公路固廢基膠凝材料穩定碎石混合料設計與施工規范甘肅省市場監督管理局發布I前言 12規范性引用文件 13術語和定義 14固廢基膠凝材料 25路面結構設計參數 36混合料組成設計 47混合料拌和、運輸、攤鋪及碾壓 68養生、交通管制與層間處理 79質量控制與驗收 7附錄A(規范性)固廢基膠凝材料穩定碎石混合料干縮率測試方法 9附錄B(規范性)混合料中固廢基膠凝材料劑量檢測方法 本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由甘肅省交通運輸廳提出并監督實施。本文件由甘肅省交通運輸標準化技術委員會歸口。本文件起草單位：甘肅省交通規劃勘察設計院股份有限公司、甘肅省嘉峪關公路事業發展中心、甘肅省交通投資管理有限公司、甘肅萬泰建設工程有限公司、甘肅新發展投資集團有限公司、新疆大學、金川集團金昌水泥有限責任公司。本文件主要起草人：魏定邦、武旭、趙靜卓、令彥榮、殷華甲、李曉民、陳永志、薛瑛、李遠廣、甘憲福。本文件由甘肅省交通規劃勘察設計院股份有限公司負責解釋。1公路固廢基膠凝材料穩定碎石混合料設計與施工規范本文件規定了固廢基膠凝材料的組成和技術要求，明確了路面結構設計參數、混合料組成設計和施工工藝，確定了質量控制與驗收等要求。本文件適用于各等級新建、改擴建及養護公路的瀝青路面基層與底基層工程。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB175通用硅酸鹽水泥GB/T176水泥化學分析方法GB/T1345水泥細度檢驗方法篩析法GB/T1346水泥標準稠度用水量、凝結時間與安定性檢驗方法GB/T1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB5749生活飲用水衛生標準GB6566建筑材料放射性核素限量GB/T12573水泥取樣方法GB/T17671水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)GB/T18046用于水泥、砂漿和混凝土中的粒化高爐礦渣粉GB/T20491用于水泥和混凝土中的鋼渣粉GB/T21371用于水泥中的工業副產石膏GB/T21372硅酸鹽水泥熟料GB/T29163煤矸石利用技術導則GB/T29417水泥砂漿和混凝土干燥收縮開裂性能試驗方法GB/T30760水泥窯協同處置固體廢物技術規范JC/T313膨脹水泥膨脹率實驗方法JTG3441公路工程無機結合料穩定材料試驗規程JTGD50公路瀝青路面設計規范JTG/TF20公路路面基層施工技術細則JTGF80/1公路工程質量檢驗評定標準第一冊土建工程3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。2固廢基膠凝材料Solidwastecementitiousmaterials由粒化高爐礦渣、鋼渣、粉煤灰、工業副產石膏等固體廢棄物與水泥或水泥熟料、外加劑按一定比例配制并加工磨細后的水硬性膠凝材料。固廢基膠凝材料穩定碎石混合料Solidwastecementitiousmaterialsstabilizedaggregatesmixture由固廢基膠凝材料、水、粗集料和細集料共同拌合形成的混合料。容許延遲時間Permitteddelaytime在滿足強度要求的前提下，固廢基膠凝材料穩定碎石混合料拌合后至碾壓成型之前所容許的最大時間間隔。