CN115504755A - 一种超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料制备方法和施工工艺 - Google Patents

一种超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料制备方法和施工工艺 Download PDF

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Abstract

一种超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料制备方法和施工工艺。所述的水泥稳定碎石基层材料其组分按重量份数计包括：集料100份、超硫酸盐水泥3.5‑6.0份和水4.0‑5.5份。其制备方法为将上述成分混合、静压、养护即可。由于超硫酸盐水泥的特性与普通硅酸盐水泥有所不同，其水稳基层的施工工艺、养护工艺、现场检测方法、质量控制方法均应与普通硅酸盐水泥有所区别。将超硫酸盐水泥用于稳定碎石基层材料，不仅解决了现有技术中稳定碎石基层材料抗收缩能力差，抗侵蚀能力弱，初凝时间过短等问题，在大量消纳工业固废的同时，提高了道路结构的使用寿命，拓宽了超硫酸盐水泥的工程应用场景，对于超硫酸盐水泥的道路化综合利用具有重要意义。

Description

一种超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料制备方法和施工工艺
技术领域
本发明属于道路基层材料技术领域，具体涉及一种超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料制备方法和施工工艺。
背景技术
公路稳定碎石基层作为一种半刚性材料，由于其良好的力学性能和耐久性，使其在我国应用十分广泛。稳定碎石基层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填充骨料空隙，按嵌挤原理摊铺压实形成。但是随着水泥原材料的紧缺和不可再生性、使用成本逐步提升以及国家对环保、排放要求的进一步提高，亟须发展一种新型绿色道路工程材料以取代传统的胶凝材料用于公路工程中。
超硫酸盐水泥是一种以粒化高炉矿渣为主要原料，以石膏为硫酸盐激发剂，配合碱性激发剂共同粉磨或分别粉磨而制成的少熟料或无熟料水硬性胶凝材料。超硫酸盐水泥具有水化热低、抗硫酸盐侵蚀强、耐久性好等特性，能充分利用工业固废，属于节能环保型水泥，用于稳定碎石基层材料，不仅实现了环保与基础建设的结合，还为超硫酸盐水泥的规模化应用提供了新的途径。
CN103408275A公开了一种基于超硫酸盐水泥的玻璃纤维混凝土，其组分为玻璃纤维、超硫酸盐水泥、砂、石、水及减水剂，各组分的重量比为：1份超硫酸盐水泥，0.01-0.10份玻璃纤维，1.8-2.6份砂，2.5-3.3份石，0.29-0.52份水，0.01-0.025份减水剂。该发明可以明显提高混凝土的耐碱侵蚀能力和使用寿命，但仅针对混凝土范畴。
CN109851303A公开了一种低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，其组分为超硫酸盐水泥49.1％～62.9％、细集料20％～39.95％、减水剂0.15％～0.5％、消泡剂0.04％～0.3％、促凝剂0～0.3％、纤维1.5％～25％和缓凝剂0～0.4％。该发明可显著提高混凝土抗折强度，减少收缩并提供了相应施工方法，但仅针对幕墙、装饰混凝土，并未涉及道路材料制备及施工工艺。
CN111574167A公开了一种耐海水和高盐环境侵蚀的混凝土构件，它由包括FRP筋和超硫酸盐水泥混凝土的原料浇筑而成。所述的超硫酸盐水泥混凝土，按重量百分比计，其原料组分由超硫酸盐水泥10％～20％、细集料25％～40％、粗集料40％～55％、水4％～10％和外加剂0.05％～0.2％组成；该混凝土结构具有优异的抗硫酸盐能力，但仅针对混凝土构件，并未涉及道路基层结构。
