统一的　方法，本文将结合工程检测情况设计一套合适的检测　方法：将混凝土立方体试件置于水中浸泡一段时间，　取出承重；之后悬挂静置，等到没有明显水滴落下，再　次承重；最后经过一定的计算确定其有效空隙率。　本次试验设计的有效空隙率为１５％～２５％之间，　使得材料能够在具备一定强度性能的基础上获得良　好的排水效率。　１．４渗透系数　渗透系数是透水水泥稳定碎石渗透性能的具体　体现，对这一性能的测试同样未形成统一的方法。当　前阶段，很多沥青路面采用的是路面渗水仪进行渗透　性能的检测，这种方法实际操作较为简单。　１．５原材料的要求　①水泥。在城市道路工程建设中比较常用的水泥　品种都可以用作试验，无论选择哪一品种的水泥，都　要保障水泥的品质达到相关技术规范的要求。　②粗集料。透水水泥稳定碎石对压碎值、针片状　以及含泥量存在具体要求。　③其他材料。水可以选用平时常用的自来水，在　添加掺合料以及外加剂时，一定要保障其品质达到相　关技术规范的要求。　２透水水泥稳定碎石配合比设计　２．１级配拟定　首先，进行级配初选。结合工程的实际情况对透　水水泥稳定碎石的最大粒径进行设定，之后在此基础　上进行级配范围的确定。　其次，进行粗集料骨架空隙检测。在级配确定之　后，采用和透水水泥稳定碎石成型类似的方式，将低　于一定粒径的细集料进行去除，之后对粗集料的振实　况下在强度性能方面很少出现问题，问题主要集中在　密度进行测量。根据透水水泥稳定碎石对有效空隙的　要求，粗集料级配试验得到的骨架空隙率要高于　２５％。　有效透水空隙方面，例如粗集料骨架空隙率较小或是　透水性不满足要求。具体的优化完善措施包括以下几　个方面。　其三，确定细集料的用量。在进行透水水泥稳定　碎石设计的过程中，不能单一的使用粗集料，这会导　致材料的轻度和耐久性能受到影响，因此若是不添加　其它外加剂的情况下，最好适当的加入一定比例的细　集料。细集料具有填塞内部空隙的作用，因此，对其用　量要进行严格的控制，避免透水性受到影响。在确定　３．１对透水水泥稳定碎石的级配进行适当调整　具体的调整方法主要包括３点：选择粒径较大的　级配类型；对粗集料各档的通过率进行适当的调整；￡—￡　适当的减少细集料的使用量。通过上述三种措施的单【＝＝　独或是综合应用，可以有效实现材料设计的既定目　：　标。　捶　水泥的用量和水灰比之后，可以根据试验得到的水泥　砂浆密度，结合预先设定的有效空隙率对细集料的用　量进行准确的计算。　２．２水泥用量的确定　透水水泥稳定碎石的强度和许多方面的因素存　在联系，例如水灰比、密实度、自身空隙分布情况等，　复杂性较高。因此对于水泥的用量，要结合推荐范围，　综合空隙率、强度值等多方面因素进行综合分析后得　出。下表为透水水泥稳定碎石水泥用量的参考值。　透水水泥稳定碎石水泥用量的参考值　表１　二二二　墨耋堕　级配最大粒径（ｍｒｒＩ）　３１．５　２６．５　强度要求（ＭＰａ）　３－５　５－８　３－５　５－８　水泥用量推荐（％）８．０～１２．０　９．０—１３．０　７．５～１　１．５　８．５～１２．５　２．３用水量的确定　透水水泥稳定碎石的用水量直接影响着材料材　料的强度和施工流淌情况，因此必须进行合理的设　定。在具体设计过程中，在确定用水量时，一方面要避　免低强度高流态水泥浆体的产生，另一方面则要考虑　到混凝土的和易性以及经济性，因此应该尽量以材料　的强度为参考进行用水量的确定。　２．４外加剂的选择　使用外加剂能够起到改善材料性能的作用，是满　足材料特殊性能要求的有效手段。在透水水泥稳定碎　石设计中，高强度和透水性是两个必须考虑的重要因　素，因此外加剂的选用也要从这两个方面性能的加强　人手，保障外加剂种类的用量的合理性。使用外加剂　的具体目标为降低水灰比以及减少水泥浆体流淌，因　此在透水水泥稳定碎石设计中，应该选用减水剂以及　增稠剂两种类型的外加剂。　３透水水泥稳定碎石配合比优化　在透水水泥稳定碎石材料设计的过程中，一般情　３．２对水泥的使用量进行调整　蕊　在透水水泥稳定碎石设计过程中，满足其性能要　：惹　求的水泥用量参数并不是固定的数值，是在综合考虑　纛：　强度和空隙率的情况下得到一个范围值。因此在进行　辣＋　水泥用量确定的过程中，可以采用分组的方式进行对　照试验，尽可能的掌握水泥用量的最小值。在此基础　上进行适当的提升，这对于实际工程施工质量的控制　具有十分重要的意义。　３．３水灰比的调整　在水灰比确定之后，要进行拌合试验，对集料表　面的水泥浆体形貌以及细集料的离析流淌情况进行　细致的观察。在对水灰比进行调整的过程中，除了对　单位水泥用水量进行调整之外，还可以通过使用外加　剂的方式改善材料的各项性能。如果通过调整水灰比　的方式无法使材料的强度和性能达到要求，可以考虑　更换水泥的品种。　４结语　综上所述，在进行透水水泥稳定碎石设计的过程　中，必须同时考虑强度和空隙率两个方面的指标，通　过本文的阐述和分析可以得到以下结论：透水水泥稳　定碎石的材料设计参数主要包括抗压强度、有效空隙　率以及渗水系数等方面，直接影响着路面的承载能力　和排水性能；在具体设计的过程中，可以通过骨架空　隙率对粗集料级配进行调整，同时综合细集料的应　用，确定最合理的级配。　参考文献　【１】孙天垠．多孔水泥碎石排水基层结构与材料研究【Ｄ】．长安大学，　２０１０．　【２］边开磊．水泥稳定碎石透水基层性能研究【Ｄ］．长安大学，２０１０．　【３】薛子龙．路面基层开级配水泥稳定碎石使用性能研究［ＤＪ．湖南大　学，２０１５．　［４】张超．透水水泥稳定碎石使用性能试验与分析［Ｊ】．公路，２０１４（３）．　［５】王宁辉，张天泽．透水水泥稳定碎石基层混合料材料组成和室内　性能试验研究［ＪＪ．中外公路，２０１１（２）．　囫