CN110849786A - 一种多孔水泥稳定碎石空隙率的测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多孔水泥稳定碎石空隙率的测定方法，包括：取成型的多孔水泥稳定碎石试件，将其在标准养护室中养护27～30天，然后采用真空塑封法进行测定。本发明结合多孔水泥稳定碎石自身的特性，提供了多孔水泥稳定碎石空隙率的测定方法，该方法能有效测定工程实际中多孔水泥稳定碎石类材料的空隙率，相比于现有的参照沥青混合料的测定方法，准确又方便快捷。
Description
技术领域
本发明涉及公路工程技术领域，更具体地，涉及一种多孔水泥稳定碎石空隙率的测定方法。
背景技术
道路内部排水是防止雨天道路积水的重要措施之一，多孔水泥稳定碎石作为一种性能优良的骨架孔隙型材料被广泛应用在道路基层中。其中多孔水泥稳定碎石的空隙率关系着透水基层的使用性能，若空隙率过小则会影响路面整体结构的渗水性能，若空隙率过大则会降低其力学性能。因此，准确测定多孔水泥稳定碎石的空隙率具有重要意义。
目前，现行的规范中没有关于多孔水泥稳定碎石空隙率的测定方法，本领域技术人员大多参考透水沥青混合料空隙率的测定方法，即采用水中重法或蜡封法。
但在实际操作过程中，由于多孔水泥稳定碎石试件为大空隙结构，利用水中重法测定时，会将试件直接放入水箱中的网篮里进行称重，这种操作方式一方面会使试件空隙中的气体无法完全排出，并且在测试过程中，试件外壁的水泥及细骨料会有些许脱落，尤其放入水中时其脱落现象更为剧烈，最为直观的表现是试件周围水域变的浑浊不清，另一方面水泥材料具有一定的吸水性，不适用于水中重法。通过水中重法测出来的有效空隙率会比实际空隙率偏小。而利用蜡封法进行测定时，蜡封过程繁琐，且容易出现包封不完整从而影响测试结果准确性。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种多孔水泥稳定碎石空隙率的测定方法。
本发明提供一种多孔水泥稳定碎石空隙率的测定方法，包括：取成型的多孔水泥稳定碎石试件，将其在标准养护室中养护27～30天，然后采用真空塑封法进行测定。
水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实。与沥青混合料相比，多孔水泥稳定碎石材料采用的水泥胶浆具有一定的吸水性且其与粗集料的粘结性较差。因而若将成型的多孔水泥稳定碎石试件直接测定空隙率，则会出现水泥胶浆吸水、细集料脱落等现象，导致结果测试不准确。本发明经过实验发现，将试件在标准养护室中养护27～30天后再进行测试效果较好，若养护时间太短则会影响水泥胶浆的粘结性能，导致细集料脱落严重，实验发现试件养护7天后的无侧限抗压强度比养护28天后的无侧限抗压强度大约低20％，而养护时间太久则会拖延工期。
进一步地，所述标准养护室的条件为温度20±2℃，相对湿度95％RH以上。
进一步地，所述多孔水泥稳定碎石试件采用静压法成型，规格为φ120～180mm×120～180mm的圆柱体，优选为φ150mm×150mm的圆柱体。
将试件制成圆柱体有利于与实际工程中对不同使用年限的路面基层的芯样进行实验对比，便于分析不同使用年限对其空隙率的影响程度。而将其规格控制在上述范围内一方面不会因试件太大而造成测试不方便，另一方面不会因试件太小不能尽可能反映内部结构而导致结果不够准确。
进一步地，所述真空塑封法具体包括：
步骤1，称取所述多孔水泥稳定碎石试件的空中质量ma；
步骤2，将所述多孔水泥稳定碎石试件进行真空塑封，称取塑封件的空中质量mb；
步骤3，将步骤2的塑封件放入溢流水箱的网篮中称取其水中重量mc；
步骤4，计算所述多孔水泥稳定碎石试件的毛体积相对密度ρ1，计算公式如式(1)：
式中，ρs为塑封袋相对于水的相对密度，无量纲；
步骤5，计算所述多孔水泥稳定碎石试件的空隙率VV，计算公式如式(2)：
其中ρ2为所述多孔水泥稳定碎石试件的理论最大相对密度，无量纲。
进一步地，步骤2中，采用真空塑封仪进行真空塑封，所述真空塑封的条件为在真空度不小于101.4kPa下，采用16～20m3/h的抽气速率抽气30～60s。
进行真空塑封所使用的塑封袋需材质均匀且密封性好。塑封后要检查塑封件的密封性，检查密封性的方法可以为将塑封件放入溢流水箱的网篮中，若电子秤始终不能稳定读数，并且水中伴有气泡流出，则说明其密封效果不好，需另取试件进行塑封。
进一步地，为了测试结果更准确，步骤3中，所述塑封件完全浸入水中且不接触所述溢流水箱的内壁。
进一步地，步骤5中，所述最大理论密度ρ2的计算公式为
其中，Pc表示水泥含量(％)；γse表示合成矿料的有效相对密度，无量纲；γc表示25℃水泥的相对密度，无量纲。
