水泥稳定风积砂碎石路用性能研究_陈卫华
第26卷第I期
衷 １ ．７ ００ ５－ 通 过率不 同的水 泥粗定碎 石级 配表
１ 静压法优化
水 泥稳定碎 石混 合料作 为基层 首先应保 证强度 满足要求 。有关 资料表 明［ ， 高水泥稳定 碎石 混 ］ 提 合料强度手段 有多种 ， 适当增 加 。０５ 通 过 如 ．７ ｍ ｍ 率、 增加水泥用量及调整级配等 ， 泥剂量 过高将 但水 导致混合料抗裂 能力 降低Ｌ 。本 项研 究的指导 思 －Ｌ 想就是希望通过优化 找出强 度满足 要求 、 抗裂能 力 最佳 的水泥稳定碎石混合料 。 ｌ１ ．７ ｍ ． ００５ ｍ通 过率对强度及干缩特性的影响
振动压实已成为高等级公路水泥稳定碎石棍合 料基层普遍采用的施 工工艺 ， 但室 内仍 采用 与现场 并不匹配的试验方法 ： 用重 型击实法确 定最大 干密 度及最 佳含水量 ， 用静压法 成型试件测 定抗压 强度 及抗裂 特性 。由此衍生 出一系列 问题 ： 重型击 实法 确定 的最佳 含水量及最大干密度作为控制施工质量
强 度 越 高 的趋 势
安排 了 ３ 种 级配 ， ０ ０５ 通过率 有大 的 除 ． ｍｍ ７ 差别外 ， 筛孔通过率基本相同 ， 其余 根据标准击实试 验确定最佳含水量及 最大干 密度 ， 通过静压 法制作
表 ２ ０ ０５ｍｍ 通过率对 强度影 晌试 验结果 ．７
１１ ２ 对干缩特性的影 响 ．． 确定水 泥剂 量 ５ ， ％ 根据 确定 的最佳 含水量 及 最大 干密度， 静压法制 作梁式 试件 ， 养生 ７ｄ 。置于 烘箱 （ 温度控制 ４ ０℃） 中使其失水 ， 隔一定时间取出
能力 。
汝
随
图４
２０ ０ ６年
ｎ ２ １ ４ Ｉ Ｏ １ ２ 〕 失水率 ／ ％ 失水率 广 ％ 图３ 千缩 应变 与失水率 关系
风积沙掺量对水泥稳定级配碎石力学性能与耐久性的影响
第３９卷第５期２０２０年５月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报ＢＵＬＬＥＴＩＮＯＦＴＨＥＣＨＩＮＥＳＥＣＥＲＡＭＩＣＳＯＣＩＥＴＹＶｏｌ.３９㊀Ｎｏ.５Ｍａｙꎬ２０２０风积沙掺量对水泥稳定级配碎石力学性能与耐久性的影响宋良瑞１ꎬ李百毅２(１.四川建筑职业技术学院土木工程系ꎬ德阳㊀６１８０００ꎻ２.西南交通大学ꎬ成都㊀６１００００)摘要:为了探讨风积沙替代细集料用于水泥稳定级配碎石基层的可行性ꎬ基于室内力学性能试验㊁干温缩变形试验㊁动水冲刷试验㊁间接拉伸疲劳试验和试验段跟踪检测ꎬ验证了不同风积沙掺量下水泥稳定级配碎石基层的力学强度㊁变形特性和耐久性能ꎮ结果表明ꎬ掺加风积沙对水泥稳定级配碎石混合料力学性能(无侧限抗压强度㊁劈裂强度㊁弯拉强度㊁单轴压缩模量)㊁变形特性(温缩变形㊁干缩变形)㊁水稳定性和耐久性有显著劣化影响ꎬ风积沙掺量越大ꎬ其对水泥稳定级配碎石混合料性能的劣化影响程度越严重ꎬ综合考虑水泥稳定级配碎石混合料的温缩性能㊁干缩性能和抗冲刷性能及疲劳耐久性ꎬ推荐最大风积沙掺量为６％ꎮ工程实践表明ꎬ将６％风积沙等质量替代细集料应用于水泥稳定级配碎石基层是可行的ꎮ研究成果对修筑风积沙水泥稳定级配碎石基层有一定参考价值和指导意义ꎮ关键词:道路工程ꎻ水泥稳定级配碎石ꎻ风积沙ꎻ力学性能ꎻ耐久性能中图分类号:Ｕ４１６㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:１００１￣１６２５(２０２０)０５￣１４２１￣０９ＥｆｆｅｃｔｏｆＡｅｏｌｉａｎＳａｎｄＣｏｎｔｅｎｔｏｎＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄＤｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆＣｅｍｅｎｔＳｔａｂｉｌｉｚｅｄＧｒａｄｅｄＭａｃａｄａｍＳＯＮＧＬｉａｎｇｒｕｉ１ꎬＬＩＢａｉｙｉ２(１.ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＳｉｃｈｕａｎＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＤｅｙａｎｇ６１８０００ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＣｈｅｎｇｄｕ６１００００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｕｓｉｎｇａｅｏｌｉａｎｓａｎｄｉｎｓｔｅａｄｏｆｆｉｎｅａｇｇｒｅｇａｔｅｆｏｒｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｒａｄｅｄｍａｃａｄａｍｂａｓｅꎬｉｔｗａｓｂａｓｅｄｏｎｉｎｄｏｏｒｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｔｅｓｔꎬｄｒｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｈｒｉｎｋａｇｅｔｅｓｔꎬｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｅｒｏｓｉｏｎｔｅｓｔꎬｉｎｄｉｒｅｃｔｔｅｎｓｉｌｅｆａｔｉｇｕｅｔｅｓｔａｎｄｔｅｓｔｓｅｃｔｉｏｎｔｒａｃｋｉｎｇｔｅｓｔ.Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｅｎｇｔｈꎬｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｒａｄｅｄｍａｃａｄａｍｂａｓｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｅｏｌｉａｎｓａｎｄｃｏｎｔｅｎｔｗｅｒｅｖｅｒｉｆｉｅｄ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ(ｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈꎬｓｐｌｉｔｔｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈꎬｂｅｎｄｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈꎬｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｍｏｄｕｌｕｓ)ａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ(ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｈｒｉｎｋａｇｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬｄｒｙｓｈｒｉｎｋａｇｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ)ｏｆｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｍａｃａｄａｍｍｉｘｔｕｒｅｗｉｔｈａｅｏｌｉａｎｓａｎｄ)ꎬｗａｔｅｒｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｈａｖｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓꎬｔｈｅｇｒｅａｔｅｒｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆａｅｏｌｉａｎｓａｎｄꎬｔｈｅｍｏｒｅｓｅｒｉｏｕｓｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｒａｄｅｄｍａｃａｄａｍｍｉｘｔｕｒｅꎬｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｈｒｉｎｋａｇｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅꎬｄｒｙｓｈｒｉｎｋａｇｅａｎｄｅｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｆａｔｉｇｕｅｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｒａｄｅｄｍａｃａｄａｍｍｉｘｔｕｒｅꎬｔｈｅｍａｘｉｍｕｍａｍｏｕｎｔｏｆａｅｏｌｉａｎｓａｎｄｉｓｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｔｏｂｅ６％.Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅｓｈｏｗｓｔｈａｔｉｔｉｓｆｅａｓｉｂｌｅｔｏａｐｐｌｙ６％ａｅｏｌｉａｎｓａｎｄａｎｄｏｔｈｅｒｑｕａｌｉｔｙｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｆｉｎｅａｇｇｒｅｇａｔｅｓｔｏｔｈｅｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｒａｄｅｄｍａｃａｄａｍｂａｓｅ.Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｈａｖｅｃｅｒｔａｉｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅａｎｄｇｕｉｄｉｎｇｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆａｅｏｌｉａｎｓａｎｄｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｒａｄｅｄｍａｃａｄａｍｂａｓｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｒｏａｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎻｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｒａｄｅｄｍａｃａｄａｍꎻａｅｏｌｉａｎｓａｎｄꎻｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙꎻｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ基金项目:内蒙古自治区自然科学基金(２０１６ＭＳ００１４)作者简介:宋良瑞(１９８２￣)ꎬ女ꎬ副教授ꎮ主要从事结构工程与绿色建筑方面的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｔｏｎｙ＿０２０２＠１６３.