路面材料的力学性能
公路路面结构验算
公路路面结构验算
公路路面结构验算是指通过设计及计算确定公路路面结构的合
理性和可行性，保证公路安全、舒适、经济、耐久，以及适应不同的交通流量和车辆荷载。
公路路面结构验算的主要内容包括以下几个方面：
1. 路面基础验算：包括路基土的承载力、稳定性和排水性等方面的验算，确定路基土的厚度和强度等参数。
2. 路面结构设计：设计路面的层次、厚度、材料和施工工艺等，以满足不同的交通流量和车辆荷载要求。
3. 路面材料验算：验算路面所采用的各种材料的物理力学性能，如强度、弹性模量、抗裂性、耐久性等，以保证路面的质量和使用寿命。
4. 路面施工验算：验算路面施工的各项工艺参数，如压实度、平整度、密实度等，以确保路面的平整度、坚实度和耐久性。
公路路面结构验算是公路设计和建设的重要环节，其合理性和可行性关系到公路的使用寿命和安全性。
因此，在进行验算时，需要严格遵循相关的技术标准和规范，确保验算结果的准确性和可靠性。
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混凝土路面裂缝修补材料的性能研究
混凝土路面裂缝修补材料的性能研究一、研究背景随着城市化的不断推进和交通运输的发展，道路建设显得尤为重要。
而在道路建设中，混凝土路面的使用越来越广泛。
然而，混凝土路面往往会出现裂缝，不仅影响了美观，还会降低路面的耐久性和安全性。
因此，混凝土路面裂缝修补材料的研究变得尤为重要。
二、研究内容本研究旨在探究混凝土路面裂缝修补材料的性能，具体包括以下几个方面：1. 材料的基本特性：包括材料的成分、外观、密度、硬度等基本性质的测试和分析。
2. 材料的力学性能：包括材料的强度、弹性模量、韧性等力学性能的测试和分析。
3. 材料的耐久性能：包括材料的耐久性、耐水性、耐化学腐蚀性等方面的测试和分析。
4. 材料的施工性能：包括材料的施工性能、施工工艺等方面的测试和分析。
三、研究方法本研究采用实验研究的方法，具体包括以下几个步骤：1. 材料的制备：选取不同种类的混凝土路面裂缝修补材料，按照一定比例制备标准试件。
2. 材料的基本特性测试：对制备好的试件进行外观、密度、硬度等基本性质的测试和分析。
3. 材料的力学性能测试：对制备好的试件进行强度、弹性模量、韧性等力学性能的测试和分析。
4. 材料的耐久性能测试：对制备好的试件进行耐久性、耐水性、耐化学腐蚀性等方面的测试和分析。
5. 材料的施工性能测试：对不同种类的混凝土路面裂缝修补材料进行施工性能、施工工艺等方面的测试和分析。
四、研究结果1. 材料的基本特性：不同种类的混凝土路面裂缝修补材料的基本特性存在差异，但一般都具有良好的外观、密度和硬度。
2. 材料的力学性能：不同种类的混凝土路面裂缝修补材料的强度、弹性模量和韧性存在差异，但总体上来说，这些性能都比较优秀。
3. 材料的耐久性能：不同种类的混凝土路面裂缝修补材料的耐久性、耐水性和耐化学腐蚀性存在差异，但一般来说，这些性能都比较优秀。
4. 材料的施工性能：不同种类的混凝土路面裂缝修补材料的施工性能、施工工艺存在差异，但一般来说，这些方面都比较容易掌握。
沥青混合料力学性能指标2
10.2 沥青路面材料的力学特性与温度稳定性——这三个你仔细看一下吧10.2.1 沥青混合料的强度特性表征沥青混合料力学强度的参数是：抗压强度、抗剪强度和抗拉（包括抗弯拉）强度。
一般沥青混合料均具有较高的抗压强度，而抗剪和抗拉强度则较低。
因此，沥青路面的损坏，往往是由拉裂或滑移开始而逐渐扩展。
1、抗剪强度(shearing strength)沥青混合料的剪切破坏可按摩尔一库仑原理进行分析。
材料在外力作用下如不产生剪切破坏，则应具备下列条件：τmax< σ tg φ+c （2-4）式中：τmax — 在外荷载作用下，某一点所产生最大的剪应力；σ — 在外荷载作用下，在同一剪切面上的正应力；c — 材料的粘结力；φ — 材料的内摩阻角；在沥青路面的最不利位置取一单元体，设其三个方向的主应力为σ1、σ2和σ3，且σ1>σ2>σ3。
由于单元体中最不利的剪切条件取决于σ1和σ3，故仅根据σ1和σ3分析单元体的应力状况。
图2-17为单元体应力状况的摩尔圆。