4固廢基膠凝材料固廢基膠凝材料的原材料應符合表1的規定。表1固廢基膠凝材料原材料要求工業副產石膏注：“水泥宜采用PO型的42.5水泥或52.5水泥。4.2技術要求4.2.1化學指標固廢基膠凝材料中的化學指標應符合表2的規定。表2固廢基膠凝材料化學指標氯離子(質量分數)注：當不與鋼筋同時使用時，可不做限制。34.2.2物理指標細度(45um方孔篩篩余量)初凝時間終凝時間安定性(煮沸法和浸水法)7d線性膨脹率4.2.3強度指標強度等級抗壓強度(MPa)抗折強度(MPa)////公路基層用固廢基膠凝材料穩定碎石混合料，應根據室內試驗結果或經驗數值進行路面結構設計5.2設計參數5.2.1路面結構層材料設計參數的確定可分為下列兩個水平： 5.2.2高速公路、一級公路的施工圖設計階段宜采用水平一，其他設計階段可采用水平二；二級及以4下公路可采用水平二。5.3結構驗算參數5.3.1固廢基膠凝材料穩定碎石混合料彎拉強度和彈性模量應按本文件第5.2.1條規定，依據相應的水平確定：——水平一，按JTGD50中附錄E,采用中間段法單軸壓縮試驗測定。彎拉強度和彈性模量的測定應符合JTG3441中T0851的有關規定，測試試件的齡期應為90d;——水平二，參照表5確定彎拉強度和彈性模量。表5固廢基膠凝材料穩定碎石混合料的彎拉強度和彈性模量取值范圍彎拉強度(MPa)彈性模量(MPa)5.3.2結構驗算時，材料彈性模量應乘以結構層模量調整系數0.5。6混合料組成設計6.1一般規定6.1.1固廢基膠凝材料穩定碎石混合料組成設計應包括原材料檢驗、目標配合比設計、生產配合比設6.1.2確定固廢基膠凝材料穩定碎石混合料最大干密度指標時應采用振動擊實方法或重型擊實方法。6.1.3在施工過程中，材料質量或規格發生變化時，應重新進行材料組成設計。6.1.4目標配合比設計階段應驗證固廢基膠凝材料穩定碎石混合料的28d干縮率。6.2原材料6.2.1固廢基膠凝材料技術指標應符合本文件第4章規定。6.2.2粗集料和細集料的外觀、規格和技術指標要求等應符合JTG/TF20中的規定。6.2.3符合GB5749的飲用水可直接作為基層、底基層材料拌和與養生用水。拌和和養生使用的非飲用水應進行水質檢驗，應符合JTG/TF20中的規定。6.3目標配合比設計6.3.1強度與收縮要求6.3.1.1固廢基膠凝材料穩定碎石混合料應采用14d齡期無側限抗壓強度作為施工質量控制的主要指6.3.1.2固廢基膠凝材料穩定碎石混合料14d齡期無側限抗壓強度標準Ra應符合表6的規定。表6固廢基膠凝材料穩定碎石混合料14d齡期無側限抗壓強度標準Rd結構層公路等級極重、特重交通(MPa)重交通(MPa)中、輕交通(MPa)5表6固廢基膠凝材料穩定碎石混合料14d齡期無側限抗壓強度標準Rd(續)結構層公路等級極重、特重交通(MPa)重交通(MPa)中、輕交通(MPa)6.3.1.3強度試驗時，應按現場壓實度標準采用靜壓法成型試件，試件徑高比應為1:1。6.3.1.4固廢基膠凝材料穩定中、粗粒材料的試件直徑應為150mm。無側限抗壓強度平行試驗的最少試件數量應符合表7的規定。表7無側限抗壓強度平行試驗的最少試件數量材料類型中粒材料(公稱最大粒徑16mm～26.5mm)13個粗粒材料(公稱最大粒徑≥26.5mm)一13個6.3.1.5試驗結果的變異系數大于表7規定值時，應重做試驗或增加試件數量。