ｃｏｍ通讯作者:李百毅ꎬ副教授ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｓｘｒｓｘｒ１９９９＠１２６.ｃｏｍ０㊀引㊀言我国沙漠面积约３４万ｋｍ２ꎬ隔壁沙漠面积约１１６万ｋｍ２ꎬ沙漠戈壁接近占国土面积的１６％ꎬ戈壁沙漠广１４２２㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷泛分布在我国新疆㊁内蒙㊁甘肃等西部省区ꎮ近年来ꎬ在 一带一路 倡议和西部大开发战略的稳步推进下ꎬ我国西部地区快速崛起ꎬ根据我国西部大开发战略和内蒙㊁新疆㊁甘肃各省(自治区)沙漠地区公路远景发展规划ꎬ在 十三五 末期ꎬ我国高等级公路建设继续向沙漠㊁戈壁等区域推进ꎬ届时我国将修筑相当数量的沙漠公路ꎮ在沙漠地区修筑公路ꎬ优质填料极其匮乏ꎬ加之人烟稀少ꎬ后勤补给困难ꎬ远运筑路材料十分艰难ꎬ大大增加了工程造价[１￣３]ꎮ风积沙作为一种特殊的筑路材料在沙漠区储量相当丰富ꎬ是沙漠地区修筑公路最重要的基础材料ꎬ也是修筑公路的最佳选择ꎬ将风积沙应用于沙漠地区公路建设具有低消耗㊁低排放㊁低污染㊁高效能㊁高效率㊁高效益等优势[４]ꎮ目前已有学者开展了大量有关风积沙填筑路基的试验研究ꎬ风积沙填筑路基的成套技术已经成熟ꎮ也有学者尝试将风积沙替代机制砂(河砂)应用于沙漠地区公路桥涵工程㊁路基路面和防护排水工程建设ꎮ董伟等[５]研究了０％~４０％风积沙替代同质量河砂后水泥砂浆流动度和强度特性ꎮ董瑞鑫等[６]研究了风积沙掺量对混凝土孔隙特征和抗压强度的影响机理ꎮ李根峰等[７]研究了掺加风积沙对混凝土收缩变形性能的影响ꎬ结果表明ꎬ增大风积沙掺量导致混凝土收缩变形量逐渐增大ꎮ郭根胜等[８]研究了水泥稳定风积沙基层的抗剪切强度ꎮ总体而言ꎬ目前对掺风积沙水泥稳定级配碎石混合料基层的研究尚处于起步阶段ꎬ有关掺风积沙水泥稳定级配碎石混合料强度特性㊁力学性能㊁路用性能等研究较少ꎬ还没有形成技术指导规范ꎬ导致实体工程对风积沙替代填料应用于水泥稳定级配碎石混合料是否可行ꎬ以及用于水泥稳定级配碎石的上限风积沙掺量等问题仍有待解决ꎮ本文基于室内试验和实体工程验证ꎬ探讨了不同风积沙掺量对水泥稳定级配碎石混合料强度特性和耐久性能方面的影响ꎬ结合内蒙古锡林浩特盟某高速公路改建工程试验段跟踪检测ꎬ对修筑风积沙水泥稳定级配碎石基层有一定参考价值和指导意义ꎮ１㊀实㊀验１.１㊀原材料(１)水泥:选用四川成都周边生产的４２.５号普通硅酸盐水泥ꎬ经检测水泥的初凝时间２１０ｍｉｎꎬ终凝时间３９５ｍｉｎꎬ２８ｄ抗压强度４７.８ＭＰａꎬ烧失量１.２１％ꎬ其余各项性能指标满足ＧＢ１７５ ２００７«通用硅酸盐水泥»规范要求ꎮ(２)风积沙:来自中国四大沙漠之一的巴丹吉林沙漠ꎬ风积沙外观为淡黄色ꎬ呈松散状ꎬ堆积密度１.３５ｇ/ｃｍ３ꎬ空隙率４７％ꎬ含水率０.２％ꎬ细度模数０.６４ꎬ含泥量１.９％ꎬ风积沙主要化学成分见表１ꎬ风积沙的最大粒径０.４９３ｍｍꎬ筛分级配见表２ꎮ表１㊀风积沙主要化学成分Ｔａｂｌｅ１㊀ＭａｉｎｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆａｅｏｌｉａｎｓａｎｄＣｏｍｐｏｎｅｎｔ/％ＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３Ｆｅ２Ｏ３Ｎａ２ＯＣａＯＫ２ＯＭｇＯＣＯｔｈｅｒＣｏｎｔｅｎｔ/％７１.８９.４３３.４７０.７６５.７６２.１７０.８６２.３３.４５表２㊀风积沙粒径级配Ｔａｂｌｅ２㊀ＰａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆａｅｏｌｉａｎｓａｎｄＳｃｒｅｅｎｓｉｚｅ/ｍｍ０.６０.３０.１５０.０７５Ｐａｓｓｒａｔｅ/％１００９６.７６７.６４.４㊀㊀(３)４.７５~９.５ｍｍ㊁９.５~２０ｍｍ两档粗集料为花岗岩破碎砾石ꎬ０~２.３６ｍｍ㊁２.３６~４.７５ｍｍ两档细集料为机制砂ꎬ粗集料压碎值１８.９％ꎬ针片状含量７.９％ꎬ０.０７５ｍｍ以下粉尘含量小于１％ꎬ软石含量小于１％ꎬ细集料塑性指数１２％ꎬ硫酸盐含量小于０.１％ꎬ有机质含量小于１％ꎬ颗粒筛分满足ＪＴＧ/ＴＦ２０ ２０１５«公路路面基层施工技术细则»(下文简称«细则»)要求ꎮ试验研究采用«细则»推荐的Ｃ￣Ｂ￣３骨架密实型水泥稳定级配碎石矿料级配(见表３)ꎮ１.２㊀试验方案试验采用相同矿料级配ꎬ将集料㊁风积沙逐档筛分后按照表３矿料级配要求ꎬ反算各筛孔的筛余量ꎮ风积沙以内掺形式参与合成级配ꎬ调整风积沙的掺配比例为０％㊁３％㊁６％㊁９％㊁１２％(等质量替换０~３ｍｍ细集料)ꎬ基于７ｄ龄期无侧限抗压强度试验确定不同风积沙掺量下水泥稳定级配碎石混合料的最佳水泥掺㊀第５期宋良瑞等:风积沙掺量对水泥稳定级配碎石力学性能与耐久性的影响１４２３量ꎬ基于弯拉强度试验㊁单轴压缩模量试验㊁干缩试验㊁温缩试验㊁疲劳试验㊁抗冲刷试验和冻融试验综合评价风积沙掺量对水泥稳定级配碎石混合料力学性能和耐久性的影响规律ꎬ为沙漠公路用于水泥稳定级配碎石混合料的最大风积沙掺量提供依据[９￣１２]ꎮ表３㊀水泥稳定级配碎石矿料级配Ｔａｂｌｅ３㊀ＭｉｎｅｒａｌｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｒａｄｅｄｍａｃａｄａｍＧｒａｄａｔｉｏｎｔｙｐｅＴｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｓｑｕａｒｅｈｏｌｅｓｃｒｅｅｎ(/ｍｍ)ｐａｓｓｒａｔｅ/％３１.５１９９.５４.７５２.３６０.６０.３０.１５０.０７５Ｔｅｓｔｇｒａｄａｔｉｏｎ１００８１.８４６.３２８.５２２.４１２.６６.２５.３３.６ＪＴＧ/ＴＦ２０ ２０１５ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ１００６８￣８６３８￣５８２２￣３２１６￣２８８￣１５５￣８３￣７２￣５１.３㊀试验方法试验时所有试件均在(２０ʃ２)ħꎬ相对湿度ȡ９５％标准条件下养生至ＪＴＧＥ５１ ２００９规定龄期ꎮ无侧限抗压强度试验采用ϕ１５０ｍｍˑ１５０ｍｍ圆柱体试件ꎬ试验方法参照Ｔ０８０５ １９９４进行ꎮ弯拉强度试验采用５５０ｍｍˑ１５０ｍｍˑ１５０ｍｍ大梁试件ꎬ试验方法按照Ｔ０８０５１ １９９４进行ꎮ单轴压缩模量试验采用ϕ１５０ｍｍˑ１５０ｍｍ圆柱体试件ꎬ试验按照ＪＴＧＤ５０ ２０１７«公路沥青路面设计规范»附录Ｅ进行ꎮ干缩试验环境箱温度２０ħꎬ相对湿度为６０％ꎬ试件尺寸采用５５０ｍｍˑ１５０ｍｍˑ１５０ｍｍ大梁试件ꎬ试验方法按照Ｔ０８５４ ２００９进行ꎮ温缩试验温度区间为６０~－２５ħꎬ试件尺寸采用５５０ｍｍˑ１５０ｍｍˑ１５０ｍｍ大梁试件ꎬ试验方法按照Ｔ０８５５ ２００９进行ꎮ疲劳试验采用０.５㊁０.６㊁０.７㊁０.８四个应力强度比ꎬ施加频率为１０Ｈｚ的连续Ｈａｖｅｓｉｎｅ波ꎬ试验方法按照Ｔ０８５６ ２００９进行ꎮ冲刷试验采用ϕ１５０ｍｍˑ２０ｍｍ圆柱体试件ꎬ动水冲刷峰值力为０.５ＭＰａꎬ冲刷频率为１０Ｈｚꎬ冲刷时间３０ｍｉｎꎬ试验方法参照Ｔ０８６０ ２００９ꎮ２㊀力学性能２.１㊀无侧限抗压强度风积沙水泥稳定级配碎石混合料在不同水泥掺量下的７ｄ无侧限抗压强度试验结果见图１ꎮ图１㊀不同风积沙和水泥掺量下水泥稳定级配碎石混合料７ｄ无侧限抗压强度Ｆｉｇ.１㊀７ｄｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｒａｄｅｄｍａｃａｄａｍｍｉｘｔｕｒｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｅｏｌｉａｎｓａｎｄａｎｄｃｅｍｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔ由图１试验结果可知ꎬ(１)相同风积沙掺量下ꎬ水泥稳定级配碎石混合料的无侧限抗压强度随着水泥掺量增大而线性增大ꎬ在相同水泥掺量条件下ꎬ风积沙水泥稳定级配碎石混合料无侧限抗压强度随风积沙掺量增大呈两阶段下降趋势ꎬ即０％~６％风积沙掺量范围内增大风积沙掺量ꎬ风积沙水泥稳定级配碎石无侧限抗压强度呈缓慢减小趋势ꎬ超过６％风积沙掺量后ꎬ无侧限抗压强度值随风积沙掺量增大而快速减小ꎬ水泥掺加３％㊁４％㊁５％㊁６％㊁７％条件下ꎬ风积沙掺量由０％增大至１２％ꎬ风积沙水泥稳定级配碎石混合料的无侧限抗压强度值降低了５５.３％㊁５７.１％㊁４８.６％㊁５１.１％㊁５５.３％ꎬ可见增大风积沙掺量会对水泥稳定级配碎石混合料无侧限抗压强度有显著的负面影响ꎮ(２)按照«细则»中高速公路路面基层水泥稳定级配碎石混合料１４２４㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷７ｄ无侧限抗压强度大于４~６ＭＰａ要求ꎬ对于掺加０％~６％风积沙水泥稳定级配碎石混合料ꎬ水泥掺量达到４％时即可满足ꎬ而掺加９％㊁１２％风积沙后ꎬ要达到«细则»最小设计强度４.０ＭＰａꎬ水泥掺量应不小于５％和６％ꎬ为了方便对比研究ꎬ下文中不同风积沙掺量下的水泥掺量均取６％ꎮ２.２㊀弯拉强度弯拉强度试验结果见图２ꎮ图２表明ꎬ随着风积沙掺量增大ꎬ风积沙水泥稳定级配碎石的弯拉强度呈二次函数关系递减ꎬ拟合优化度Ｒ２大于０.９５ꎮ风积沙掺量由０％增大至１２％ꎬ水泥稳定级配碎石混合料弯拉强度由２.３４ＭＰａ降低至１.４２ＭＰａꎬ降低幅度达３９.３％ꎮ在０％~９％风积沙掺量下ꎬ风积沙水泥稳定级配碎石混合料的弯拉强度满足ＪＴＧＤ５０ ２０１７«公路沥青路面设计规范»水泥稳定粒料类弯拉强度１.５~２.０ＭＰａ设计推荐值ꎬ而风积沙掺量达到１２％后水泥稳定级配碎石的弯拉强度小于１.