图2-17 应力状况摩尔圆图 图2-18 三轴剪切实验装置 1-压力环；2-活塞；3-出水口；4-保温罩；5-进水口；6-接压力盒；7-试件；8-接水银压力计从图2-17可得： ()φσστcos 2131-=（2-5）()φφφσσσ2231sin cos 21tg c -+= （2-6）将式(2-5)、(2-6)代人式(2-4)得： ()()[]c≤+--φσσσσφsin cos 213131 （2-7a ） ()ctg ≤--φτσφτmax max cos (2-7b)式(2-7a)或(2-7b)为沥青路面材料强度的判别式。
式左端称为活动剪应力，当活动剪应力等于粘结力c 时，材料处于极限平衡，若大于粘结力c ，材料出现塑性变形。
根据式(2-7a)或(2-7b)可求得沥青路面材料应具有的c 和Φ值。
c 和Φ值可通过三轴剪切试验取得。
矿渣混凝土在高速公路路面中的应用
矿渣混凝土在高速公路路面中的应用一、引言矿渣混凝土（Slag Concrete）是指混凝土中使用的水泥熟料中掺入矿渣的混凝土。
矿渣是指工业生产过程中产生的废渣，混合后可以有效地提高混凝土的力学性能和耐久性能。
随着科学技术的发展，矿渣混凝土得到了广泛的应用，特别是在高速公路路面的应用上，具有很好的经济效益和社会效益。
二、矿渣混凝土的性能及优点1.矿渣混凝土的材料性能（1）强度：矿渣混凝土的强度比普通混凝土高，可以满足高速公路路面的强度要求。
（2）耐久性：矿渣混凝土具有一定的耐久性，可以有效地延长高速公路路面的使用寿命。
（3）稳定性：矿渣混凝土的稳定性好，能够有效地防止路面的坑洼和龟裂。
（4）抗渗性：矿渣混凝土的抗渗性能好，可以有效地防止雨水和地下水的渗透。
2.矿渣混凝土的优点（1）环保：矿渣混凝土采用了工业废渣，可以有效地减少环境污染。
（2）经济：矿渣混凝土的原材料来源广泛，价格低廉，可以有效地降低工程成本。
（3）施工方便：矿渣混凝土的施工过程简单，可以大大缩短工期。
三、高速公路路面中矿渣混凝土的应用1.高速公路路面矿渣混凝土的设计要求（1）强度：矿渣混凝土的强度要能够满足高速公路路面的强度要求，一般要求抗压强度达到35~45MPa。
（2）耐久性：矿渣混凝土的耐久性要能够满足高速公路路面的使用寿命要求，一般要求使用寿命在20年以上。
（3）平整度：矿渣混凝土的平整度要能够满足高速公路路面的平整度要求，一般要求平整度在3mm以内。
（4）防滑性：矿渣混凝土的防滑性要能够满足高速公路路面的防滑性要求，一般要求摩擦系数在0.45以上。
2.高速公路路面矿渣混凝土的施工技术（1）材料配比：矿渣混凝土的材料配比要根据设计要求进行调整，一般要求掺入矿渣的比例在30%~50%之间。
（2）施工工艺：矿渣混凝土的施工过程要严格按照施工规范进行，一般要求在施工前要进行现场验收，施工过程中要进行质量检查。
（3）施工工具：矿渣混凝土的施工工具要选择适当的工具，一般要求使用振动棒和平板振动器进行振实和压实。
半柔性路面材料性能分析
半柔性路面材料性能分析半柔性路面材料是一种介于柔性路面和刚性路面之间的路面材料，它具有硬度和柔软度的双重特性，能够兼顾柔性路面的弹性和刚性路面的耐久性，因此在道路建设中得到了广泛应用。
本文将对半柔性路面材料的性能进行分析，包括其物理性能、力学性能和耐久性能，以便更好地了解和应用这种新型路面材料。
一、物理性能1. 密度：半柔性路面材料的密度一般在柔性路面和刚性路面之间，通常为1.5-2.2g/cm3，这种介于柔性和刚性之间的密度可以在一定程度上平衡路面的弹性和耐久性。
2. 吸水性：半柔性路面材料一般具有较好的抗水性能，其吸水率较低，能够有效防止路面变形和龟裂，提高路面的使用寿命。
3. 耐磨性：半柔性路面材料的耐磨性较好，能够在长期交通负载下保持较好的表面平整度和摩擦系数，减少交通事故的发生。
二、力学性能1. 强度：半柔性路面材料一般具有较高的抗拉强度和抗压强度，能够有效承受交通载荷和自然环境的影响，保持路面的稳定性和耐久性。
2. 弹性模量：半柔性路面材料的弹性模量介于柔性路面和刚性路面之间，具有一定的变形能力和恢复能力，能够有效减缓交通载荷对路面的影响，提高路面的舒适性和安全性。
3. 粘结性：半柔性路面材料与基层之间的粘结性较好，能够有效防止材料之间的剥离和开裂，保持路面的整体性和稳定性。
三、耐久性能2. 抗冻融性：半柔性路面材料在寒冷地区也能够保持较好的性能，能够有效防止因冻融循环引起的路面损坏和裂缝。
半柔性路面材料具有介于柔性路面和刚性路面之间的性能特点，具有较好的物理性能、力学性能和耐久性能，能够满足不同道路环境和交通载荷的要求，因此在道路建设中具有广阔的应用前景。