进一步地，所述多孔水泥稳定碎石试件为间断级配，其中15～20mm粒径集料占比60～70％，5～10mm粒径集料占比10～20％，余量为0～3mm粒径集料，三种粒径集料占比之和为100％。
本发明结合多孔水泥稳定碎石自身的特性，提供了多孔水泥稳定碎石空隙率的测定方法，该方法能有效测定工程实际中多孔水泥稳定碎石类材料的空隙率，相比于现有的参照沥青混合料的测定方法，准确又方便快捷。
附图说明
图1为本发明实施例中真空塑封后的试件实物图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种多孔水泥稳定碎石空隙率的测定方法，具体包括以下步骤：
步骤1，采用静压法成型规格为φ150mm×150mm的圆柱体多孔水泥稳定碎石试件，并在标准养护室中养护28d，其中标准养护室的条件为温度20±2℃，相对湿度95％RH以上；
步骤2，将养护结束的多孔水泥稳定碎石试件从标准养护室中取出，称取其空中质量ma；
步骤3，采用混合料专用真空塑封仪(DVS-01)将步骤2的多孔水泥稳定碎石试件进行真空塑封，塑封条件为采用(16～20)m3/h的抽气速率抽气30～60s，且真空度为101.4kPa，塑封后的实物图如图1所示，检查其密封性，若密封良好则称取塑封件的空中质量mb；
步骤4，将步骤3的塑封件放入溢流水箱的网篮中，注意塑封件需完全浸入水中且不接触溢流水箱的内壁，称取其水中重量mc；
步骤5，计算多孔水泥稳定碎石试件的毛体积相对密度ρ1，计算公式如式(1)：
式中，ρs为塑封袋相对于水的相对密度，由厂家提供的塑封袋密度与水密度相比，获得本实施例中ρs为1.042；
步骤6，计算多孔水泥稳定碎石试件的空隙率VV，计算公式如式(2)：
其中ρ2为多孔水泥稳定碎石试件的理论最大相对密度(无量纲)，其计算公式为
其中，Pc表示水泥含量(％)；γse表示合成矿料的有效相对密度，无量纲；γc表示25℃水泥的相对密度，无量纲。
本实施例中，采用水泥含量为5.5％的六组相同级配(具体为15～20mm粒径集料占比65％，5～10mm粒径集料占比15％，0～3mm粒径集料占比20％)的多孔水泥稳定碎石试件进行其空隙率的测定，测定结果如表1所示。
表1各组试件空隙率测定结果
由上表可知，按本实施例的方法测定的空隙率比按水中重法测得的结果更准确，且整个测定过程方便易操作。
最后，本发明的实施例仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种多孔水泥稳定碎石空隙率的测定方法，其特征在于，包括：取成型的多孔水泥稳定碎石试件，将其在标准养护室中养护27～30天，然后采用真空塑封法进行测定。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述标准养护室的条件为温度20±2℃，相对湿度95％RH以上。
3.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于，所述多孔水泥稳定碎石试件采用静压法成型，规格为φ120～180mm×120～180mm的圆柱体。
4.根据权利要求1～3任一项所述的测定方法，其特征在于，所述真空塑封法具体包括：
步骤1，称取所述多孔水泥稳定碎石试件的空中质量ma；
步骤2，将所述多孔水泥稳定碎石试件进行真空塑封，称取塑封件的空中质量mb；
步骤3，将步骤2的塑封件放入溢流水箱的网篮中称取其水中重量mc；
步骤4，计算所述多孔水泥稳定碎石试件的毛体积相对密度ρ1，计算公式如式(1)：
式中，ρs为塑封袋相对于水的相对密度，无量纲；
步骤5，计算所述多孔水泥稳定碎石试件的空隙率VV，计算公式如式(2)：
其中ρ2为所述多孔水泥稳定碎石试件的理论最大相对密度，无量纲。
5.根据权利要求4所述的测定方法，其特征在于，步骤2中，采用真空塑封仪进行真空塑封，所述真空塑封的条件为在真空度不小于101.4kPa下，采用16～20m3/h的抽气速率抽气30～60s。
6.根据权利要求4或5所述的测定方法，其特征在于，步骤3中，所述塑封件完全浸入水中且不接触所述溢流水箱的内壁。
7.根据权利要求4～6任一项所述的测定方法，其特征在于，步骤5中，所述理论最大相对密度ρ2的计算公式为
其中，Pc表示水泥含量，单位％，γse表示合成矿料的有效相对密度，无量纲，γc表示25℃水泥的相对密度，无量纲。
8.根据权利要求1～7任一项所述的测定方法，其特征在于，所述多孔水泥稳定碎石试件为间断级配，其中15～20mm粒径集料占比60～70％，5～10mm粒径集料占比10～20％，余量为0～3mm粒径集料。
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