５ＭＰａꎬ可见过多的风积沙掺量将严重劣化水泥稳定级配碎石混合料的弯拉强度ꎬ即使在水泥掺量为６％条件下ꎬ以ＪＴＧＤ５０ ２０１７规范最小弯拉强度１.５ＭＰａ为约束条件ꎬ水泥稳定级配碎石混合料的最大风积沙掺量不超过９％ꎮ图２㊀不同风积沙掺量下水泥稳定级配碎石混合料７ｄ弯拉强度Ｆｉｇ.２㊀７ｄｂｅｎｄｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｒａｄｅｄｍａｃａｄａｍｍｉｘｔｕｒｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｅｏｌｉａｎｓａｎｄｃｏｎｔｅｎｔ图３㊀不同风积沙掺量下水泥稳定级配碎石混合料单轴压缩模量Ｆｉｇ.３㊀Ｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｍｏｄｕｌｕｓｏｆｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｒａｄｅｄｍａｃａｄａｍｍｉｘｔｕｒｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｅｏｌｉａｎｓａｎｄｃｏｎｔｅｎｔ２.３㊀单轴压缩模量单轴压缩模量试验结果见图３ꎮ由图３可知ꎬ随着风积沙掺量增大ꎬ掺风积沙水泥稳定级配碎石混合料单轴压缩模量呈三次函数关系降低ꎬ拟合优化度Ｒ２达到了０.９９ꎬ风积沙等质量替代细集料掺量由０％增大至１２％ꎬ水泥稳定级配碎石混合料单轴压缩模量由２６０００ＭＰａ降低至１６７００ＭＰａꎬ降低幅度达３５.８％ꎮ在０％~６％风积沙掺量下ꎬ风积沙水泥稳定级配碎石混合料的单轴压缩模量满足ＪＴＧＤ５０ ２０１７«公路沥青路面设计规图４㊀水泥稳定级配碎石劈裂强度试验结果Ｆｉｇ.４㊀Ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｐｌｉｔｔｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｒａｄｅｄｍａｃａｄａｍ范»水泥稳定粒料类弹性模量１８０００~２８０００ＭＰａ设计推荐值ꎬ而风积沙掺量达到９％㊁１２％后水泥稳定级配碎石的弹性模量小于１８０００ＭＰａꎬ可见过多的风积沙掺量将严重劣化水泥稳定级配碎石混合料的弹性模量ꎬ以ＪＴＧＤ５０ ２０１７规范最小弹性模量１８０００ＭＰａ为约束条件ꎬ水泥稳定级配碎石混合料的最大风积沙掺量不超过６％ꎮ２.４㊀劈裂强度对不同风积沙掺量的水泥稳定级配碎石混合料进行劈裂强度试验ꎬ结果见图４ꎮ图４表明ꎬ随着风积沙掺量增大ꎬ风积沙水泥稳定级配碎石混合料劈裂强度呈线性关系减小ꎬ风积沙掺量由０％增大至１２％ꎬ劈裂强度由０.６９ＭＰａ减小至０.２３ＭＰａꎬ降低幅度达６６.７％ꎬ由此可见ꎬ掺加风积沙显著降低了水㊀第５期宋良瑞等:风积沙掺量对水泥稳定级配碎石力学性能与耐久性的影响１４２５泥稳定级配碎石混合料的劈裂强度ꎬ以劈裂强度不小于０.５ＭＰａ为设计劈裂强度下限要求ꎬ应控制最大风积沙掺量为６％为宜ꎮ分析以为ꎬ风积沙级配不良ꎬ棱角性差ꎬ并且与水泥水化产物的黏结㊁裹附效果差ꎬ风积沙的掺量和均匀性均影响混合料的黏聚力ꎬ因分散不均匀的风积沙聚集对粗集料的骨架效应产生干涉现象ꎬ导致内摩擦角和粘聚力降低ꎮ３㊀不同风积沙掺量水泥稳定级配碎石混合料变形特性温度收缩和干燥失水收缩是水泥稳定级配碎石的固有属性ꎬ因水泥凝结硬化过程中失水收缩和服役期间温度㊁湿度变化导致水泥稳定级配碎石膨胀㊁收缩引起的反射裂缝是我国半刚性基层沥青路面早发性横向开裂的主要病因ꎮ抗变形特性是水泥稳定级配碎石混合料在温度㊁湿度变化下抵抗温缩变形㊁干缩变形的能力表征ꎬ目前国内外普遍以温缩试验㊁干缩试验评价水泥稳定级配碎石混合料的变形特性ꎮ３.１㊀温缩性能温缩试验结果见表４ꎬ由试验结果可知ꎬ水泥稳定级配碎石混合料的温缩系数与试验温度区间和风积沙掺量有关ꎬ３０~４０ħ㊁高温４０~６０ħ和低温－２５~－１０ħ区间内的温缩系数相对较大ꎬ中温１０~２０ħ㊁２０~３０ħ区间内温缩系数次之ꎬ在－１０~０ħ㊁０~１０ħ区间内的温缩系数相对较小ꎬ极端高温和极端低温均对水泥稳定级配碎石混合料抗裂性能影响最明显ꎬ在０ħ附近水泥稳定级配碎石混合料的温缩变形最小ꎮ(２)相同温度区间内ꎬ随着风积沙掺量增大ꎬ水泥稳定级配碎石混合料温缩系数不断增大ꎬ－２５~－１０ħ㊁－１０~０ħ㊁０~１０ħ㊁１０~２０ħ㊁２０~３０ħ㊁３０~４０ħ㊁４０~６０ħ温度区间内ꎬ风积沙由０％增大至１２％ꎬ温缩系数分别增大了７６.７％㊁８４.７％㊁８９％㊁７２.９％㊁７９.６％㊁７６.４％㊁５７.４％ꎬ可见掺加风积沙对水泥稳定级配碎石混合料温缩性能不利ꎬ风积沙掺量越大ꎬ水泥稳定级配碎石混合料抵抗温度梯度变化产生温缩开裂的性能越差ꎮ掺加０％㊁３％㊁６％㊁９％㊁１２％风积沙后水泥稳定级配碎石在－２５~６０ħ的平均温缩系数分别为５.２με/ħ㊁５.９με/ħ㊁６.８με/ħ㊁７.９με/ħ㊁９.１με/ħꎬ风积沙掺量由０％增大至６％ꎬ平均温缩系数由５.２με/ħ增大至６.８με/ħꎬ增大了３０.８％ꎬ风积沙掺量由６％增大至１２％ꎬ平均温缩系数由６.８με/ħ增大至９.１με/ħꎬ增大了３３.８％ꎬ在０％~６％风积沙掺量范围内ꎬ水泥稳定级配碎石混合料的平均温缩系数满足«细则»温缩系数不大于７.５με/ħ的技术要求ꎮ风积沙掺量超过６％后平均温缩系数７.９~９.１με/ħꎬ不满足«细则»温缩系数不大于７.５με/ħ限值要求ꎬ因此从温缩性能考虑ꎬ最大的风积沙掺量为６％ꎮ表４㊀水泥稳定级配碎石混合料温缩试验结果Ｔａｂｌｅ４㊀ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｈｒｉｎｋａｇｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｒａｄｅｄｍａｃａｄａｍｍｉｘｔｕｒｅＡｅｏｌｉａｎｓａｎｄｃｏｎｔｅｎｔ/％Ａｖｅｒａｇｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｈｒｉｎｋａｇｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ/(με/ħ)－２５￣－１０－１０￣００￣１０１０￣２０２０￣３０３０￣４０４０￣６００５.８３.３２.７３.８５.３６.７９.１３６.４３.９３.１４.５５.７７.９１０.１６７.３４.５３.８５.０６.６８.９１１.２９８.５５.５４.５５.８７.８１０.４１２.９１２１０.２６.１５.１６.６９.５１１.９１４.３３.２㊀干缩性能干缩性能试验结果见表５和图５ꎮ表５㊀风积沙水泥稳定级配碎石混合料干缩试验结果Ｔａｂｌｅ５㊀ＤｒｙｓｈｒｉｎｋａｇｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆａｅｏｌｉａｎｓａｎｄｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｒａｄｅｄｇｒａｖｅｌｍｉｘｔｕｒｅＡｇｅ/ｄＴｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇａｅｏｌｉａｎｓａｎｄｃｏｎｔｅｎｔ(/％)ｄｒｙｉｎｇｓｈｒｉｎｋａｇｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ(/με)０３６９１２１２０.６１２４.８７２７.４３２９.６７３４.７６２３２.１７３７.７６３９.４３５１.５５５５.２１３４３.６５４９.６５５１.８７６０.９８６７.８６４６０.７７６９.９８７２.４４７７.４５８１.２１５６９.８０７６.４２７９.５４８４.５５８９.４１１４２６㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷续表５Ａｇｅ/ｄＴｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇａｅｏｌｉａｎｓａｎｄｃｏｎｔｅｎｔ(/％)ｄｒｙｉｎｇｓｈｒｉｎｋａｇｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ(/με)０３６９１２６７５.１７８１.８７８７.９８９０.４２９４.５３７７８.９７８５.９２９２.３３９８.６５１０２.３４９７９.９４８８.８２９５.４７１１２.４５１１８.４５１４８２.３７９１.７６９８.２６１１７.７６１２４.７６２１８４.３５９３.３１１０１.６４１２０.６１１２６.７６２５８４.８２９３.９４１０２.４９１２１.８９１２７.３４２８８５.２１９４.２１１０２.９４１２２.０１１２７.５４图５㊀不同风积沙掺量下水泥稳定级配碎石的干缩系数Ｆｉｇ.５㊀Ｄｒｙｉｎｇｓｈｒｉｎｋａｇｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｒａｄｅｄｍａｃａｄａｍｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｅｏｌｉａｎｓａｎｄｃｏｎｔｅｎｔ干缩试验结果表明ꎬ(１)随着养生龄期延长ꎬ水泥稳定级配碎石混合料的干缩系数先显著增大ꎬ后趋于平缓ꎬ养生８ｄ后干缩系数基本稳定ꎬ这是养生早期水泥水化胶凝材料的强度未完全形成ꎬ并且早期养生过程中水泥稳定级配碎石混合料失水率大所致ꎬ由此可见ꎬ水泥稳定级配碎石混合料的干缩变形主要发生在养生早期ꎬ在工程实践中ꎬ及时加强早期的保水养生可以有效减少水泥稳定级配碎石基层干燥收缩开裂ꎮ(２)相同养生龄期ꎬ风积沙水泥稳定级配碎石的干缩系数随风积沙掺量增大而增大ꎬ这在一定程度上表明ꎬ风积沙掺量越大ꎬ水泥稳定级配碎石干缩系数对含水量变化越敏感ꎮ尤其是在风积沙掺量大于６％后ꎬ增大风积沙掺量导致干缩应变出现突变ꎬ说明在６％~１２％风积沙掺量范围内ꎬ水泥稳定级配碎石混合料干缩性能对风积沙掺量变化更敏感ꎮ(３)养生７ｄ后ꎬ掺加３％㊁６％㊁９％㊁１２％风积沙后ꎬ风积沙水泥稳定级配碎石混合料干缩系数分别增大至８５.９２με㊁９２.３３με㊁９８.６５με㊁１０２.３４μεꎬ相比不掺加风积沙的水泥稳定级配碎石混合料(干缩系数７８.９７με)分别增大了８.８％㊁１６.９％㊁２４.９％㊁２９.６％ꎬ可见风积沙掺量越大ꎬ水泥稳定级配碎石的抗干缩性能越差ꎮ(４)在风积沙掺量为０％~６％条件下ꎬ风积沙水泥稳定级配碎石的干缩系数满足«细则»７ｄ干缩系数不大于１００με的技术要求ꎮ而风积沙掺量超过６％后干缩系数达到了１０２.