随着科技的不断进步和材料工艺的不断改进，相信半柔性路面材料将会在未来的道路建设中发挥越来越重要的作用，为我们的出行提供更加安全、舒适的道路环境。
道路基层材料性能
道路基层材料性能高速公路是现代交通基础设施的重要组成部分，而道路基层材料的性能则直接关系到公路的使用寿命和安全性。
本文将详细探讨道路基层材料性能的相关问题，包括材料的选择、性能测试和应用等方面。
一、道路基层材料的选择在道路建设中，基层材料是承载交通荷载并传递到下层土层的重要组成部分。
因此，在选择道路基层材料时，需要考虑以下几个因素：1. 强度：道路基层材料需要具备足够的抗压和抗剪强度，以承受交通荷载和不均匀变形的影响。
2. 稳定性：材料的稳定性是指在受到荷载作用时，能够保持较小的变形和沉降，以确保道路的平稳行驶。
3. 耐久性：道路基层材料需要具备良好的耐久性，能够抵御长期的风吹雨打、温度变化和地下水位变动等不利环境因素的影响。
4. 经济性：在选择道路基层材料时，还需要考虑其成本和可用性，以确保道路建设的经济效益。
根据具体的工程要求和地理环境，可以选择不同的道路基层材料，如碎石、砂土、沥青混合料等。
二、道路基层材料性能的测试方法为了评估道路基层材料的性能，需要进行一系列的实验和测试。
以下是常用的几种测试方法：1. 抗压强度测试：通过对基层材料进行抗压强度测试，可以评估其承载能力和抗变形能力。
2. 剪切强度测试：剪切强度测试可以评估基层材料在交通荷载作用下的稳定性。
3. 动态模量测试：动态模量测试是评估基层材料刚性和弹性变形性能的重要指标。
4. 水稳定性测试：对于水稳定的基层材料，需要进行水稳定性测试，以评估其在潮湿和多雨环境下的稳定性。
通过以上测试方法，可以全面了解道路基层材料的性能特点，并为道路设计提供科学依据。
三、道路基层材料的应用基层材料在道路建设中的应用主要包括以下几个方面：1. 承载层：基层材料作为道路的承载层，必须具备足够的强度和稳定性，以承受交通荷载并分散到下层土层。
2. 防水层：在某些特殊地段或者需要考虑地下水位变动时，基层材料可以作为防水层的功能来使用，以防止道路底部受水侵蚀或软化。
道路施工中的路面弹性模量控制技术
道路施工中的路面弹性模量控制技术随着城市化进程的加快，道路建设工程逐渐成为各个城市的重中之重，而道路施工中的路面弹性模量控制技术是为了提高道路使用寿命，保证道路使用的平稳性和舒适性，这是非常重要的一项技术。
本文将深入探讨道路施工中的路面弹性模量控制技术。
一、路面弹性模量的概念和影响因素路面弹性模量指的是路面材料在荷载作用下产生的变形抵抗能力。
对于路面材料来说，其弹性模量越大，其力学性能就越稳定，反之则越不稳定。
弹性模量的影响因素主要有四个，分别是沥青混合料的成分、混合物的密实度、搅拌温度以及养护时间等。
二、施工中的路面弹性模量控制技术1. 质量监控技术对于道路施工的每个环节，都要有质量监控技术，以避免出现建设过程中的失误和漏洞。
Quality control（QC）可以确保道路建设的塑料材料、柔性材料和混合材料的弹性模量符合设计规格，确保其牢固性和使用寿命。
2. 设计优化在道路设计时，可以选择高质量的路面建材，对路面的成分和比例进行优化设计，以提高路面的承受能力。
此外，还可以运用材料商的资料、标准化的规范和测量工具来对施工中的材料进行选择。
这些操作可以帮助减少施工质量问题的出现而造成的各种问题。
3. 特殊技术为确保道路施工中的路面弹性模量控制的效果，采用一些特殊的技术非常有效。
例如，可以使用热混合装置进行沥青拌合，保持沥青温度在适当的范围内，从而确保所使用的沥青混合料的质量。
另外，对于混合物进行紧密质量控制，可以有效控制咀嚼器的质量和混合物的密实度。
4. 现代跑道材料近几年，随着新材料的研制和推出，道路施工中的路面弹性模量控制技术也得到了显著提高。
采用现代跑道材料可以有效降低道路噪声以及改善道路使用体验。
例如，使用聚氨酯材料取代沥青混合料，可以极大的提高道路的承受能力，降低道路使用寿命内的磨损程度。
三、总结道路施工中的路面弹性模量控制技术可以帮助道路建设者有效的提高道路的承载能力、使用寿命、平稳性及舒适性，保证道路的质量和安全性。
钢纤维混凝土复合层路面材料的力学性能
第３ ８卷 第 １ 期 １
２１ ０ ０年 １ 月 １
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｏ ｔ ｉ ａ Ｕｎ ｖ ｒｉｙ ｏ ｃ ｎ ｏ ｏ ｒ ａ ｆ Ｓ ｕ ｈ Ｃｈ ｎ ｉ ｅ ｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏｌｇｙ
ＶＯ ． ８ Ｎｏ． １ １３ １
关键 词 ： 道路 工程 ； 纤 维混凝 土 ；混凝 土 配合 比 ； 合层路 面 ；抗压 强度 ；弯拉 强度 钢 复
中 图分类 号 ： ４ ６ ２ Ｕ １ ． ｄｉ１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ １０ －６ Ｘ ２ １ ． １０ ５ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓ ．０ ０５ ５ ．０ ０ １ ．０ ｓ
强度 ， 行配合 比 的优 化研 究． 后 基 于节省 造价 的 进 然
目的 ， 用优化配合 比的钢纤 维混凝土 与普通混 凝土 采
水 泥混凝 土 中掺入 适 量 钢纤 维 ， 以有 效 地改 善 混 可 凝 土 的抗 疲劳 强度 ， 提高抗 冲击 能力 ， 防止 混凝 土裂 缝 的产生 ． 钢纤 维混 凝 土 在 我 国公 路 路 面工 程 中 的 应用 始 于 ２ ０世 纪 ９ ０年 代 ． 纤 维抑 制 了混凝 土 早 钢
（ ． 南理 工 大 学 土木 与交 通 学 院 ，广 东 广 州 ５ ０４ ； ． 南 理 工 大 学 亚 热 带 建 筑 科 学 国 家 重点 实验 室 ， １华 １６ ０ ２ 华
广东 广州 ５ ０４ ； ． １６ ０ ３ 广州大学 土木工程学院 ， 广东 广州 ５０ ０ ） １０ ６
摘
要 ： 究 了钢 纤维掺 量为 ０— ． ％ 时对 Ｃ ０混凝 土的 力学性 能 的影 响 ， 研 ２０ ４ 并研 究 了最
（ ｔｒｌ ｃｅｃ ｄ ｉｎ Ｎａ ａ Ｓ ｉ ｅＥ ｉｏ ） ｕ ｎ ｔ
沥青路面力学性能影响因素分析综述肖楠轩
沥青路面力学性能影响因素分析综述肖楠轩发布时间：2023-05-09T04:18:45.111Z 来源：《建筑实践》2023年5期作者：肖楠轩[导读] 沥青路面拥有许多优点，得到了广泛应用。
但是因为疲劳受损，修补沥青路面耗费了大量人力物力。
而沥青路面的破坏原因来自多方面，结合国内外关于路面结构力学性能的状况，本文归纳了沥青路面力学性能内外两方面的影响因素，分析内部因素主要是由于层间接触状况的不同导致路面结构受力情况的不同，车速和深度以及不同基层材料间的力学性能以及温度的影响等外部因素。
最后提出进一步研究多项因素耦合作用下对路面力学性能影响的展望重庆交通大学土木工程学院摘要：沥青路面拥有许多优点，得到了广泛应用。
但是因为疲劳受损，修补沥青路面耗费了大量人力物力。
而沥青路面的破坏原因来自多方面，结合国内外关于路面结构力学性能的状况，本文归纳了沥青路面力学性能内外两方面的影响因素，分析内部因素主要是由于层间接触状况的不同导致路面结构受力情况的不同，车速和深度以及不同基层材料间的力学性能以及温度的影响等外部因素。
最后提出进一步研究多项因素耦合作用下对路面力学性能影响的展望。
关键词：道路工程；路面力学；力学性能0 引言随着我国国民经济和公路交通运输事业的发展，运输车辆中大型货运车辆的比重不断增加，且车辆超限的现象十分普遍。
沥青路面在运营过程中遭受到车辆重复碾压、水热光（气候）耦合、地质条件等因素叠加的作用，加之路基路面施工质量存在一定的不确定性，同一路段使用的原材料是否保持一致，以及现行路面设计层间接触假设的不足，最终导致路面结构实际工作状态，无论是力学模型或是材料性质都与设计理论有着一定程度的差距[1-3]。
1 国内外研究状况早在1962年，关于层间接触状态对沥青路面结构稳定性的影响便被提出，此后多年不断涌现出关键性文章对层间接触状态的影响做进一步诠释。
先是H.Hertz首次系统地阐述了弹性接触问题，并提出了经典的Hertz弹性接触理论。
路基路面工程-碎,砾石路面
松动，铺筑进度慢，建筑费用高。 构造特点：必须设置整平层；块料之间填缝料嵌填，使块料满足强
度和稳定性的要求。 整平层作用：用来垫平基础表面及块石底面，以保持块石顶面平整
碎、砾石混合料在重复应力作用下的塑性变形累积规律： .当偏应力σ 低于某一数值时，塑性变形随作用次数增加而增加，
且逐渐趋向稳定。重复次数大于次后，达到一平衡状态，平衡 状态的应变量σ σ 的比值大小有关。 .当偏应力较大时，塑性变形量随作用次数增加而不断增长，直至 破坏。 .级配差，塑性变形大(孔隙率大粒料压碎，孔隙率小，变形增大)。 细料＜最大密实含量：塑性变形小(粗料的压实性差)。