CN108585730A公开了一种高强磷石膏基超硫酸盐水泥混凝土及其制备方法，其制备方法为：1)磷石膏球磨预处理：将磷石膏、粉煤灰、水泥、减水剂和水置于球磨罐中进行湿磨，随后筛出并进行陈化处理得到磷石膏浆体；2)混凝土制备：将粗骨料、细骨料、减水剂、磷石膏浆体和水加入混凝土搅拌机中进行搅拌成型。该发明提供的高强磷石膏基超硫酸盐水泥混凝土具有强度高、凝结时间短、体积稳定性好的优点。但仅针对混凝土范畴，筛分、陈化工序也明显增加了生产周期，增大了工程成本。
CN111574165A公开了一种超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料及制备和施工方法，该基层材料质量份配比如下：矿料2100-2300份、超硫酸盐水泥70-110份、水100-115份，纤维1.5-2.2份。该发明在降低工程造价的同时，提高基层的抗裂能力和强度，延长路面使用寿命。但该发明在施工方法中并未描述其与普通硅酸盐水泥稳定碎石基层的区别，且加入纤维后加大施工难度，显著提升工程造价，不具备大面积推广性。
CN111848080A公开了一种磷石膏基超硫酸盐水泥稳定层材料，按重量百分比计，其原料组分为湿磨改性磷石膏浆料45～55％(以其中所含磷石膏的有效含量来计)、矿渣粉40％～45％、硅酸盐水泥5％～10％。该发明可以有效延缓施工凝固时间，有利于路面基层的施工。但该发明所述水泥为磷石膏基超硫酸盐水泥，且所制备稳定碎石层材料早期强度较低，不适用于极重、特重交通情况。
现有专利技术中尚无将脱硫石膏基超硫酸盐水泥应用于稳定碎石基层材料中的发明，而基层混合料室内试验、现场施工工艺有诸多关键控制要点，相比普通硅酸盐水泥有很大不同，需要深度结合超硫酸盐水泥的物理力学特征，相应的提出适应于公路基层施工的关键成套发明技术。此外，现有超硫酸盐水泥基层应用相关专利，只是套用硅酸盐水泥的施工工艺，并未说明两者施工工艺上的异同，如采用普通硅酸盐水泥施工公路基层，其过程质量控制方法可采用EDTA二价Ca2+滴定法，而超硫酸盐水泥中PH值较低，无法稳定的络合、滴定出Ca2+离子，进而无法准确计算出基层混合料中水泥的真实用量。
因此，本发明在提出超硫酸盐水泥稳定碎石基层混合料制备方法的基础上，还针对基层施工工艺、过程质量控制及现场质量检测方法进行了***要求，明确提出采用硫酸钡比浊法作为超硫酸盐水泥的质量控制方法，此方法目前在国内外尚无相关专利。而本专利的实施，将对于拓宽超硫酸盐水泥的工程应用场景，大面积推广应用超硫酸盐水泥均有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于，为超硫酸水泥的应用提供一种新的应用途径，通过稳定碎石基层材料的制备、施工、检测及质量控制研究，解决了现有技术中稳定碎石基层材料抗收缩能力差，抗侵蚀能力弱，初凝时间过短等问题，在大量利用工业固废的同时，提高了道路结构的使用寿命，对于超硫酸盐水泥的道路综合利用具有重要意义。
本发明提供了一种基于超硫酸盐水泥的稳定碎石基层材料，其组分按重量份数计包括：集料100份、超硫酸盐水泥3.5-6.0份和水4.0-5.5份。
本发明中，所述超硫酸盐水泥为脱硫石膏基超硫酸盐水泥，其组分按质量比包括：脱硫石膏30～40％，通用水泥1～5％，矿渣粉15～25％，钢渣1～5％，粉煤灰20～30％，复合激发剂1～5％，1～3‰糖类缓凝剂。
优选的，所述超硫酸盐水泥的凝结时间应该控制在初凝时间≥300min，终凝时间≤600min。
优选的，所述超硫酸盐水泥中脱硫石膏应选取电厂烟气脱硫石膏，二水石膏(CaSO4·2H2O)质量百分比达到80％-90％，所述脱硫石膏化学含量包括：SO3含量40％～45％、CaO含量40％～50％，SiO2含量2％～5％，结晶水含量10％～30％。
优选的，所述超硫酸盐水泥中矿渣粉应选取符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T18046)规定的级别为S95以上的高炉矿渣粉。
优选的，所述超硫酸盐水泥中粉煤灰应选取一级灰、二级灰其中之一。
优选的，所述超硫酸盐水泥中通用水泥应选取PO 42.5水泥。