３４~１１８.９４μεꎬ不满足«细则»温缩系数小于１００με限值要求ꎬ因此从干缩性能考虑ꎬ最大的风积沙掺量为６％ꎮ４㊀耐久性能４.１㊀抗冲刷性能不同冲刷时间的水泥稳定级配碎石冲刷质量损失结果见图６ꎮ由图６可知ꎬ(１)水泥稳定级配碎石的冲刷损失质量随冲刷时间延长而增大ꎬ相同风积沙掺量下ꎬ冲刷损失质量与冲刷时间之间有良好的线性关系ꎬ由此可见ꎬ动水冲刷时间越长ꎬ水泥稳定级配碎石混合料越容易出现松散破坏现象ꎮ对比冲刷损失质量与冲刷时间线性拟合方程的斜率和截距可以发现ꎬ斜率和截距均随风积沙掺量增大而增大ꎬ表明风积沙掺量越大ꎬ水泥稳定级配碎石混合料在动水冲刷作用后的质量损失越大ꎬ同时风积沙水泥稳定级配碎石混合料冲刷损失质量对冲刷时间越敏感ꎬ可见掺加风积沙对水泥稳定级配第５期宋良瑞等:风积沙掺量对水泥稳定级配碎石力学性能与耐久性的影响１４２７㊀碎石混合料的水稳定性有劣化影响ꎬ风积沙掺量越大ꎬ劣化影响程度越严重ꎮ(２)动水冲刷３０ｍｉｎ后ꎬ３％㊁６％㊁９％㊁１２％风积沙水泥稳定级配碎石混合料的冲刷质量损失分别为３４.６ｇ㊁３７.３ｇ㊁４３.２ｇ㊁４９.３ｇꎬ相比未掺加风积沙的水泥稳定级配碎石混合料(冲刷损失质量２６.４ｇ)分别增大了３０.８％㊁４２.３％㊁６５.４％㊁８８.５％ꎮ(３)在风积沙掺量为０％~６％条件下ꎬ风积沙水泥稳定级配碎石的冲刷损失质量满足«细则»３０ｍｉｎ动水冲刷损失质量不大于４２ｇ的技术要求ꎮ而风积沙掺量超过６％后冲刷损失质量达到了４３.２~４９.３ｇꎬ不满足«细则»冲刷损失质量小于４２ｇ限值要求ꎬ因此从半刚性基层水稳定性考虑ꎬ最大的风积沙掺量为６％ꎮ图６㊀水泥稳定级配碎石冲刷试验结果Ｆｉｇ.６㊀Ｓｃｏｕｒｉｎｇｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｒａｄｅｍａｃａｄａｍ图７㊀疲劳寿命对数(ｌｇ(Ｎｆ))与应力强度比(Ｒ/Ｓ)拟合方程Ｆｉｇ.７㊀Ｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｌｏｇａｒｉｔｈｍ(ｌｇ(Ｎｆ))ａｎｄｓｔｒｅｓｓｉｎｔｅｎｓｉｔｙｒａｔｉｏ(Ｒ/Ｓ)ｆｉｔｔｉｎｇｅｑｕａｔｉｏｎ４.２㊀疲劳性能疲劳试验结果见表６ꎬ疲劳寿命对数(ｌｇ(Ｎｆ))与应力强度比(Ｒ/Ｓ)拟合方程见图７ꎮ表６㊀风积沙水泥稳定级配碎石混合料疲劳试验结果Ｔａｂｌｅ６㊀ＦａｔｉｇｕｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆａｅｏｌｉａｎｓａｎｄｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｇｒａｄｅｄｍａｃａｄａｍｍｉｘｔｕｒｅＡｅｏｌｉａｎｓａｎｄｃｏｎｔｅｎｔ/％Ｓｔｒｅｓｓｒａｔｉｏ/(Ｒ/Ｓ)Ｐａｒａｌｌｅｌｓｐｅｃｉｍｅｎｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅ/ｔｉｍｅ①②③④Ａｖｅｒａｇｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅ/ｔｉｍｅ０.５４５４５８９４９３１６６５６４０４９５１６９９２５０７１９９００.６１７７２６０１６０２５８１７１７０３１８２４８９１７２９２８０.７１０８３８４１０６０６３１０７２８３１０４２６６１０６４９９０.８４４００３５０６４０４９６２８５１２６８４８８８５０.５４０４１８２３９０４７９４１９５９４１０４０５３１１７５６３０.６１２１５１８１０７６１７１１０３７６１００４２１１０９９８３０.７８９９９８２２９１９２２０８００３２２００３７１８６８０８０.８３１９９２２７１３９３１０２３２６９３７２９２７３０.５３１００５０２８９１０１２７７３８０２７８２０３２８８６８４６０.６８６７３８７９５４０７５９０６７７２０６７９８４８０.７２４９３９１９２５６２２０６４２４７８８２２７６２０.８９０２８９４７２１０１６９９０３６９４２６０.５２１３２８８２１６５２６２１９８１５２２３１５４２１８１９６９０.６６１１１９６２６０５５４１１０６５６３２６０８６７０.７１８０８９１８８７１１７６６１１６５５８１７７９５０.８５５５６５００１６５５１７００４６０２８０.５１４３５７８１１１２６２１３５０６２１０４７０９１２３６５３１２０.６４４７２２４７８８５４１６０７４７５４０４５４３９０.７１１２７９１１７６１１１８１５１０９６９１１４５６０.８４２８６３０８０３５００４６２２３８７２㊀㊀疲劳试验结果表明ꎬ在相同应力强度比(Ｒ/Ｓ)条件下ꎬ风积沙水泥稳定级配碎石混合料的疲劳寿命随风积沙掺量增大而显著减小ꎮ在０.５应力强度比条件下ꎬ风积沙掺量由０％增大至１２％ꎬ疲劳寿命由５０７１９９次衰减至１２３６５３次ꎬ疲劳寿命降低幅度达８０％ꎻ在０.８应力强度比条件下ꎬ风积沙掺量由０％增大至１２％ꎬ１４２８㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷疲劳寿命由４８８８５次衰减至３８７２次ꎬ疲劳寿命降低幅度达９２％ꎬ掺加风积沙对水泥稳定级配碎石混合料疲劳性能有不利影响ꎮ分析其原因ꎬ水泥稳定级配碎石的疲劳寿命受细集料含量和填料与粗集料的裹附状况有关ꎬ风积沙替代细集料后ꎬ由于风积沙与水泥水化产物的黏附性㊁裹附效果较差ꎬ不能形成有效的结构强度ꎬ从而削弱了水泥砂浆的结构膜厚度ꎮ从ＳＥＭ照片(图８(ａ)㊁(ｂ))可以看出ꎬ掺加１２％风积沙后ꎬ由于风积沙分布不均匀结团而导致水泥砂浆过渡相结构松散ꎬ内部有空隙ꎻ风积沙与水泥水化产物黏结性差ꎬ导致粗集料表面水泥砂浆膜厚分布不均匀ꎬ风积沙水泥砂浆内部有空隙ꎬ结构松散ꎻ水泥砂浆膜厚分布不均匀ꎬ导致其受荷时易出现应力集中现象ꎬ破坏裂纹沿风积沙聚集处贯穿ꎬ影响疲劳寿命ꎮ未掺加风积沙的水泥砂浆中(图８(ｃ)㊁(ｄ))集料与水泥砂浆浑然一体ꎬ粗细集料嵌固于水泥水化产物中ꎬ结构致密均匀ꎬ水泥水化产物富集于集料表面ꎬ形成均匀的挂浆状态ꎬ粗集料表面水泥水化反应更充分ꎬ水泥砂浆结构更加均匀㊁致密[１３￣１５]ꎮ随着风积沙掺量增大ꎬ风积沙水泥稳定级配碎石混合料疲劳拟合方程的截距减小ꎬ同时拟合方程斜率的绝对值增大ꎬ表明掺加风积沙不仅降低了水泥稳定级配碎石混合料的疲劳寿命ꎬ也增强了疲劳寿命对应力水平的敏感程度ꎮ图８㊀掺加风积沙前后水泥砂浆微观形态Ｆｉｇ.８㊀Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｃｅｍｅｎｔｍｏｒｔａｒｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒａｄｄｉｎｇａｅｏｌｉａｎｓａｎｄ５㊀实体工程应用基于室内研究成果ꎬ在２０１６年将掺加６％风积沙的水泥稳定级配碎石应用于内蒙古锡林浩特盟某高速公路改建工程ꎬ试验段长度５００ｍꎬ路基宽２６.５ｍꎬ铺筑层位为高速公路路面基层ꎬ铺筑面积１５５００ｍ２ꎮ室内采用振动成型确定最佳含水量为６.７％ꎬ最大干密度为２.２６５ｇ/ｃｍ３ꎬ水泥剂量为５％ꎬ配合比设计７ｄ无侧限抗压强度６.６ＭＰａꎬ满足设计５.５ＭＰａ要求ꎮ现场施工摊铺㊁碾压工艺与相邻段未掺加风积沙水泥稳定级配碎石基层无异ꎮ铺筑完成后实测基层压实度大于９８％ꎬ平整度满足«细则»要求ꎬ湿润养生７ｄ后钻芯测试无侧限抗压强度为７.２ＭＰａꎬ养生１０ｄ后铺筑上层沥青混凝土(１８ｃｍ厚沥青层)ꎮ试验段于２０１６年１０月１日通车ꎬ目前已经服役近３年ꎬ近２年经历了极端最低气温－３５ħꎬ极端高温３６ħꎬ目前试验段仅有横向开裂病害ꎮ２０１９年７月份实测风积沙水泥稳定级配碎石基层沥青路面反射裂缝调查统计ꎬ风积沙水泥稳定级配碎石左右幅１０００ｍ范围内贯通裂缝１１条ꎬ非贯通裂缝５条ꎬ横向裂缝间距７１.４ｍꎬ裂缝总长度２６９ｍꎬ相比普通水泥稳定级配碎石基层试验段前后１０００ｍ范围内横向贯通缝裂缝１０条ꎬ非贯通裂缝６㊀第５期宋良瑞等:风积沙掺量对水泥稳定级配碎石力学性能与耐久性的影响１４２９条ꎬ裂缝总长度２５７ｍꎮ可见６％风积沙水泥稳定级配碎石基层的反射裂缝病害长度与临近路段普通水泥稳定级配碎石差别不大ꎬ试验段取得了满意效果ꎬ达到了研究应用目的ꎮ因此将６％风积沙等质量替代细集料应用于水泥稳定级配碎石基层是可行的ꎮ６㊀结㊀论(１)掺加风积沙对水泥稳定级配碎石混合料力学性能(无侧限抗压强度㊁劈裂强度㊁弯拉强度㊁单轴压缩模量)有显著劣化影响ꎮ风积沙掺量由０％增大至１２％ꎬ水泥稳定级配碎石的劈裂强度降低幅度达６６.７％ꎬ单轴压缩模量降低幅度达３５.８％ꎬ弯拉强度降低幅度达３９.３％ꎮ(２)风积沙掺量越大ꎬ水泥稳定级配碎石的抗干缩性能㊁温缩性能和水稳定性越差ꎮ从干缩性能考虑ꎬ适宜的风积沙掺量为６％~９％ꎬ从温缩性能和半刚性基层水稳定性考虑ꎬ最大的风积沙掺量为６％ꎮ(３)掺加风积沙对水泥稳定级配碎石混合料疲劳性能有劣化影响ꎬ掺加风积沙不仅降低了水泥稳定级配碎石混合料的疲劳寿命ꎬ也增强了水泥稳定级配碎石混合料疲劳寿命对应力水平的敏感程度ꎮ(４)工程实践表明ꎬ将６％风积沙等质量替代细集料应用于水泥稳定级配碎石基层是可行的ꎬ研究成果为沙漠公路用于水泥稳定级配碎石混合料的最大风积沙掺量提供依据ꎮ参考文献[１]㊀秦仁杰ꎬ李新宇ꎬ郭红涛ꎬ等.水泥稳定碎石结构层施工控制参数研究[Ｊ].公路工程ꎬ２０１４ꎬ３９(６):１５９￣１６３.[２]㊀田宇翔ꎬ马㊀骉ꎬ王大龙ꎬ等.高寒地区水泥稳定碎石弯拉特性研究[Ｊ].硅酸盐通报ꎬ２０１５ꎬ３４(９):２５６９￣２５７３.[３]㊀姜慧辉.国外防止半刚性基层反射裂缝微裂技术分析[Ｊ].交通科技ꎬ２０１０(Ｓ２):８５￣８８.[４]㊀刘敬辉.基于内聚力模型的预裂缝技术机理分析[Ｊ].公路交通科技ꎬ２０１２ꎬ２９(７):３２￣３７.[５]㊀董㊀伟ꎬ申向东.不同风积沙掺量对水泥砂浆流动度和强度的研究[Ｊ].硅酸盐通报ꎬ２０１３ꎬ３２(９):１９００￣１９０４.[６]㊀董瑞鑫ꎬ申向东ꎬ刘㊀倩ꎬ等.风积沙混凝土孔隙特征对其强度影响机理的研究[Ｊ].硅酸盐通报ꎬ２０１９ꎬ３８(６):１９０２￣１９０８. [７]㊀李根峰ꎬ申向东ꎬ吴俊臣ꎬ等.风积沙混凝土收缩变形的试验研究[Ｊ].硅酸盐通报ꎬ２０１６ꎬ３５(４):１９１３￣１９１８.[８]㊀郭根胜ꎬ张㊀雁ꎬ杜诗朦.水泥稳定风积沙基层抗剪强度试验研究[Ｊ].科学技术与工程ꎬ２０１５ꎬ１７(１５):１９１３￣１９１８.[９]㊀王㊀艳ꎬ倪富健ꎬ李再新.水泥稳定碎石基层收缩性能影响因素试验研究[Ｊ].公路交通科技ꎬ２００７ꎬ２４(１０):３０￣３４＋５２.[１０]㊀杨红辉ꎬ唐㊀娴ꎬ郝培文ꎬ等.半刚性基层材料抗裂性评价方法[Ｊ].长安大学学报(自然科学版)ꎬ２００２ꎬ２２(４):１３￣１５.[１１]㊀蒋应军ꎬ王富玉ꎬ刘㊀斌.水泥稳定碎石强度特性的试验研究[Ｊ].武汉理工大学学报ꎬ２００９ꎬ３１(１５):５２￣５７.[１２]㊀曹德金ꎬ熊㊀浩.抗裂嵌挤型水泥稳定碎石基层的研究Ⅰ:强度影响因素[Ｊ].公路工程ꎬ２０１３ꎬ３８(２):１０８￣１１０＋１１４.[１３]㊀吕松涛ꎬ郑健龙ꎬ仲文亮.养生期水泥稳定碎石强度㊁模量及疲劳损伤特性[Ｊ].中国公路学报ꎬ２０１５ꎬ２８(９):９￣１５＋４５.[１４]㊀张㊀静ꎬ魏连雨ꎬ王㊀涛ꎬ等.水泥稳定碎石早期损伤自愈合过程力学性能试验研究[Ｊ].硅酸盐通报ꎬ２０１６ꎬ３５(１０):３０４４￣３０４９. [１５]㊀阚黎黎ꎬ施惠生.工程水泥基材料裂缝分布及自愈合后力学性能[Ｊ].建筑材料学报ꎬ２０１２ꎬ１５(１):２７￣３３.。