则不同。 不含细料按嵌挤原则； 含适量的细料：按骨架密实原则； 含大量细料按密实原则。
碎、砾石路面
.组成状态： )第一种状态：仅含有少量或者不含细料； )第二种状态：含有适量的细料填满集料间的孔隙； )第三种状态：细料含量过多，使集料悬浮于土中，彼此失去接
触。 .细粒含量对和密实度的影响； .细料的物理性质对混合料的强度和稳定性的影响。
碎、砾石路面
土碎石混合料强度组成的三种状态
碎、砾石路面
二、碎、砾石材料的应力应变特性
.变形包括弹性变形和塑性变形两部分； .碎砾石材料的应力应变特性具有明显的非线性特征； .采用三轴试验进行测定； .碎砾石材料的模量同材料的级配、颗粒形状密实度等因素和受
力状态有关，变动在； .泊松比取决于主应力或偏应力和平均法向应力的比值，一般可
二、思考题 .碎(砾)石结构层的强度构成特点是什么？ .简述水泥结碎石路面的施工过程。 .泥结碎石路面灌浆施工的工序？ .试述级配砾（碎）石路面与基（垫）层的施工。 .何谓碎石路面?常用的碎石路面分几种类型，各有什么特点? .简述碎（砾）石路面的养护与维修。 .试述磨耗层、保护层其作用及施工方法。
路面材料的力学性能
动态模量： E * 0 0
注意：1、试验时间不可太长，否则不是常数， 而是时间的函数。 2、 (t)反映了材料的流变特性，对弹 性体，相位差为“0”
回弹模量
回弹模量定义为
Er
r
测试方法有三种，见P49图。
注意： r与上面蠕变试验中ε（t）的区别；
其水稳定性。细集料（结合料）含量越多，越容易冲刷。 在满足填充要求的前提下，应尽量减少细集料的用量。强 度不是唯一的标准。 • 级配一般采用骨架-填充结构
2、三轴压缩状态下的应力-应变关系
• σ-ε关系与土的类似（P35，图4-1），见下 图，应变随荷载的增大而迅速增大。
• 同样，为应力偏量的函数。 • 在应力级位较小时，近似直线，E为常数。 • 与粒料的σ-ε关系有很大不同，凹向相反，
1、强度特性
• 强度来源：黏结力，内摩擦力 • 当采用黏结力、内摩擦力的概念时，总与剪切有关。实际
上，黏结力和内摩擦力提供了各种强度。 • 测试方法 • 三轴压缩试验，P45图5-2 • 梁式试件，4点加荷法，三分点加荷试验，P45图5-2 • 劈裂试验，间接拉伸试验，图 • 同样三种组成状态。由于是整体性材料，所以同样应注意
5、参考值域
水泥土：E=（0.7-7）*1000Mpa， μ=0.15-0.35
水泥稳定碎石：（7-28）*1000Mpa， μ=0.15-0.20
6、变形特性
累计永久变形忽略不计
7、疲劳特性
概念
• 疲劳是指材料在低于极限荷载的英里作用下发生破坏， 是重复荷载作用下微裂纹的扩展，重复荷载作用的大 小不可太大。疲劳反映了路面的寿命，反映了小吨位 荷载作用下的数千万次的重复作用，滴水穿石的效果。 疲劳设计是路面设计的重要概念，是路面设计的重要 特点。
沥青路面材料的力学性能耐久度及质量控制
沥青路面材料的力学性能耐久度及质量控制沥青路面是一种常见的道路建设材料，具有良好的力学性能和耐久性。
它由矿料（如石子、沙子等）和沥青混合而成，经过适当的加热和混合后，形成一种坚固、柔性的路面材料。
沥青路面材料的力学性能、耐久度以及质量控制对于保障道路的使用寿命和安全性至关重要。
首先，沥青路面材料的力学性能是指其在外力作用下的表现。
力学性能主要包括抗压强度、抗剪强度、弹性模量和塑性变形等指标。
抗压强度是指材料在承受垂直压力时的抵抗能力，主要取决于石子的强度和沥青的粘合性能。
抗剪强度是指材料在承受切割力时的抵抗能力，对于沥青路面来说，主要是指沥青层的抗剪强度。
弹性模量是指材料在应力作用下发生弹性变形的能力，对于沥青路面来说，主要是指沥青层的弹性模量。
塑性变形是指材料在承受应力时发生的不可逆变形，对于沥青路面来说，主要指沥青层在高温下的塑性变形。
其次，沥青路面材料的耐久度是指其在环境条件和交通荷载的作用下能够长时间保持良好的使用性能。
耐久度主要受到材料的老化、疲劳和变形等因素的影响。
老化是指沥青材料在长期暴露在太阳光、空气和水分的作用下，发生物理、化学和结构变化的过程。
疲劳是指材料在交通荷载的作用下，反复承受应力变化而导致的损伤和破坏。
变形是指沥青层在交通荷载作用下的不可逆变形，它会导致路面的坑洞、裂缝和变形等问题。
最后，沥青路面材料的质量控制是保证路面工程质量的关键。