本发明中，所述细集料应采用干净石屑，所述粗集料应选取粒径为4.75mm～31.5mm石灰岩碎石。
优选的，所述集料级配：粒径0-5mm、粒径5-10mm、粒径10-20mm和粒径20-30mm；所述的粒径0-5mm的石屑：粒径5-10mm的碎石：粒径10-20mm的碎石：粒径20-30mm的碎石的质量比为(20-35)：(15-25)：(15-30)：(10-25)，更佳的为35：20：25：20。
本发明提供了一种基于超硫酸盐水泥的稳定碎石基层材料制备方法，所述制备方法包含以下步骤：
步骤一，加入部分外掺水的集料总体放入密闭容器或封口塑料袋内浸润备用；
步骤二，将所述步骤一中浸润完全的集料总体倒入拌合锅并加入剩余外掺水拌合30-40s；
步骤三，向所述步骤二中加入超硫酸盐水泥拌合85-95s；
步骤四，将混合料以96％的压实度静力压制成型，静压制备得到基于超硫酸盐水泥的稳定碎石基层材料成品；
步骤五，将所述步骤四中得到的混合料在温度为25℃、相对湿度为95％的环境下根据需求养生至相应龄期。
本发明提供了一种基于超硫酸盐水泥的稳定碎石基层材料施工工艺(见图1)，所述施工工艺包含以下步骤：
步骤一：混合均匀超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料；
步骤二：对制备好的混合料进行摊铺；
步骤三：对制备好的混合料进行碾压；
步骤四：养护；
步骤五：现场检测；
步骤六：质量控制。
本发明中，所述的混合均匀的方法为本领域常规的方法，但要注意超硫酸盐水泥基层材料的含水率和干密度均低于普通硅酸盐水泥，拌和前应进行标定。所述的混合均匀应在搅拌装置中进行，搅拌前，应利用皮带传送机将所述的水泥稳定碎石基层材料运送至搅拌装置。
本发明中，所述的摊铺方法应使用一台或两台摊铺机进行全断面同时摊铺。
优选的，所述摊铺机需在螺旋布料器前安装防离析橡胶挡板，减少混合料的离析。
本发明中，所述的碾压的方法为本领域常规的碾压方法，但由于最佳含水率和最大干密度的区别(见图2)，碾压过程应严格控制用水量。碾压应使用双钢轮压路机、单钢轮压路机和胶轮压路机中的一种或多种。所述双钢轮压路机应选择18吨以上的重型压路机。所述单钢轮压路机应选择26吨以上的重型压路机。所述胶轮压路机应选择18吨以上的重型压路机。
本发明中，所述的碾压的步骤优选的包括∶先用双钢轮压路机，不开振动稳压1-2遍，然后单钢轮压路机振动碾压3-4遍，再用所述的胶轮压路机碾压1-2遍(过程中应严格控制胶轮揉搓补水量)，最后用所述的双钢轮压路机静压1-2遍即可；具体压实遍数以满足压实度为准。所述的“一遍”指压路机在同一轨迹上一进一退的碾压过程。
本发明中，所述的碾压速度为∶稳压阶段的碾压速度为1.5km/h；复压阶段的速度为2km/h；终压阶段碾压的速度为2.5km/h。同时，起步和制动应做到慢速起动，慢速刹车，杜绝快速起动，紧急刹车现象。
本发明中，所述的养护工艺与普通硅酸盐水泥水稳基层养护应有所区别，普通硅酸盐稳定碎石基层铺好后一般在终凝后或者第二天开始喷水养护；超硫酸盐水泥稳定碎石基层由于其前期水化反应较慢，且脱硫石膏具有较好的保水性，因此养护初期需水量不多，养护第1-3天可不洒水，直接覆盖土工布即可。夏季气温较高时，可视实际情况进行洒水养护，使超硫酸盐水泥水稳基层表面保持潮湿状态即可。超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料不建议冬季温度较低时进行施工。
本发明中，所述的现场检测方法与普通硅酸盐水泥基层材料应有所区别，普通硅酸盐稳定碎石基层铺好后可在第3天取出芯样；超硫酸盐水泥稳定碎石基层的第一次钻芯取样时间应在第7-10天。
优选的，所述平整度为本领域常规指标，本发明的水泥稳定碎石基层材料的平整度必须控制在0.8cm以内。
优选的，所述压实度为本领域常规指标，本发明的水泥稳定碎石基层材料的压实度采用灌砂法测定。