抗裂型水泥稳定碎石配合比设计及路用性能研究
摘
要 ：为了提高水泥稳定碎石的抗裂能力 ， 选 取广 东省佛 山地区花 岗岩集 料 ， 通过大量室 内试 验进行 了抗
裂 型水 泥 稳 定 碎 石 混 合 料 的 配 合 比 设 计 和路 用 性 能分 析 ． 首先 ， 采 用 两级 干捣 试 验 根 据 骨架 间 隙 率合 理极 小 值 获得 了 三档 粗 集 料 的 最 佳 配 比 ， 并采用 ｉ 法 和 ＣＢ Ｒ试 验 得 到 了 Ｃ Ｂ Ｒ值 最 大 的 细 集 料 密 实 级 配 ． 其次 ， 采 用
第 １ Ｏ卷 第 １ 期 ２ ０ １ ３年 ３月
长 沙 理 工 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ （ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｏｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ｔ ｉ － ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏｆ ｃ ｅ ｍｅ ｎｔ ｓ ｔ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｍａ ｃ ａ ｄａ ｍ ，ｔ ｈｅ ｇ ｒ ａ ｎ —
ｉ ｔ ｅ ａ ｇ ｇ ｒ ｅ ｇ ａ ｔ ｅ ｓ ｉ ｎ Ｆｏ ｓ ｈ ａ ｎ Ｒｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｐｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ｗｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｔ ｈ ｅ ｍｉ ｘ ｄ ｅ —
Ｖｏ ｌ － １ ０ Ｎｏ ． １
Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ３
文章编号 ： １ ６ ７ ２ ～９ ３ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ －０ ０ ０ １ —０ ６
水泥稳定碎石+细砂基层路用性能试验研究
了非常广泛的采用 ， 为我国的公路建设做 出了巨大贡献 。但
很多地方公路基层 用 的材料 （ 如石 屑等 ） 相对 匮乏 ， 细砂 但
分布 比较广泛 ， 这为细砂部分代替当地价格较高的石屑 提供 了便利条件。但是采用细砂部分代替石屑后 ， 水泥稳定碎石 的性能是否满足路用 要求还需要进一步研究 ， 由此本文对不
２ ０ｍ 的棱柱体 ， ４ ｍ 一组 ４个 试件。在测 量试件干缩 量的 同 时测定试件质量的变化 ， 直至 试件质量 不再变化 ， 两次测量
的干缩量基本稳定 ， 试验结束 。干缩率 以四个试件 的平均值
ｄ １ 、６ｄ２ 、８ｄ的 配 、 、４ｄ １ 、１ｄ ２
从试验结果 可知 ， 同的配 比在早期 干缩率相差较 大， 不
７ｄ以后就 比较 一致 ，４ｄ时各个 配 比的干缩率都 呈现出缩 １
量范围内， 用细砂来替代部分石屑不会 降低混合料 的强度 。
利用测量弹性模量后 的试件再测量其破坏强度 ， 和料 混 掺加 的水 泥 剂 量为 ５ ５ ， 结 果 如 下 ： 比一 的 ７ｄ强 度 由 ．％ 其 配
表 １ 水 泥 稳 定 碎 石 组 成 设 计
２ 水 无侧 限抗 压 强 度 试 验 ７ｄ浸
３ 收 缩 试 验
按照重型击实方法进行试验 ， 确定 混合料 的最大干密度 和最佳含水量 ， 按最大干 密度及最佳 含水量 为标准 ， 然后 以 压实度 ９ ％ 为 控 制指 标 ， 压 成 型 试 件 ， 件 尺 寸 采 用 ８ 静 试
２１ ００年 第 １ 期 Ｏ （ 总第 ２０期 ） ０
黑龙 江交通科 技
ＨＥＬＯＮＧＪＡＮＧ ＪＡＯＴＯＮＧ Ｊ Ｌ Ｉ Ｉ ＫＥ Ｉ
Ｎｏ １ ２ １ 。 ０，０ ０
水泥石灰稳定风积砂作为路面基层材料的试验研究
试验 中的风积砂土取 自辽宁省阜新市彰武县施 工现场 ， 其物理力学参数指标如表 １ 所示。
－ ．３ ８ ０ ５ ５ ０ ０４ ０３ １２ １ ０５ １ ．４ ９ ． ０６ ．７ ３ ２
心 回 归 适
厦 的 影 响 置 数
０
．
０６ ６ ０． ０ ９１
Ｏ ３９ ０３ １ ． ５ ．０
由表 ５ 及表 ６可以看 出， 经过数据处理后得 到 的无侧限抗压强度的回归方程的残差非常微小。抗
压强度的回归方程的复相关系数都 比较小， 这说 明 以复相关系数为准则的检验数可以提高回归方程的 精度， 并且可 以准确 的模拟试验 的测量值。由残差
统计量也可以看出 ， 本试验 的安排点是 比较均匀分
布的， 能够充分反应出各个 因素对水泥风积砂稳定
４ 试验数据的回归与优化
、
土无侧限抗压强度的影响。 综上 ， 对于水泥石灰稳定风积砂土我们选定了 如下的配 合 比： 泥 ： 水 石灰 ： 石 ： 碎 风积 砂 ＝９ ： ％
Ｃｏ ８ 离 ｏｋ’ 距
１ ２
பைடு நூலகம்
动击实仪测定 ， 抗剪强度指标 Ｃ 中值采用直剪仪测 、
定， 回弹模量采用杠杆式 回弹仪测定 ， 无侧限抗压强 度是试件在（０ ２ 。 ２ ± ）Ｃ条件下养生 ７ 后测定的 ， ｄ 所
得测试结果如表 ４ 所示。
表 ４ 水泥石灰稳定风积砂土试验结果
０ １０ １０ １ ８ ．４ ８ ．２７ １ ．０ ０ ．６ ３ ０ １５ ５ ０２ ７ ２ ４ ０ ０ ８５ ２ ４ ８ １６ １ ． ８５ １ ．４ １ ．０ ． １９ ５４ ３ ２ ７ ０ 一 ．６ ４ ．７ ０ ．０ ０ ０ １８ １ １ ０ １ ０ １３ ０ ０ ０ ．０９ ２ ４ 一 ． １ ０ ９ ８ ０ ０ ０ ０６ ３ ０ ９０ ．５ ．０ ．０ １ ２ １ ２
水泥稳定再生碎石路用性能研究
再 生集 料 的密 度试 验分 为再生 粗集 料 与再 生细 集 料 两部 分 进 行 。为 了对 比 再 生 集 料 与 天 然 新 集 料， 两 种集 料都进 行密 度试验 ， 试 验结 果见 表 ２ 。
公 路 与 汽 运
总第 １ ５ ８期
Ｈｉ ｇ ｈ ｗａ ｙ ｓ＆ Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
从表 １可 以 看 出 ： 旧混 合 料 最 大 粒 径 为 ３ １ ． ５ ｍｍ， ２ ． ３ ６ ｍｍ 以上粒 料 占 ６ ５ ％ 以上 。与 规 范 中基
集 料大部 分为 表面 包 裹 有 部 分砂 浆 的石 子 ， 少 部 分 为 与砂浆 完全 脱离 的石 子 ， 还 有很 少一部 分为砂 浆 ， 其 边界轮 廓分 明 、 多棱 角 、 具有 较 大 的表 面积 。再 生
天然 新骨料 后 ， 掺加适 量水 泥 ， 经拌 和形成 的再生 骨 料混 合料 。
１９ ． ００
９ ． ５Ｏ
８９
６ ５
０ ．６ ００
Ｏ ．Ｏ ７５
１ ９． ２
Ｏ． ８
４ ．７ ５
４ ６
２ 再 生 集 料 物 理 力 学 性 能
再生 集料分 再生 粗 集料 与再生 细集 料 。再生 粗
层 材料级 配标 准相 比 ， 旧混 合料 中细 料含 量偏 大 ， 其 原 因在 于 旧路 基层 修 建 较早 ， 经过 多年 的车 辆 荷 载 作 用及机 械再 次破 碎 ， 其级 配 发生 了较 大变化 ， 导致 其 中细料含 量偏 多 。
２ ． ２ 再生 集料 的表观密 度
细 集料 主要 为砂浆 体 破 碎 后 形成 的砂 粒 、 水 泥石 颗
风积砂土路面基层的路用性能研究
1. 3 基层 性状 面层 通过对 试验段水泥稳定土基层上 的面层
的外观观察发现， 面层状况良 在此公路段 好，
参考文献
[l] 黄维蓉， 陈伟 刘大超. 固 化剂德定土路面
形成更 致密的结合体， 这也将是研究粉 煤灰 应 用课题的关键和难点。
1. 1. 3 碎石且的影响
要是影响水泥的水化反 应速度. 固化剂A 在能
学反应， 充分发 挥水泥、 粉煤灰的性能， 从而
明显提高无侧限抗压强度. 其中水玻瑞主要
是调节水泥的水化反应速度的， 水玻璃含! 最
够促使水 泥的水化反应向 正向 不断进行.从而 提高了 水泥的水化反应速度， 但由于 特定混合 料中 掺量 水泥 是一定的， 所以固化剂A 的掺A 有 一最佳值， 掺入反 过多 而不会对水泥水化反 比 )以内. 因此， 研制出 性能更好的激发剂， 能
工 业 技 术
日艺 创 & 了 「呀生 日》么旧 〕〕 W ORMATION 丫
风积砂土路面基层的路用性能研究
陈小有
(资州省 工程总公司 550001) 桥梁
摘 要: 本文分析了水泥T O定土材料的强度变化、弹性窍沉值、收缩裂缝等路用性能， 总结出了混合料的配比原oil和改善混合料路用 性能的枯施。 关锐词: 路面 路用性能 墓层 中圈分份县 U4 12 空盆坛识码 : A 文章编号: 1672- 3791(2007)08(b )- 0017- 01
上未发现由 于水泥稳定土墓层的某种缺陷 所
169 材 性能与应用研究U].公路， 料的 2003
(07).