质量控制主要包括原材料的选择和测试、生产过程中的质量监管以及施工质量的检验等方面。
原材料的选择和测试是保证沥青路面材料性能的基础，包括石子的粒径分布、含水率和石子和沥青之间的粘附性等指标。
生产过程中的质量监管主要包括沥青的熔化、混合和搅拌等工艺的控制，以保证沥青和矿料的均匀分布和充分贴合。
施工质量的检验主要包括路面的平整度、厚度、密实度、抗滑性和水密性等指标的检测，以保证沥青路面工程的质量。
综上所述，沥青路面材料的力学性能、耐久度及质量控制对于保障道路的使用寿命和安全性具有重要意义。
胶粉-SBS复合改性沥青及混合料性能研究
胶粉-SBS复合改性沥青及混合料性能研究胶粉/SBS复合改性沥青及混合料性能研究引言：随着道路交通的不断发展和基础设施建设的加快推进，沥青路面作为一种常用的路面材料，得到了广泛应用。
然而，传统的沥青材料在面对高温、重负荷以及频繁的车辆行驶等恶劣条件时往往会出现龟裂、变形等问题，影响了道路的使用寿命和安全性。
为了提高沥青路面的性能，人们开展了大量的研究工作，其中胶粉/SBS复合改性沥青是最为重要和广泛研究的方向之一。
一、胶粉/SBS复合改性沥青及其制备方法：1.1 胶粉的性质和分类胶粉是一种树脂颗粒材料，其具有优异的附着性和黏度等特性，可以提高沥青路面的粘结力和耐久性。
胶粉根据来源和成分的不同可分为合成胶粉和天然胶粉。
天然胶粉一般是指橡胶粉，而合成胶粉则主要有红胶粉、丙烯酸酯等。
1.2 SBS的性质和优势SBS（丁苯橡胶-苯乙烯-丁二烯共聚物）是一种弹性体材料，具有优异的耐热性、抗老化性以及良好的粘结性和延展性。
在沥青改性中，加入SBS可以提高沥青的弹性模量、黏度和抗龟裂性能。
1.3 胶粉/SBS复合改性沥青的制备方法胶粉/SBS复合改性沥青的制备方法包括热溶法、共混法和熔体法等。
其中，热溶法将胶粉和SBS分别与沥青进行独立热溶后，再将两种改性物质混合，最后辅以机械搅拌来获得复合改性沥青。
二、胶粉/SBS复合改性沥青的性能研究：2.1 力学性能力学性能是评价胶粉/SBS复合改性沥青的重要指标之一。
研究表明，加入胶粉和SBS可以有效提高沥青的弯曲强度、抗剪切强度和抗拉强度，进而提高沥青路面的承载能力和耐久性。
2.2 稳定性稳定性是指沥青混合料在交通荷载作用下保持形状和结构的能力。
胶粉/SBS复合改性沥青具有较好的稳定性，可以减少沥青路面的变形和沉陷，提高路面的平整度和舒适度。
2.3 抗老化性能胶粉和SBS均具有优异的抗老化性能，可以减少沥青路面受紫外线和氧化等因素的影响，延长路面的使用寿命。
研究发现，胶粉/SBS复合改性沥青在高温和恶劣环境条件下依然能够保持较好的力学性能和稳定性。
一般公路能承受的压强标准
一般公路能承受的压强标准
一般公路能承受的压强标准，指的是公路在车辆不断行驶时所承受的压力，其标准是
为了保证公路能够承受一定的负荷，防止出现路面或路基塌陷、裂缝等问题，保障行车安全，保护交通工具。
一般公路能承受的压强标准通过各项材料的力学性能和路面结构分析
得出，下面将分别从石灰石路面、水泥混凝土路面、沥青路面和水泥稳定碎石路面四个方
面介绍一般公路的压强标准。
一、石灰石路面的压强标准
石灰石路面因其抗压性能较差，在工程设计中不建议采用。
如果不得已使用该材料，
公路能承受的最大压力应不超过200kpa。
水泥混凝土路面采用的水泥强度等级和混凝土配合比不同，对其抗压性能有着较大的
影响。
一般来说，水泥混凝土路面能承受的压强标准如下：
① C15水泥混凝土：能承受200kpa左右的荷载。
沥青路面的压强标准主要取决于其配制比例和年限等因素。
一般来说，沥青路面的耐
压性能以其抗剪强度为准，可达到300-400kpa。
针对重载交通，其耐压性能应略高于此。
同时，根据道路工程设计标准，应根据载重系数和服务年限进行不同计算、设计。
水泥稳定碎石路面是指使用水泥和石子进行混合，形成坚硬的路面结构。
一般情况下，水泥稳定碎石路面能承受的压强标准如下：
综上所述，不同材料的路面所能承受的压强标准不尽相同，而且影响路面承载能力的
因素还有很多，比如道路结构、材料工艺技术等。
在进行道路工程设计时，应根据实际情
况进行具体分析和设计，以保证公路的安全通行。
沥青路面力学文献综述
沥青路面力学文献综述摘要：沥青是我国主要的道路铺筑材料，沥青路面的力学性能影响着道路的使用和发展。
因此本文对沥青路面力学进行综述，主要汇总了荷载形式和基层形式对沥青路面力学性能的影响，简述了相关研究方法、仿真模型和实验结论，并对今后的沥青路面结构力学发展进行了展望。