強度試驗與計算應符合JTG/TF20的相關規定。6.3.1.6固廢基膠凝材料穩定碎石混合料28d干縮率應不大于0.035%,若不滿足，通過調整級配或灰劑量等重新進行目標配合比設計。干縮率試驗與計算按照附錄A執行。6.3.2固廢基膠凝材料劑量與推薦級配6.3.2.1固廢基膠凝材料穩定碎石混合料的固廢基膠凝材料劑量應以固廢基膠凝材料占全部被干燥穩定碎石質量的百分率表示。6.3.2.2固廢基膠凝材料穩定碎石混合料的級配及技術要求應符合JTG/TF20中的規定。6.3.3目標配合比設計技術要求6.3.3.1目標配合比應根據當地材料的特點，通過原材料性能的試驗評定，確定混合料配合比設計的技術要求。6.3.3.2目標配合比設計應選擇不少于5個固廢基膠凝材料劑量，分別確定各劑量條件下混合料的最佳含水率和最大干密度。6.3.3.3根據試驗確定的最佳含水率、最大干密度及壓實度要求成型標準試件，驗證不同固廢基膠凝材料劑量條件下混合料的技術性能，確定滿足設計要求的最佳劑量。6.3.3.4固廢基膠凝材料穩定碎石混合料配合比試驗中固廢基膠凝材料劑量宜參照表8中的推薦值。表8試驗推薦固廢基膠凝材料劑量表結構層推薦試驗固廢基膠凝材料劑量(%)6.4生產配合比設計66.4.1根據目標配合比確定的各檔材料比例，應對拌和設備進行調試和標定，確定合理的生產參數。6.4.2拌和設備的調試和標定應包括料斗稱量精度的標定、結合料劑量的標定和拌和設備加水量的控制等內容，并應符合下列規定： 繪制不少于5個點的固廢基膠凝材料劑量標定曲線，具體按照附錄B;——按各檔材料的比例關系，設定相應的稱量裝置，調整拌和設備各個料倉的進料速度；——按設定好的施工參數進行第一階段試生產，驗證生產級配。不滿足要求時，應調整施工參6.4.3固廢基膠凝材料穩定碎石混合料應進行不同成型時間條件下的強度試驗，根據設計要求確定容許延遲時間，并應符合下列規定： 混合料不同成型時間應分別按照立刻壓實、悶料1h再壓實、悶料2h再壓實、悶料3h再壓實、悶料4h再壓實或悶料、悶料5h再壓實等條件成型標準試件； 經過標準養生后測量混合料14天無側限抗壓強度，得到不同延遲時間條件下的混合料強度代表值變化曲線，根據曲線得到混合料滿足設計強度要求的容許延遲時間。6.4.4混合料生產參數的確定應包括固廢基膠凝材料劑量、含水率和最大干密度等指標，并符合下列——對固廢基膠凝材料穩定碎石混合料，工地實際采用的固廢基膠凝材料劑量應比室內試驗確定的劑量多0%～0.5%;——以配合比設計的結果為依據，當施工過程天氣較為炎熱或運距較遠時，含水率可增加0.5%~——最大干密度應以最終合成級配擊實試驗的結果確定。7混合料拌和、運輸、攤鋪及碾壓7.1一般規定7.1.1對固廢基膠凝材料穩定碎石混合料，應取混合料的初凝時間與容許延遲時間較短的時間作為施工控制時間。7.1.2固廢基膠凝材料穩定碎石混合料施工期的日最低氣溫應不低于5℃,不應在雨天施工。7.1.3室內重型擊實試驗或振動擊實試驗法確定的干密度，應作為壓實度評價的標準密度。7.1.4基層和底基層壓實標準應符合表9的規定。表9基層與底基層壓實度標準公路等級特重交通(%)重、中、輕交通(%)不同荷載等級交通(%)7.2拌合與運輸7.2.1固廢基膠凝材料穩定碎石混合料的集中廠拌與運輸應符合JTG/TF20中的規定。7.2.2固廢基膠凝材料穩定材料從加水拌合到運輸至現場，時間不應超過3h。