引起的变形。水泥稳定土在施工过程中容易
产生收缩裂缝， 而且隐定粒 料时， 水泥用呈超
水泥固化稳定珊瑚礁岩、砂吹填材料路用性能研究
吕晨炜，伍浩良，石名磊．２０１９．水泥固化稳定珊瑚礁岩、砂吹填材料路用性能研究［Ｊ］．工程地质学报，２７（６）：１４４０－１４４７．ｄｏｉ：１０．１３５４４／ｊ． ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１９－０９６ ＬüＣｈｅｎｗｅｉ，ＷｕＨａｏｌｉａｎｇ，ＳｈｉＭｉｎｇｌｅｉ．２０１９．Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙｔｅｓｔｓｏｆｃｅｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ＆ ｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄｃｏｒａｌｒｅｅｆａｎｄｓａｎｄｆｏｒｕｓｅｏｆｈｉｇｈｗａｙｐａｖｅｍｅｎｔ［Ｊ］． ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ，２７（６）：１４４０－１４４７．ｄｏｉ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ材料路用性能研究
吕晨炜①② 伍浩良① 石名磊①
（①东南大学，江苏省城市地下工程与环境安全重点实验室 南京 ２１００９６） （②内蒙古自治区公路局 呼和浩特 ０１００２０）
摘 要 为实现岛礁公路建设资源集约化，提出采用水泥固化稳定珊瑚礁岩、砂作为路面基层材料。通过无侧限抗压强度、 劈裂强度、回弹模量、水稳性、干缩和温缩试验，探究水泥固化稳定珊瑚礁岩、砂吹填材料强度、刚度、水稳性和收缩性等路用 性能，为后续岛礁工程建设提供理论依据和数据支持。结果表明：在标养条件下，相同龄期的试样抗压强度和劈裂强度随水 泥用量增加而提高，水泥用量相同的试样随龄期增长而提高；抗压强度增长基本符合线性规律。回弹模量随水泥用量增加而 提高，但增幅逐渐减小。相同龄期下，试件饱和抗压强度相对于低于标准抗压强度；水泥用量和龄期越大，强度损失率越小， 抗软化能力越强，如水泥用量 ６％试样 ２８ｄ强度损失率与软化系数是水泥用量 ３％的 ９３％和 １０１％。试样失水率与干缩应变随 龄期与水泥用量增加而增长，如水泥用量 ６％试样 １８０ｄ失水率和干缩应变是水泥用量 ３％的 １３５倍和 １２７倍。温缩试验表 明：温缩应变和温缩系数随水泥用量增加而增大，而随温度降低先增大后减小，处于 ３０～４５℃温度区间是岛礁公路建设最不 利的状态，应尽量避免高温施工。 关键词 珊瑚礁岩、砂；水泥；强度特性；水稳性；收缩性；路用性能 中图分类号：ＴＵ４４３ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１９－０９６
抗裂性水泥稳定碎石基层在公路工程中的应用
1引言水泥稳定碎石具备强度高、承载力好、造价低、原材料来源多等特点,因此,长期应用于公路建设中。
干缩和温缩是水泥稳定碎石产生早期裂缝的主要原因,水泥稳定碎石修建过程中出现的裂缝会严重影响路面基层的质量,当裂缝由下往上发展导致路面形成反射裂缝后,对路面的行驶质量及行车安全造成影响[1]。
抗裂性水泥稳定碎石主要是通过掺加玄武岩纤维改善混凝土开裂特性,进而避免公路基层反射裂缝的发展。
本文基于该原理,主要研究抗裂性水泥稳定碎石基层设计方式以及施工工艺,并在具体工程中应用。
2工程概况某高速公路建设项目全线长103.656km ,双向四车道,路基宽度为26m ,沥青混凝土路面,设计行车速度为80km/h ,公路结构组成见表1。
由于该高速公路日交通量较大,公路的基层和底基层均设计为水泥稳定碎石,运营一段时间后,由于基层强度较大,路面已存在多处反射裂缝,早期处理时采用裂缝灌缝进行养护。
现阶段对路面进行勘察发现,路面裂缝病害复发严重,且主要集中在交通量较大路段,严重影响了公路行车的舒适性和安全性。
因此,决定选用抗裂性水泥稳定碎石基层进行施工。
3抗裂性水泥稳定碎石基层原材料设计3.1水泥水泥稳定碎石基层中施工主要原材料为水泥,水泥的型【作者简介】张曼（1988~），女，河北石家庄人，工程师，从事公路工程研究。
抗裂性水泥稳定碎石基层在公路工程中的应用Application of Crack Resistant Cement Stabilized Macadam Basein Highway Engineering张曼（石家庄市公路桥梁建设集团有限公司，石家庄050000）ZHANG Man(Shijiazhuang Road and Bridge Construction Group Co.Ltd.,Shijiazhuang 050000,China)【摘要】为避免公路基层反射裂缝影响公路的使用质量，结合具体工程实例，阐述了抗裂性水泥稳定碎石基层原材料及配合比设计，重点对抗裂性水泥稳定碎石基层施工工艺进行研究，施工结束后对工程质量进行检测。
不同类型水泥稳定碎石混合料路用性能研究
不同类型水泥稳定碎石混合料路用性能研究作者：罗祺黄显铸来源：《西部交通科技》2022年第07期摘要：文章基于无侧限抗压试验、干缩试验、温缩试验以及四点弯曲疲劳试验，对比了5%掺量玄武岩纤维水泥稳定碎石、5%掺量膨胀剂水泥稳定碎石、8%高水泥掺量水泥稳定碎石及5%水泥掺量普通水泥稳定碎石四种混合料的路用性能。
结果表明：掺膨胀剂与提高水泥掺量均能有效提高水泥稳定碎石材料的无侧限抗压强度;玄武岩纤维能降低水泥稳定碎石前期强度，但后期抗压强度也会优于普通水泥稳定碎石;膨胀剂和玄武岩纤维均能有效提高水泥稳定碎石的干缩性能和温缩性能;水泥掺量越大，混合料干缩性能和温缩性能越差;8%水泥掺量水泥稳定碎石抗疲劳性>5%水泥掺量玄武岩纤维水泥稳定碎石抗疲劳性>5%水泥掺量膨胀剂水泥稳定碎石抗疲劳性>普通水泥稳定碎石抗疲性。
综合对比所有试验结果，膨胀剂对提高混合料各方面性能有着最佳效果，建议实际施工中优先选用膨胀剂作为水泥稳定碎石混合料外掺剂。
关键词：水泥稳定碎石;路用性能;玄武岩纤维;膨胀剂U416.03 A 21 067 30 引言现阶段，我国高速公路路面半刚性基层大多采用水泥稳定碎石材料铺筑而成。
水泥稳定碎石基层在广泛的使用中表现出巨大的优越性，但其也存在如易产生收缩裂缝、耐久性不足等较多的缺点 [1-4]，因此，有必要对水泥稳定碎石材料做进一步的研究。
目前，已有较多学者针对水泥稳定碎石基层存在的不足进行了研究，杨春玲等通过研究不同级配类型、不同水泥掺量的水泥稳定碎石混合料的疲劳性能，指出骨架密实型的水泥稳定碎石混合料抗疲劳性最佳，并且水泥含量越高抗疲劳性越强 [5]。
应荣华等依托实际工程，对比了传统缸拌水泥稳定碎石与振动缸拌水泥稳定碎石7 d抗压强度，认为振动搅拌技术对提升混合料路用性能具有较大优势 [6]。
暴英波通过对比玄武岩纤维水泥稳定碎石与普通水泥稳定碎石抗压强度、劈裂强度，指出玄武岩纤维能显著提升水泥稳定碎石的力学性能 [7]。
农村公路工程水泥稳定碎石基层施工技术 陈常华
农村公路工程水泥稳定碎石基层施工技术陈常华摘要：水泥稳定碎石基层当前在农村公路工程中的应用越来越广泛，这得益于相关施工技术的日益成熟。
在水稳基层施工中，需要做好每个施工环节的控制，保证施工质量，使其发挥应有作用效果。
关键词：农村公路，水泥稳定碎石基层，基层施工1水泥稳定碎石材料的简单介绍水泥稳定碎石基层的原材料有级配碎石、水泥和水三种，先经过路拌或是集中厂拌、再铺摊路压、最后保湿养生，最后得到这一新型的路面基层形式。
尽管水泥碎石作为半刚性的无机结合类稳定材料，抗冻性、水稳定性、板体性和力学性能十分地优秀，但是在基层施工时，受到施工工艺或是原料质量的影响，致使在施工结束后，出现了许多影响路面强度结构和行车舒适安全的质量问题。
所以，作为相关工作人员，要做好对公路工程的水泥稳定碎石基层施工技术进行探究，以便控制好对公路工程基层施工的质量，提高公路建设的整体水平，保障行车安全。
2水泥稳定碎石的配比设计在设计水泥稳定碎石的配比阶段，需要重点控制水泥稳定碎石的施工和易性、抗冲刷能力、变形干缩、温缩和稳定性等指标。
当前，我国主要是根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51-2009）来进行水泥稳定碎石基层的设计配比的。
①成型试件使用的是振动实验法；②水泥稳定碎石的标准密度采用的是振动成型试件的最大干密度；③选择满足实际需求的设计配合比，还需要按照无侧限抗压强度的试验法来进行试验。
要在水泥稳定碎石配比设计阶段注意控制以下几方面的因素，才能避免水泥稳定碎石出现干缩裂缝或是温缩裂缝：①要在满足级配要求的前提下，尽量限值粉料和粒径小于0.075mm的细集料用量；②要在满足水泥稳定碎石基层强度的前提下，对水泥的用量上限尽量地控制；③要在水泥稳定碎石强度无法满足要求的情况下，尽量使用更换原材料或是调整级配的方法，尽量避免依靠仅仅增加水泥用量的方法来提高水泥稳定碎石强度，还要控制水泥的用量在3~6%之间。
3基层施工技术3.1工程概况如今，随着农村经济发展速度不断加快，交通量显著增加，为满足人们的日常出行要求，并为后续经济发展创造良好条件，需要做好公路工程建设。
农村公路水泥稳定碎石基层抗裂机理的微观分析
农村公路水泥稳定碎石基层抗裂机理的微观分析
定碎石基层的应用，通过水泥稳定碎石基层混合料微结构扫描电镜照片，初步比较研究了水泥稳定碎石基层混合料掺加粉煤灰、外加剂的物理力学强度形成机理，并就该基层抗裂机理进行了微观分析。
关键词：水泥稳定碎石基层抗裂机理微观分析
水泥稳定碎石基层已在我省高速公路建设中被推广应用，如何控制材料质量，提高抗裂性能，成为业界关注的焦点。
目前，安徽宣城市郎溪县村村通工程也采用了水泥稳定碎石基层。
水泥稳定碎石基层材料是由水泥、集料和水等多种固体结构元、孔结构元和水分等组成的非均质体系，在配合比设计时，一般还掺有一定比例的粉煤灰、外加剂，以改善其综合录用性能。
随着时间的变化，该非均质体系发生变化，混合料的宏观物理性能如强度、抗收缩性和抗疲劳性等均随之变化，并会带来一些路面病害，最为常见的就是路面裂缝，而路面裂缝，也是道路病害中最典型的病害。
针对安徽宣城市郎溪县村村通工程水泥稳定碎石基层试验路段出现裂缝情况，本文采用电子显微照片结合矿物分析，对农村公路采用水泥稳定碎石基层路面的裂缝形成进行了微观分析。
1.试验路情况
1.1试验路施工环境及施工配合比
试验路施工及养护期间天气晴好，气温较高，平均气温达到35.5℃。
试验路段分别针对普通水泥稳定碎石基层、掺粉煤灰、掺具有缓凝阻裂作。