关键词:沥青路面；力学性能；荷载作用；基层形式。
0 前言近些年我国对沥青路面结构力学也进行了大量的研究，现阶段的数值仿真方法主要分为有限元方法和离散元法，其中有限元方法是目前研究和使用较多。
任俊达[1]就基于沥青路面足尺加速加载试验，就通过ABAQUS建立了典型半刚性基层的沥青路面力学三维粘弹有限元模型。
多尺度力学试验与仿真分为宏观尺度和微观尺度，这两种尺度可以从两个方向上共同论证试验的合理性。
长寿命路面结构也是我国比较热门的研究话题，主要对刚性、半刚性、柔性与复合式等路面结构开展研究[2]。
沥青路面力学性能的研究是近些年比较热门的话题。
有许多学者研究了这些误差对沥青路面力学性能的影响。
潘勤学[3]就对双模量理论和传统线弹性理论进行了有限元分析，结果表明基于双模量理论与基于传统线弹性理论所得到的沥青路面力学响应偏差明显。
本文通过沥青路面结构力学的荷载形式影响和环境因素影响进行总结。
1 荷载形式荷载形式对沥青路面结构力学影响的研究主要分为非均布荷载作用和移动荷载作用。
实际中的车轮荷载呈非均布荷载形式，但是很多情况下，会将其视为均布荷载以方便构建模型和计算。
胡小弟等[4]通过试验证明了车辆轮胎与地面接触形状更接近于矩形，超载时荷载分布形式呈现凹形分布的非均匀分布形式。
层间光滑接触想比连续接触的最大剪应力更大，且不同层间接触条件会明显影响路面结构抗弯拉应力和最大剪应。
实际运行中的车轮荷载是时刻发生变化的。
很多模型会忽略了这一点，所以研究移动荷载对沥青路面力学性能的影响有重大意义。
张敏江等[5]基于Cohesive单元的双线性内聚力本构模型，建立了有限元分析模型。
路面结构的力学分析
路面结构的力学分析路面结构力学分析是指对路面结构进行力学研究，包括路面结构的受力分析、变形分析、稳定性分析等，以评估路面结构的耐久性、安全性和性能是否符合规范要求，为路面工程设计和施工提供科学依据。
静力分析是指在路面所受到的静态荷载作用下，通过解析或数值计算方法求解路面结构的内力、应力和变形。
其基本假设是路面是一个均匀连续的弹性体，其材料力学性质服从线弹性理论。
通过力学原理和边界条件，可以建立路面结构的受力方程，采用解析或数值方法求解。
静力分析可以确定路面结构的强度和稳定性，为路面结构的设计提供理论依据。
动力分析是指在路面所受到的动态荷载作用下，研究路面结构的振动特性和动态响应。
动力分析考虑路面结构的固有振动频率、模态形态、动态力学性能等，以预测路面结构的动态响应和疲劳性能。
动力分析通常采用有限元法或响应谱法，根据实际荷载作用和路面结构的频率特性进行动力计算，从而评估路面结构的抗震、抗风、舒适性等性能。
路面结构的变形分析是指研究路面所受到荷载作用下的变形情况，包括垂直变形、平面位移和横向变形等。
变形分析可以评估路面结构的变形性能和稳定性，为路面结构设计提供变形控制和稳定性评价的依据。
变形分析通常采用非线性有限元法，考虑路面材料的非线性弹性和破坏性能，以及荷载作用的时间依赖性，对路面结构的变形进行计算和分析。
路面结构的稳定性分析是指研究路面所受到负荷作用下的稳定性和破坏机制。
它包括静态稳定性分析和动态稳定性分析。
静态稳定性分析用于评估路面结构在静态荷载作用下的稳定性，主要考虑路面材料的强度、受力形式和变形特征等因素。
动态稳定性分析用于评估路面结构在动态荷载作用下的稳定性，主要考虑路面结构的固有振动频率、模态形态和动态响应等因素。
综上所述，路面结构的力学分析是为了确定路面结构的受力、变形、稳定性和动态响应等性能，并为路面工程的设计和施工提供科学依据。
它涉及静力分析、动力分析、变形分析和稳定性分析等多个方面，需要采用合适的理论模型和计算方法进行研究。
工业固废磷石膏路面基层材料路用性能研究
第43卷第2期2024年2月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.43㊀No.2February,2024工业固废磷石膏路面基层材料路用性能研究宗㊀炜1,王远辉2,许㊀亮2,刘㊀成1,郑武西1(1.湖北省交通规划设计院股份有限公司,武汉㊀430051;2.