本发明中，由于EDTA滴定法相较于普通硅酸盐水泥无法准确标定超硫酸盐水泥用量(见图3)，固提供了一种超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料中的水泥剂量标定方法(见图4)，相较于EDTA滴定法滴定普通硅酸盐水泥中Ca2+离子，考虑到超硫酸盐水泥的化学成分，本发明采用硫酸钡比浊法标定溶液中SO4-离子含量计算控制水泥剂量。
本发明中，采用硫酸钡比浊法标定超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料中的水泥剂量，由于溶液中硫酸盐离子和钡反应生成细微的硫酸钡晶体，使水溶液浑浊，其浊度和水样中硫酸盐含量在一定浓度范围内呈正比。
试验步骤如下：
步骤一：制备混合稳定剂:称取75g氯化钠溶于300ml纯水中，加入30ml盐酸(ρ20＝1.19g/ml)，50ml丙三醇和100ml乙醇
Figure BDA0003899957890000061
混合均匀。
步骤二：氯化钡溶液(40g/l):称取40g氯化钡(BaCl2·2H2O)溶于纯水中，稀释至1000ml。
步骤三：制备硫酸盐溶液(0.05mg/ml):称取1.4786g干燥至恒重的无水硫酸钠，稀释至0.05mg/ml。
步骤四：吸取50.0ml溶液样本(水泥剂量0％、2％、4％、6％、8％)于100ml烧杯中，加入2.5ml混合稳定剂，摇匀。
步骤五：沿烧杯壁缓缓加入5ml氯化钡溶液，用磁力搅拌器搅拌1min。立即将试液倒入3cm比色皿中，以0％溶液样本为对比样，测量吸光度绘制吸光度曲线。
步骤六：吸取硫酸盐标准使用溶液0，1，2，4，6，8和10mL于烧杯中，补加纯水至50mL，测量吸光度绘制校准曲线。
步骤七：分析样品吸光度曲线和校准曲线，得到样品硫酸盐质量浓度。
本发明利用超硫酸盐水泥制备稳定碎石基层材料，不仅实现了工业固废的消纳，还为超硫酸盐水泥的规模化应用提供了新的途径。本发明根据规范《公路路面基层施工技术细则》(JTG-T-F20-2015)制备了满足规范要求的超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料，并利用超硫酸盐水泥解决了现有技术中稳定碎石基层材料抗收缩能力差，抗侵蚀能力弱，初凝时间过短等一系列技术问题，在此基础上提出了超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料水泥剂量的控制方法，并通过工程应用进一步验证其可行性。
本发明的有益效果：
(1)本发明中超硫酸盐水泥可以100％替代普通硅酸盐水泥，用于稳定碎石基层材料实现了规模化利用，具有较高的经济效益。
(2)本发明通过利用超硫酸盐水泥特性，解决了现有技术中稳定碎石基层材料抗收缩能力差，抗侵蚀能力弱，初凝时间过短等一系列技术问题。
(3)本发明对超硫酸盐水泥稳定碎石基层施工工艺、过程质量控制及现场质量检测方法进行了***要求，对于超硫酸盐水泥作稳定碎石基层材料具有重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图延伸获得其他的实施附图。
图1为本发明提供的超硫酸盐水泥作稳定碎石基层材料的施工流程示意图；
图2为本发明提供的5.0份普通硅酸盐水泥和超硫酸盐水泥含水率和干密度图；
图3为本发明提供的利用EDTA滴定法滴定普通硅酸盐水泥和超硫酸盐水泥曲线图；
图4为本发明提供的利用硫酸钡比浊法测试超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料的水泥剂量方法步骤。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。超硫酸盐水泥与普通硅酸盐水泥的及基层的性能对比均列于下表。
表1为超硫酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的物理力学性能区别；
表2为实施例及对比例1～3所得稳定碎石基层材料的最佳含水率及力学性能对比；
表3为实施例及对比例1～3所得稳定碎石基层材料的耐久性能。
实施案例一：超硫酸盐水泥重量份数4.0份稳定碎石基层材料