多孔隙水泥稳定碎石排水基层路用性能实证研究
多孔隙水泥稳定碎石排水基层路用性能实证研究摘要：采用抗滑性能检测、落锤式弯沉仪模量反算等方法对多孔隙水泥稳定碎石排水基层在试验段的应用效果进行了跟踪观测，结果表明采用透水基层的路段经过长期使用能有效抑制路面结构破坏的产生和发展，具有良好的结构耐久性。
另外，采用该层的路面长期抗滑性能也比普通路段高出10%左右。
关键词：多孔隙水泥稳定；排水基层；跟踪观测；抗滑；FWD检测引言随着我国交通事业的迅猛发展，高速公路建设日新月异，截止到2015年底，全国高速公路总里程已超过12万公里。
但我国高速公路沥青路面早期损坏十分严重，而路面过早损坏通常是由于面层结构在水饱和状态下通行重载车辆所引起的[1]。
进入路面结构内的水，若不及时排出，将浸湿路面结构层和路基，使其强度下降，变形增加，另外，在行车荷载作用下形成高压水流，使路面产生松散、龟裂、唧泥和坑槽等病害[2]。
针对这一难题，国内外学者开始将研究目光转向排水性路面[3]。
排水基层是路面结构内部排水系统的重要组成部分，多孔隙水泥稳定碎石排水基层正是基于这一考虑提出的，它具有结构承载力高、板体性好、取材方便、造价低等优点，可以较好地适应高等级公路重交通、重载对道路的要求[4]，因此，多孔隙水泥稳定碎石排水基层已经被我国路面设计规范列为可选的基层类型[5]。
现有对多孔隙水泥稳定碎石排水基层的研究大多集中于材料组成、施工工艺、排水性能等[6]方面，而对该结构层对路面整体表面功能、结构性能的影响缺乏深入的研究。
本文通过对试验路段的跟踪观测，实证分析多孔隙水泥稳定碎石排水基层对沥青路面表面功能、结构性能的长期影响，研究多孔隙水泥稳定碎石排水基层的实体工程应用效果。
1试验段概述及试验方案某高速公路建成通车于2007年6月，结合该高速公路建设，铺筑了200m的多孔隙水泥稳定碎石排水基层段，该路段以及相邻的普通半刚性基层路面的路面结构如图1所示。
2014年12月调研发现，普通半刚性基层路段（如图2（a）所示）许多位置已经破损并进行了修补，横向开裂也较为严重；而相邻的多孔隙水泥稳定碎石排水基层试验段（如图2（b）所示）虽然有一些位置出现横向开裂，但路面整体状况仍然较好。
水泥稳定风化砂路用性能研究
3期
水泥稳定风化砂路用性能研究
55
系数均在 80% 以上。随着龄期的增长, 抗冻性增强, 的体积收缩现象。其基本原理是由于水分蒸发而发生
90 d 龄期试件平均抗冻率为 88% 。
的毛细管张力作用、吸附水及分子间力作用、矿物晶体
SiO 2 Al2 O3 Fe2O3 Na2 O
66. 04 12. 05 5. 37 2. 47
K 2O CaO M gO
2. 26 1. 42 0. 79
2. 2 级配 天然状态的风化砂颗粒不均匀, 有些颗粒粒径大
于 60 mm, 但强度很低, 经 烘干后在筛分过程中即全 部破碎。具体筛分结果如表 2 所示。
1. 30 1. 91
应变变化 / @ 106
+
B=
$$TE+
B
式中: $T ) ) ) 温差( e ) ;
$E) ) ) $T 内应变差; B) ) ) 标准材料的温度收缩系数( LE/ e ) 。
4 试验结果及分析
4. 1 力学性能
54
中外公路
25 卷
水泥稳定风化砂强度及刚度如表 4 所示。
表 4 水泥稳定风化砂的强度及刚度
编号
龄期 /d
本文通过 大量 试验, 研 究了 河南 少 ( 林寺) ) 洛 ( 阳) 高速公路沿线分布的风化砂的颗粒组成、矿物成 分、有机质含量以及其本身的强度。并对不同掺量的 水泥稳定风化砂的强度、刚度、稳定性、收缩性进行了 研究, 以便全面了解这种风化砂经水泥稳定后的各种 路用性能。
2 风化砂的工程性质
2. 1 物理化学性质 通过化学分析得到该风化砂的主要矿物成分组成
沙漠地区风积沙水泥稳定碎石路面基层施工技术研究
沙漠地区风积沙水泥稳定碎石路面基层施工技术研究摘要：在公路项目工程的施工中，水泥稳定碎石基层施工技术的应用越来越普遍，其原因是该施工技术具有强度高、板体性好、力学性能优异、抗冻性能好等优势，特别是在石料比较丰富的地区进行公路项目工程的建设时，这种施工技术具有重要应用价值。
为此，本文就以沙漠地区的公路项目工程为例，简要分析了风积沙作为原材料的水泥稳定碎石基层施工技术的应用，希望能为我国在沙漠地区的交通项目的建设提供一定的帮助。
关键词：沙漠公路；风积沙；水泥稳定碎石基层；配合比设计引言：在公路路面工程中，作为主要承重层的水泥稳定碎石基层对其使用性能有着很大的影响。
对此，应当在实际施工中对其配合比设计进行有效控制即可，但是对于处于沙漠地区的施工项目，由于使用风积沙代替石屑，就要在配合比设计中注意控制水泥剂量，以确保路面基层的强度，如此才能实现降本增效的目的，进而提高项目工程的综合效益。
一、原材料风积沙指的是在长时间风吹积淀情况下形成的淡黄色、颗粒均匀的一种物质，其化学成分主要有铁、钙、镁、铝和硅等氧化物，具有粘结性差、含水量低和非亲水性等特征。
其粒度成分以细砂为主，含有少量中砂，而处于0.05mm到0.5mm之间的颗粒极少。
关于风积沙的技术指标，主要涉及以下几方面的内容：平均粒径为0.10-0.22mm；0.075-0.25mm颗粒含量需要达到75-79%；曲率系数为1.00-2.36；不均匀系数为1.54-3.79；干容重与湿容重分别为1.45g/cm3与1.55g/cm3。
二、配合比设计在风积沙水泥稳定基层配合比设计中，其主要依据和指导施工的参数为混合料的最大干密度、最佳含水量以及7d浸水抗压强度。
在配合比设计中，具体可以从目标配合比设计与施工配合比设计两个方面进行：①目标配合比设计。
在这部分设计工作中，相关人员需要通过试验确定水泥稳定碎石原材料，并确定两个基本参数，即最佳水泥剂量和最佳含水量，同时还要明确碎石材料级配与最大干密度。
浅谈水泥稳定浅变质岩碎石在路面基层中的应用研究
浅谈水泥稳定浅变质岩碎石在路面基层中的应用研究发布时间：2021-06-30T09:34:16.083Z 来源：《城镇建设》2021年第4卷第5期作者：伏亚亚、徐启志[导读] 本项目的研究具有重大的工程意义和经济价值，其应用前景十分广泛。
伏亚亚、徐启志中交一公局第六工程有限公司天津? 300459摘要：本项目地处贵州省黔东南苗族侗族自治州榕江县，地材以浅变质岩（板岩）为主，为了解决浅变质岩在路面底基层及基层使用当地地材，项目开展本研究课题，通过项目试验研究成果的推广应用达到降低工程风险，节约工程投资，提高工程施工及运行质量的目的，并使贵州地区路面水稳基层浅变质岩材料应用达到新的水平，对贵州地区建设的可持续发展起到示范与推动作用。
因此，本项目的研究具有重大的工程意义和经济价值，其应用前景十分广泛。
关键词：浅变质岩（板岩）碎石，路面基层，应用1 前言1 项目背景及国内外研究现状1.1 项目背景贵州目前正处于大发展、大建设阶段，在高速公路、桥梁、隧道、铁路、工业与民用建筑工程等基础设施建设中，采用当地原材料用于基础设施建设，不仅可以缩短工程工期，而且可以减轻环境负荷、降低工程造价。
现有研究表明这些岩石中普遍含有对混凝土具有极大危害性的碱活性成份，如果直接加以利用将造成结构物膨胀开裂，对基础设施的安全运营形成严重威胁。
因此，如何有效预防和控制这些天然材料作为结构物骨料时的有害反应，开展相应的研究对于大大降低建设成本、合理保护当地环境都具有十分重要的现实和前瞻意义。
1.2国内外研究现状目前国内外研究报告中并没有提到一起因为碱活性骨料用于路面基层而产生的碱集料反应，但碱集料反应是影响混凝土耐久性的一个重要的方面。
项目研究成果的推广应用将达到降低工程风险，节约工程投资，提高工程施工及运行质量的目的，并使我国、尤其贵州地区路面水稳基层浅变质岩材料应用达到新的水平，对贵州地区建设的可持续发展起到示范与推动作用。
因此，本项目的研究具有重大的工程意义和经济价值，其应用前景十分广泛。
无机结合料稳定风积沙公路用的性能实践
无机结合料稳定风积沙公路用的性能实践作者：李文君来源：《时代汽车》2024年第01期摘要：水泥稳定风积沙技术的推出，使修路成本节约了30%以上，施工现场也智能环保，省时省力。
将风积沙铸路技术应用对荒漠化综合治理当中，能够为国内外沙漠地区治理提供技术支撑，为沙产业的发展作出应有的贡献。
石灰土干缩和温缩比较明显。
水泥土干缩系数、干缩应变以及温缩系数的比较：粒料的系数小于土。
二灰土：抗冻性比石灰土好。
（因为有孔，羽绒服抗冻）。
收缩性小于水泥土和石灰土。
（因为有孔，结构具有一定的伸缩性）。
本研究首先从干缩特性研究、温缩特性研究两个方面分析了半刚性基层收缩性能与规律研究现状，然后进行了原材料分析。
关键词：风积沙公路用无机结合料性能我国沙漠众多，大多数在东经75°～125°、北纬30°～50°之间分布，面积达到了130.8万平方公里左右，占国土总面积的13.6%左右，主要包括毛乌素、巴丹吉、塔克拉玛干、腾格尔、吉尔班通古特沙漠，同时大多数在我国西北部分布，该地区具有充沛的热量、较大的昼夜温差，通常情况下平均日温差、最高日温差分别达到10℃～20℃、30℃，且具有干旱的气候、较少的降水量，一些地方年降水量在0 mm左右，而年蒸发量却达到几百到几千毫米以上[1]。
由于沙漠地区具有恶劣的气候、稀少的人烟、落后的经济，因此具有较少的公路数量、较低的等级。
近年来，沙漠公路在我国飞速发展的公路事业作用下也得到了飞速发展。
同时，有丰富的稀有金属、煤、天然氣、石油等矿产资源蕴藏在沙漠地区，在国内经济发展中是一个新亮点，在我国能源开发中是一个新基地。
对这些资源进行开发与利用，交通必须先行，需要将越来越多的沙漠公路修建起来，同时，沙漠公路的等级也越来越高，标准也越来越高，这必然将更高的要求提给公路设计者，使其将技术要求、经济性进一步提升[2]。
但是，现阶段修筑的沙漠公路具有极高的工程造价，原因为沙漠地区具有相对贫乏的筑路材料，远运的天然砂砾石是全部路面基层材料。
公路工程水泥稳定碎石基层抗裂性分析
公路工程水泥稳定碎石基层抗裂性分析在公路工程中，基层施工质量将直接对整个工程的质量带来影响。
水泥稳定碎石基层作为常见的公路基层，为确保基层的施工质量，必须提升水泥稳定碎石基层的抗裂性能。
因此，本文以公路工程基层施工为核心，对开裂的类型、原因进行了分析，并结合某工程实践对其抗裂性能进行了分析，提出了促进抗裂性能提升的几点对策。
标签：公路工程;水泥稳定碎石基层;抗裂性由公路工程水泥稳定碎石基层抗裂性将直接对基层质量带来影响，而为了确保施工质量，就必须加强对其开裂类型的总结，分析其具体的原因，结合实际工程的需求，采取针对性的措施，切实提升其抗裂性能。