7.2.3對固廢基膠凝材料穩定碎石混合料，在裝料過程中應采取JTG/TF20規定的措施減小混合料離析。7DB62/T5072—27.3攤鋪與碾壓7.3.1固廢基膠凝材料穩定碎石混合料攤鋪與碾壓工藝應符合JTG/TF20中的規定。7.3.2攤鋪可采用雙層連續攤鋪工藝和大厚度攤鋪工藝。采用雙層連續攤鋪工藝時，各層壓實度符合表9的規定，兩層之間灑布固廢基膠凝材料漿，上層攤鋪與碾壓時間宜控制在已攤鋪下層混合料初凝時間范圍內。8養生、交通管制與層間處理8.1養生8.1.1固廢基膠凝材料穩定碎石混合料的養生期宜不少于14d,養生期間，宜延長至上層結構開始施工的前2d。8.1.2采用灑水養生時，固廢基膠凝材料穩定碎石混合料層表面應始終保持濕潤，表層有松散情況時可用兩輪壓路機補充壓實。8.1.3采用土工布養生時，應符合JTG/TF20的規定。對封水養生用土工布，宜采用“一布一膜”或“兩布一膜”。土工布采用統一制作的小沙袋或混凝土預制塊覆壓；高溫季節封水養生時應適當補水。8.1.4其他養生方式和工藝要求應符合JTG/TF20的規定。8.2交通管制8.2.1固廢基膠凝材料穩定碎石混合料施工期間交通管制應符合JTG/TF20的規定。8.2.2養生14d后，施工需通行車輛時，應有專人指揮，并按規定的車道行駛，車速應不大于30km/h。且限定載重車輛軸載不大于13t。8.3層間處理固廢基膠凝材料穩定碎石混合料層之間的處理應符合JTG/TF20的規定。9質量控制與驗收9.1一般規定9.1.1固廢基膠凝材料穩定基層施工前應對原材料及混合料進行質量檢驗。9.1.2固廢基膠凝材料穩定基層施工前應鋪筑試驗段確定施工工藝參數。9.2材料檢驗9.2.1在施工前以及施工過程中，應檢驗擬采用材料。9.2.2用作基層與底基層的粗集料、細集料等材料，應符合JTG/TF20的規定。9.2.3用作基層與底基層的固廢基膠凝材料，檢驗應符合下列規定： 每一編號為一取樣單位，袋裝不超過200t為一批，散裝不超過500t為一批； 取樣應按照GB/T12573規定隨機取樣，要有代表性，可連續取樣，亦可從20個以上不同部位取等量樣品。每一編號固廢基膠凝材料應在5min內取至少12kg;——固廢基膠凝材料經確認各項指標符合要求時方可出廠。出廠檢驗項目按本文件第4章規定執8 運輸至施工現場的固廢基膠凝材料，應按表10中所列試驗項目和要求檢測評定。表10固廢基膠凝材料試驗項目與要求試驗項目1為一批進行檢驗，不足等級發生變化時重測2初凝時間和終凝時間349.3鋪筑試驗段9.3.1基層和底基層正式施工前應鋪筑試驗段，試驗段長度為200m～300m。9.3.2試驗段鋪筑要求應符合JTG/TF20的規定。9.3.3養生7d～14d后，試驗段鉆芯取樣，評定芯樣外觀及強度。9.4施工過程檢測施工過程檢測應符合JTG/TF20的規定。9.5質量檢查9.5.1檢查內容包括工程完工后的外形和質量。外形檢查的要求應符合JTG/TF20的規定。9.5.2評定路面結構層質量時以1km長路段為單位，采用流水作業法施工時，以每天完成的段落為評定單位。9.5.3各項技術指標質量應符合表11的規定。表11質量合格標準值檢查項目每20m測1點每200m測2點基層：符合表9的規定厚度(mm)每200m測2點強度(MPa)外觀、平整度9.5.4強度檢查時，現場取芯齡期宜為14d,強度驗證指標宜采用14d無側限抗壓強度。