一种超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料，组分按重量份数计包括：集料100份、超硫酸盐水泥4.0份。最佳含水率为3.6％。
所述的超硫酸盐水泥为脱硫石膏基超硫酸盐水泥，其特征在于：SO3含量8.4％、CaO含量40.2％，SiO2含量26.9％，Al2O3含量14.3％，MgO含量6.7％，所述的百分比为占所述的脱硫石膏基超硫酸盐水泥的质量百分比。
所述的超硫酸盐水泥初凝时间为460min，终凝时间为580min，标准稠度用水量为25.6％。
所述集料级配：粒径0-5mm、粒径5-10mm、粒径10-20mm和粒径20-30mm；所述的粒径0-5mm的石屑：粒径5-10mm的碎石：粒径10-20mm的碎石：粒径20-30mm的碎石的质量比为(20-35)：(15-25)：(15-30)：(10-25)为35：20：25：20。
实施案例二：超硫酸盐水泥重量份数5.0份稳定碎石基层材料
一种超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料，组分按重量份数计包括：集料100份、超硫酸盐水泥5.0份。最佳含水率为4.3％。
所述的超硫酸盐水泥为脱硫石膏基超硫酸盐水泥，特征参照实施案例一。
所述的超硫酸盐水泥的初终凝时间和标准稠度用水量参照实施案例一。
所述集料级配及粒径参照实施案例一。
实施案例三：超硫酸盐水泥重量份数6.0份稳定碎石基层材料
一种超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料，组分按重量份数计包括：集料100份、超硫酸盐水泥6.0份。最佳含水率为4.9％。
所述的超硫酸盐水泥为脱硫石膏基超硫酸盐水泥，特征参照实施案例一。
所述的超硫酸盐水泥的初终凝时间和标准稠度用水量参照实施案例一。
所述集料级配及粒径参照实施案例一。
对比案例一：普通硅酸盐水泥重量份数4.0份稳定碎石基层材料
一种普通硅酸盐水泥稳定碎石基层材料，组分按重量份数计包括：集料100份、超硫酸盐水泥4.0份。最佳含水率为5.0％。
所述的普通硅酸盐水泥为PO42.5水泥，其特征在于：SO3含量2.8％、CaO含量48.1％，SiO2含量26.3％，Al2O3含量11.7％，MgO含量2.5％，所述的百分比为占所述的PO42.5水泥的质量百分比。
所述的超硫酸盐水泥初凝时间为162min，终凝时间为217min，标准稠度用水量为26.8％。
所述集料级配：粒径0-5mm、粒径5-10mm、粒径10-20mm和粒径20-30mm；所述的粒径0-5mm的石屑：粒径5-10mm的碎石：粒径10-20mm的碎石：粒径20-30mm的碎石的质量比为(20-35)：(15-25)：(15-30)：(10-25)为35：20：25：20。
对比案例二：普通硅酸盐水泥重量份数5.0份稳定碎石基层材料
一种超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料，组分按重量份数计包括：集料100份、超硫酸盐水泥5.0份。最佳含水率为5.9％。
所述的超硫酸盐水泥为脱硫石膏基超硫酸盐水泥，特征参照对比案例一。
所述的超硫酸盐水泥的初终凝时间和标准稠度用水量参照对比案例一。
所述集料级配及粒径参照对比案例一。
对比案例三：普通硅酸盐水泥重量份数6.0份稳定碎石基层材料
一种超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料，组分按重量份数计包括：集料100份、超硫酸盐水泥6.0份。最佳含水率为6.7％。
所述的超硫酸盐水泥为脱硫石膏基超硫酸盐水泥，特征参照对比案例一。
所述的超硫酸盐水泥的初终凝时间和标准稠度用水量参照对比案例一。
所述集料级配及粒径参照对比案例一。
试验方法参考《JTG/T F20-2015公路路面基层施工技术细则》，《JTGE51-2009公路工程无机结合料稳定材料试验规程》《GB 175-2020通用硅酸盐水泥》，测试超硫酸盐水泥物理力学性能；测试稳定碎石基层材料无侧限抗压强度、劈裂强度、水稳定系数、冻融稳定系数、浸水膨胀率、抗侵蚀系数、干缩应变值。