1、开裂类型与原因分析1.1开裂类型在公路工程中，碎石基层材料的稳定性较强，承受的荷载压力和强度较高，促进使用年限的提升，将开裂和病害的情况减少，就必须注重其抗裂性能的提升。
但是在实践中，水泥稳定碎石基层开裂的情况较为突出，使得路基结构变形，进而导致面层龟裂的速度加快。
因此，为加强对其的预防，切实提升其抗裂性能，就必须对其开裂的类型结合日常维护实践进行总结：①面层裂缝的出现，导致基层中浸入水分和杂质;②面层与基層出现贯通性裂缝，此时面层松散，基层密实;③基层开裂，面层无开裂。
1.2开裂原因一是基层开裂之后，随着行车压力的荷载作用，温度、干缩使得面层发生反射性裂缝。
常见的预防措施，主要是提升基层的荷载能力，以满足行车需要，在设计结构上优化，在厚度上达标。
而在此基础上，就需要加强对温缩裂缝控制，尤其是在设计和施工中要注意，才能有效预防。
二是面层承载结构的强度低，加上路面自身的问题，裂缝处承受的应变压力较大，长期作用，加上路面质量问题，存在裂缝，裂缝弯沉值较大，长期受到荷载和温度应力作用，导致裂缝扩张，所以必须对其荷载传递能力进行有效的改善和优化。
三是日常施工管理不当，路基的平整度和压实度不足，出现不均匀的沉降，在薄弱部位形成裂缝[1]。
2、案例分析某公路工程拟采取一级公路设计标准，设计时速为60km/h，双向4车道，路基宽度50m，为提升基层的抗裂性能，对其采用的半刚性基层材料进行了抗裂试验，试验过程如下：2.1抗干缩性能的分析干缩性能是影响基层抗裂性能的重要因素之一。
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第19卷第1期2004年3月河北工业大学成人教育学院学报Journal of Adu lt Ed uc a tion S chool of Hebei University of Tec h nologyVol.19No.1Mar.2004水泥稳定风积砂碎石路用性能研究陈卫华(河北省唐山市市管处 唐山市 063000)摘 要本文利用正交实验设计方法,以7d无侧限抗压强度为考核指标,在风积砂中加入水泥、碎石进行室内配合比试验研究,来考察水泥稳定风积砂碎石基层路用性能及水泥含量、碎石含量、碎石级配对路用性能的影响。
实验结果表明,水泥稳定风积砂碎石做基层在公路上的应用是可行的。
关键词 风积砂;抗压强度;正交试验;配合比1 引言河北省围场县坝上地区多风积砂,未来将有多条公路通过该地区,如围多公路(围场—多伦),棋塞公路(棋盘山—塞罕坝),御塞公路(御道口—塞罕坝)等,其中部分公路的建设迫在眉睫。
如果采用外运土填筑路基或做基层材料,土质虽好,但由于土方量大,运距远,势必造价太高。
因此采用当地土料风积砂来填筑路基或做路面基层材料,即可就地取材,有减少外运耕地取土的优点,无疑是具有重大的经济意义,于国于民皆属有利之举。
为在有限的工程投资条件下解决筑路材料匮乏的困难,本文利用当地丰富的风积砂进行正交试验,即以当地的风积砂掺水泥、碎石做路面基层,并利用现有的资料与经验结合室内试验做了部分试验段。
实践证明,水泥稳定风积砂碎石代替水泥稳定碎石做路面基层的研究是可行的,它可以大大降低工程造价,具有很好的推广价值。
2 风积砂及其性质2.1 风积砂的概念风积砂,顾名思义是指由风吹沉积而成的砂,是沿线百姓对此种砂子的一种俗称。
砂物质在风的动力下,不仅出现了搬运和堆积作用,形成各种沙丘形态,而且这种过程中产生了相应的沉积物构造特征,并使砂物质尺寸本身物理特性、矿物和化学成分方面发生了变化。
2.2 坝上风积砂地理环境坝上风积砂地区位于围场西北部,属于浑善达克沙地,年平均降水量400m m,年平均蒸发量1400mm,年平均气温2.4℃,干燥度为1.41。
无霜期121天,地带土壤为黑钙土,沙地主要为固定半固定沙丘。
2.3 风积砂的物理性质、力学性质围场周围风积砂多为黄褐色,颗粒比较均匀,在1-5M深的范围内0.25～0.075的颗粒含量为68%,含土量为6.1%,不均匀系数为2.6,颗粒形状呈圆形。
围多线新科料场风积砂筛分结果见表1。
风积砂天然状态下呈松散、无塑性、无粘性、透水性较好,表面对水的吸附性几乎为零。
针对风积砂的力学性能,主要进行了击实、抗剪、动态压实及回弹实验。
表1-3为风积砂物理力学指标参数。
收稿日期:2003-4-4 陈卫华 男 1965年生 高级工程师表1 风积砂筛分结果筛孔(m m )2.0010.50.250.10.075通过量(%)10099.9298.447.484.851.88表2 风积砂的相对密度最大干密度g /cm 3最小空隙比比 重最小干密度g /cm 3最大空隙比1.8570.4282.6331.5700.688表面 风积砂力学性质最佳含水量%内摩擦角(度)抗剪强度(MPa )CBR 回弹模量(MPa )10～1328～388～2018～4086.96～158.223 水泥稳定风积砂碎石正交试验水泥稳定风积砂碎石正交试验以标准养生6天,浸水1天的无侧限抗压强度为指标考察水泥用量,碎石用量,碎石级配三个因素。
其中:3.1 水泥用量。
考虑半刚性基层材料的干缩性能及参照有关试验规程,拟定4%,5%,6%三个水平。
3.2 碎石用量,碎石含量为水泥稳定风积砂碎石混合料中,碎石所占混合料的重量百分比,考虑经济及实用性,拟定50%,65%,75%三个水平。
3.3 碎石级配。
考虑风积砂的颗粒组成特点、施工过程中可操作性及碎石集料级配的变异性较大;特设计了三种不同的级配。
分别用G 1、G 2、G 3表示。
其中,G 1为填充连续型,良好级配;G 2为粗骨料连续型;G 3为粗骨量不填充型。
见表4。
表4 正交试验碎石级配级配粒径(m m )19～31.59.5～194.75～9.52.36～4.750.6～2.36中限(%)7.631.233.015.312.9G 1下限(%)13.033.730.413.09.8G 2上顶下底(%)1.129.235.918.815.0G 3 综上所述,拟定的因素及水平见表5。
表5 因素与其水平11第1期 陈卫华 水泥稳定风积砂碎石路用性能研究 正交表的选用与材料配合比的确定根据选定的因素与水平,采用L 9(34)正交表,因此可得水泥风积砂稳定碎石的9种配合比见表6。
表6 正交表及材料配合比试验号因 素配比(水泥:风积砂:碎石)碎石含量空列碎石级配水泥用量(风积砂)配合比最佳含水量最大干密度11(50)13(G 3)2(5)5:50:506.5%2.10722(65)11(G 1)1(4)4:35:655.5%2.18933(75)12(G 2)3(6)3:25:755.0%2.26441(50)22(G 2)1(4)4:50:507.0%2.11952(65)23(G 3)3(6)3:35:656.5%2.16963(75)21(G 1)2(5)5:25:756.0%2.21771(50)31(G 1)3(6)6:50:506.5%2.15482(65)32(G 2)2(5)5:35:655.5%2.25493(75)33(G 3)1(4)4:25:756.5%2.205表7 试验结果及极差分析试验号因 素碎石含量空列碎石级配水泥用量(风积砂)抗压强度y i11(50)13(G 3)2(5)0.8622(65)11(G 1)1(4)1.4333(75)12(G 2)3(6)2.8541(50)22(G 2)1(4)0.6952(65)23(G 3)3(6)1.5763(75)21(G 1)2(5)2.2171(50)31(G 1)3(6)1.4082(65)32(G 2)2(5)2.1293(75)33(G 3)1(4)1.53k 1i 2.955.145.173.65k 2i5.124.475.665.19k 3i6.595.053.835.821-0.981.711.721.221-1.711.491.891.731-2.201.681.281.94极差1.210.670.610.72y -=1.6312河北工业大学成人教育学院学报 2004年4 强度试验4.1 试验结果及极差分析按照《公路工程无机结合料试验规程》的要求,首先确定各种配合比的最大干密度与最佳含水量,然后按规范规定的试验方法制备水泥稳定碎石的试件,试件为10cm ×10cm 的圆柱体,每种配合比均制9个。
在标准养护室养生6天,浸水1天;然后进行无侧限抗压强度试验,在偏差系数不大于15%的条件下,将各种试验结果的平均值作为该组配合比的强度。
由极差分析得知,影响水泥稳定风积砂碎石7天无侧限抗压强度的因素主次顺序是:碎石用量水泥用量、碎石级配。
碎石用量对强度的影响最大,用量越多,强度越高。
取3水平即75%时效果最好。
由于风积砂松散无粘性,水泥对强度的影响比集料配的影响要大,水泥用量越多,强度越高。
取3水平即6%时效果最好。
4.2 方差分析为估计试验过程及试验结果测定误差的大小和分析精度,通过方差分析,将因素水平变化所引起的试验间的差异与误差波动所引起试验间差异区分开。
方差分析的计算过程参照《正交试验设计方法》进行。
结果见表8。
由方差分析可知,水泥稳定风积砂碎石配比,在α=0.10的置信水平下碎石含量对其影响最大,其次是水泥用量,而集料级配的影响较小。
这与级差分析一致。
表8 方差分析结果方差来源偏差平方和自由度平均平方和F 值显著性A 2.2421.1224.89＊＊B 0.6020.306.67C 0.8320.429.22＊〗误差0.0920.045F 0.90(2,2)=9.005 结论正交实验是处理多因素实验的一种科学方法。
本文运用此法成功的分析了水泥含量,碎石含量,以及碎石级配对水泥稳定风级砂碎石材料的影响。
并由极差和方差分析可得出以下结论:5.1 集料含量对水泥稳定风积砂碎石的7天无侧限强度的影响最大。
因此无论在水泥稳定风积砂碎石组成设计中还是在施工质量管理中都应该重视这一因素。
5.2 水泥也是影响其强度的主要因素。
提高水泥用量可明显提高无侧限抗压强度,但同时也增加了工程造价。
因此要根据公路工程有关规范规程和工程实际情况确定合理的水泥用量。
5.3 级配对其强度的影响最小。
5.4 本试验为我国公路行业提供了一种较为便利、廉价的施工方法,通过开发水泥稳定风积砂碎石基层,风积砂便能得到广泛的利用,势必带来巨大的社会效益和经济效益。
参考文献1 高允彦.正交及回归试验方法,北京:冶金工业出版社,1988,(2).2 中华人民共和国交通部.公路工程无机结合料稳定材料试验规程,北京:人民交通出版社,1994.3 房建国,杨永顺,刘树堂.水泥石灰土稳定碎石的正交试验研究,华东公路1999(5)4 黄培元.风积砂的路用性能与施工工艺,东北公路,1999,15～19.13第1期 陈卫华 水泥稳定风积砂碎石路用性能研究。