9.6質量驗收質量驗收應符合JTGF80/1的規定。9(規范性)固廢基膠凝材料穩定碎石混合料干縮率測試方法本方法規定了固廢基膠凝材料穩定碎石混合料干縮率的試驗方法。A.2儀器設備A.2.1收縮儀：一端設計為裝高精度位移傳感器，一端設計為裝磁性固定裝置，中間能放置不同尺寸的試件。如圖A.1。圖A.1收縮儀A.2.2數據采集裝置：包括電渦流位移傳感器、被測金屬板(鋁或鋼)、數據采集系統。被測金屬板厚度不小于1.5mm,直徑與試件高度保持一致。位移傳感器精度不大于0.1μm。A.2.3環境箱：可調溫度范圍為-40℃~100℃,可調濕度范圍為20%～99%,箱內配有溫度、濕度自動記錄儀，記錄溫度、濕度變化。箱體大小最少可放置6個試件。圖A.2收縮測試成套裝置A.2.4玻璃棒：若干，長度應大于試件寬度10mm。A.2.5圓形鐵片：若干，厚度不小于1.5mm,直徑與試件高度保持一致。A.2.7502膠或環氧樹脂。A.3試件制備和養生A.3.1根據混合料粒徑的大小，選擇不同尺寸的試件：小梁，50mm×50mm×200mm,適用于細粒材料；中梁，100mm×100mm×400mm,適用于中粒材料；大梁，150mm×150mm×550mm,適用于粗粒材料。由于大梁試件的成型難度較大，當試驗室不具備成型條件時，中梁試件的公稱最大粒徑可放寬到26.5mm。A.3.2為保證試驗結果的可靠性和準確性，每組試件的數量要求為：同一配比的混合料3個試件為一組用于測定材料的收縮變形。A.3.3按照JTG3441中T0844方法制備試件。A.3.4按照JTG3441中T0845標準養生方法進行養生，養生齡期為14d。養生齡期的最后一天，試件飽A.4試驗步驟A.4.1成型后的試件在標準溫度與濕度下養生后，將飽水后的試件表面水擦干。并用游標卡尺測量試件的初始長度，長度測量應選取3個不同位置各測量1次，取3次測量的平均值。A.4.2取出試件，將試件長軸一端磨平并在端面上使用502膠或環氧樹脂黏膠黏結圓形鐵片，另一端磨平并在端面上使用502膠或環氧樹脂黏結被測金屬板。靜置使被測金屬板和鐵片與試件兩端粘貼牢固，靜置過程采用塑料薄膜包裹試件以免試件失水。A.4.3待凝結牢固后將試件放置于收縮測試儀上，粘貼有鐵片一端與收縮儀固定端連接，粘貼有被測金屬板一端對中收縮儀上的位移傳感器探頭，通過調節位移傳感器探頭在收縮儀上的位置，使位移傳感器與被測金屬板保持合理距離。在收縮儀上安放涂有潤滑劑的玻璃棒，以使試件在收縮時減少與收縮儀的摩擦。A.4.4收縮儀連同試件一起放入干縮箱中，干縮箱測試溫度為25℃、濕度為40%。A.4.5從移入干縮室的時間起計算，在試驗開始后的第2h→6h→12h→24h→48h→72h→96h→120h→144h→168h分別采集其干縮位移變形，隨后每間隔2天采集一次數據，最短測試齡期為28天。A.5結果計算A.5.1固廢基膠凝材料穩定碎石混合料干縮率，按式(A.1)計算：Rs——齡期為28d的固廢基膠凝材料穩定碎石混合料干縮率，單位為百分率(%);L。——試件初始測量讀數，單位為毫米(mm);δ28——28d齡期的干縮位移變形，單位為毫米(mm)。A.5.2以三個試件干縮率的平均值作為試件的干縮結果，結果精確至0.01%。尚有一個試件的干縮率超過平均值的15%時，取中間值作為試件的干縮結果；當有兩個試件的干縮率超過平均值15%時，應重新做試驗。