表1超硫酸盐水泥与普通硅酸盐水泥的物理力学性能对比
Figure BDA0003899957890000101
表2实施例及对比例1～3所得稳定碎石基层材料的最佳含水率及力学性能
Figure BDA0003899957890000102
表3实施例及对比例1～3所得稳定碎石基层材料的耐久性能
Figure BDA0003899957890000111
由表1测试结果可知，相较于普通硅酸盐水泥，超硫酸盐水泥的标准稠度用水量更低，凝结时间更长，强度与硅酸盐水泥类似，可以有效解决普通硅酸盐水泥水稳基层凝结时间短的问题。由表2测试结果可知，超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料的最佳含水率更低，其力学性能与普通硅酸盐水泥稳定碎石基层材料类似，其中28天超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料相较于普通硅酸盐水泥更佳。由表3测试结果可知，超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料具有较佳的抗冻融能力、水稳定性，浸水膨胀率也符合规范要求。相较普通硅酸盐水泥稳定碎石基层材料，超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料可以降低干缩应变27％，硫酸盐侵蚀可以提高实例后期无侧限抗压强度，明显提高水稳稳定碎石基层抗硫酸盐侵蚀能力。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或***，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有近似于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (11)

1.一种超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料制备方法和施工工艺，其组分按重量份数计包括：集料100份、超硫酸盐水泥4.0-6.0份和水4.0-5.5份。
2.根据权利要求1所述的稳定碎石基层材料，其特征在于，所述超硫酸盐水泥为脱硫石膏基超硫酸盐水泥，其组分按质量比包括：脱硫石膏30～40％，通用水泥1～5％，矿渣粉15～25％，钢渣1～5％，粉煤灰20～30％，复合激发剂1～5％，1～3‰糖类缓凝剂。
3.根据权利要求2所述的脱硫石膏，其特征在于：SO3含量40％～45％、CaO含量40％～50％，SiO2含量2％～5％，结晶水含量10％～30％。
4.根据权利要求1所述的稳定碎石基层材料，其特征在于，所述集料的级配应满足：粒径0-5mm、粒径5-10mm、粒径10-20mm和粒径20-30mm；所述的粒径0-5mm的石屑：粒径5-10mm的碎石：粒径10-20mm的碎石：粒径20-30mm的碎石的质量比为(20-35)：(15-25)：(15-30)：(10-25)，所述集料均为石灰岩集料。
5.根据权利要求1-4中任一所述的稳定碎石基层材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：将权利要求1-4中任一项所述的稳定碎石基层材料均匀混合、静压、养护即可。
6.一种如权利要求1-5任一所述的稳定碎石基层材料的应用工艺，包括以下步骤：混合，摊铺，碾压，养护，现场检测，质量控制。
7.根据权利要求6所述的施工工艺，其特征在于：所述的水的用量较佳的为4％-6％，所述的百分比为占所述基层材料的质量百分比。
优选的，所述超硫酸盐水泥稳定碎石基层材料，击实试验显示其含水率和干密度均低于普通硅酸盐水泥，拌和前应进行标定。
优选的，所述摊铺应使用摊铺机进行全断面摊铺。
8.根据权利要求6所述的碾压工艺，碾压应使用双钢轮压路机、单钢轮压路机和胶轮压路机中的一种或多种。
优选的，所述的碾压步骤包括∶先用所述双钢轮压路机，不开振动静压1-2遍，随后单钢轮压路机振动碾压3-4遍，再用所述的胶轮压路机碾压1-2遍(应严格控制补水量)，最后用双钢轮压路机静压1-2遍即可。
优选的，所述的碾压速度为∶稳压阶段的碾压速度为1.5km/h；复压阶段的速度为2km/h；终压阶段碾压的速度为2.5km/h。
9.根据权利要求6所述的养护工艺∶第1-3天不洒水，从第4天后均匀洒水，养护7天即可。
10.根据权利要求6所述的现场检测方法：钻芯取样时间不宜过早，应于7-10天进行第一次钻芯取样。
11.根据权利要求6所述的质量控制方法：提出氯化钡比浊法代替EDTA滴定法控制稳定碎石基层材料水泥剂量。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101423343A (zh) * 2008-11-27 2009-05-06 武汉理工大学 钢渣超硫酸盐水泥及其制备方法
US20110214591A1 (en) * 2008-08-25 2011-09-08 Tetsuharu Ibaraki Sulfate resistant ground granulated blast furnace slag, sulfate resistant cement, and method of production of same
CN104556887A (zh) * 2013-10-17 2015-04-29 上海建设机场道路工程有限公司 水泥稳定基层材料、制备、应用和道路基层的制备方法
CN110284409A (zh) * 2019-07-10 2019-09-27 河南省光大路桥工程有限公司 超厚度摊铺振动搅拌再生料水泥稳定碎石施工工艺
CN111302677A (zh) * 2020-02-28 2020-06-19 江苏一夫科技股份有限公司 一种超硫酸盐水泥及其制备方法
CN111517734A (zh) * 2020-04-21 2020-08-11 廊坊市交通公路工程有限公司 一种低裂水泥稳定级配碎石基层材料及制备和施工方法
CN114735955A (zh) * 2022-05-20 2022-07-12 宁夏交通建设股份有限公司 一种脱硫石膏基超硫酸盐水泥及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110214591A1 (en) * 2008-08-25 2011-09-08 Tetsuharu Ibaraki Sulfate resistant ground granulated blast furnace slag, sulfate resistant cement, and method of production of same
CN101423343A (zh) * 2008-11-27 2009-05-06 武汉理工大学 钢渣超硫酸盐水泥及其制备方法
CN104556887A (zh) * 2013-10-17 2015-04-29 上海建设机场道路工程有限公司 水泥稳定基层材料、制备、应用和道路基层的制备方法
CN110284409A (zh) * 2019-07-10 2019-09-27 河南省光大路桥工程有限公司 超厚度摊铺振动搅拌再生料水泥稳定碎石施工工艺
CN111302677A (zh) * 2020-02-28 2020-06-19 江苏一夫科技股份有限公司 一种超硫酸盐水泥及其制备方法
CN111517734A (zh) * 2020-04-21 2020-08-11 廊坊市交通公路工程有限公司 一种低裂水泥稳定级配碎石基层材料及制备和施工方法
CN114735955A (zh) * 2022-05-20 2022-07-12 宁夏交通建设股份有限公司 一种脱硫石膏基超硫酸盐水泥及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王亮等: "脱硫石膏基超硫酸盐水泥混凝土强度和抗碳化性能研究", 《混凝土与水泥制品》, no. 3, pages 47 - 48 *

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