(規范性)混合料中固廢基膠凝材料劑量檢測方法本辦法適用于施工現場快速測定固廢基膠凝材料穩定碎石混合料中的固廢基膠凝材料含量，并可用于查驗現場攤鋪和拌和的均勻性。B.2原理先用10%的NH?Cl弱酸溶出固廢基膠凝材料穩定碎石混合料中的Ca2+,然后用EDTA二鈉標準溶液滴定Ca2+含量，EDTA二鈉標準溶液的消耗量與相應的固廢基膠凝材料劑量(固廢基膠凝材料劑量與Ca2+的含量成正比)存在近似線性關系。B.3儀具與材料技術要求試驗所需儀具見表B.1。表B.1試驗所需儀具列表1棕色廣口瓶：60mL,1只(裝鈣紅指示劑)2滴定臺：1個電子天平：量程不小于1500g,感量0.01g3滴定管夾：1個秒表：1只4大肚移液管：10mL、50mL,10支5研缽：12cm~13cm,1個6燒杯：2000mL(或1000mL),1只；300mL,10只7容量瓶：1000mL,1個8搪瓷杯：容量大于1200mL,10只聚乙烯桶：20L(裝蒸餾水和氯化銨及EDTA二鈉標準溶液),3個；5L(裝氫氧化鈉),1個；5L(大口9不銹鋼棒(或粗玻璃棒):10根量筒：100mL和5mL各1只；50mL,2只洗瓶(塑料):500mL,1只B.4.10.05mol/m3乙二胺四乙酸二鈉(EDTA二鈉)標準溶液(簡稱EDTA二鈉標準溶液):準確稱取EDTA二鈉(分析純)18.615g,用40℃~50℃的二氧化碳蒸餾水溶解，待全部溶解并冷卻至室溫后，定B.4.210%氯化銨(NH?C1)溶液：將500g氯化銨(分析純或化學純)放在10L的聚乙烯桶內，加蒸餾水4500mL,充分振蕩，使氯化銨完全溶解。也可以分批在1000mL的燒杯內配制，然后倒入塑料桶內搖勻。B.4.31.8%氫氧化鈉(內含三乙醇胺)溶液：用電子天平稱18g氫氧化鈉(NaOH)(分析純),放入潔凈干燥的1000mL燒杯中，加1000mL蒸餾水使其全部溶解，待溶液冷卻至室溫后，加入2mL三乙醇胺(分析純),均勻攪拌后儲于塑料桶中。B.4.4鈣紅指示劑：將0.2g鈣試劑羧酸鈉(分子式C??H??N?NaO?S,分子量460.39)與20g預先在105℃烘箱中烘1h的硫酸鉀混合。一起放入研缽中，研成極細粉末，儲于棕色廣口瓶中，以防吸潮。B.5準備標準曲線B.5.1固廢基膠凝材料穩定碎石混合料組成，按公式B.1、B.2和B.3計算：Mdm——干混合料質量，單位為克(g);Mm——混合料質量，單位為克(g);w?——最佳含水率，單位為百分率(%);Mda——被穩定碎石干質量，單位為克(g);dsc——固廢基膠凝材料灰劑量，單位為百分率(%);Msc——固廢基膠凝材料質量，單位為克(g)。B.5.2準備5種試樣，每種兩個樣品，每個樣品取1000g左右準備試驗。為了減少中、粗粒材料的離散，宜按設計級配單份摻配的方式備料。5種混合料的固廢基膠凝材料劑量應為：固廢基膠凝材料劑量為0%,最佳固廢基膠凝材料劑量左右、最佳固廢基膠凝材料劑量±2%和+4%,每種劑量取兩個(為濕質量)試樣，共10個試樣，并分別放在10個大口聚乙烯桶內。在此，準備標準曲線的固廢基膠凝材料劑量可為0、2%、4%、6%、8%。B.5.3取一個盛有試樣的盛樣器，在盛樣器內加入兩倍試樣質量(濕料質量)體積的10%氯化銨溶液(如濕料質量為300g,則氯化銨溶液為600mL;如濕料質量為1000g,則氯化銨溶液為2000mL)。料為300g,