湖北省公路事业发展中心,武汉㊀430033)摘要:为促进磷石膏在公路工程中的规模化利用,本文通过基础力学试验㊁泡水膨胀试验㊁收缩试验㊁冻融循环试验㊁延迟成型试验以及低温自然养生试验对磷石膏路面基层材料的综合路用性能进行了系统化评估㊂结果表明:磷石膏路面基层材料的力学性能与普通水泥稳定碎石性能相当;磷石膏路面基层材料的28d 浸水累计膨胀率仅为0.086%,具有良好的浸水稳定性;干缩系数为116.64με/%,温缩系数为5.15με/ħ,冻融循环抗压强度比为81.13%,抗收缩性能和抗冻性能显著;试件的成型时间延迟和低温养生均对混合料强度产生不利影响,延迟4h 后强度下降了24%,5ħ养生条件下强度下降了33%㊂关键词:磷石膏;路面基层材料;路用性能;无侧限抗压强度;资源利用中图分类号:U414㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2024)02-0766-08Pavement Performance of Industrial Solid Waste Phosphogypsum Pavement Base MaterialZONG Wei 1,WANG Yuanhui 2,XU Liang 2,LIU Cheng 1,ZHENG Wuxi 1(1.Hubei Ccommunications Planning and Design Institute Co.,Ltd.,Wuhan 430051,China;2.Hubei Provincial Highway Development Center,Wuhan 430033,China)Abstract :In order to promote the large-scale utilization of phosphogypsum in highway engineering,the comprehensive road performance of phosphogypsum pavement base material was evaluated by typical mechanical test,bubble swelling test,shrinkage test,freeze-thaw cycle test,delayed formation test and low temperature natural curing test.The results show that the mechanical properties of phosphogypsum pavement base material are comparable to those of ordinary cement stabilized crushed stone.The 28d cumulative expansion rate is only 0.086%,indicating good water stability.The dry shrinkage coefficient is 116.64με/%,the temperature shrinkage coefficient is 5.15με/ħ,and the compressive strength ratio after freeze-thaw cycles is 81.13%,demonstrating significant shrinkage resistance and frost resistance.Both the delayed formation time and low-temperature curing have adverse effects on the strength of mixture,with a 24%strength decrease after 4h delay and 33%strength decrease under 5ħcuring condition.Key words :phosphogypsum;pavement base material;road performance;unconfined compression strength;resource utilization㊀收稿日期:2023-09-13;修订日期:2023-11-22基金项目:湖北省交通科技项目(2020-2-1-8,2023-121-1-15)作者简介:宗㊀炜(1985 ),男,高级工程师㊂主要从事道路工程材料的研究㊂E-mail:114250260@ 0㊀引㊀言在国内,工业副产磷石膏除少量用于生产建材产品外,绝大部分作为废渣堆存㊂磷石膏长期堆存会占用大量土地,且环境安全风险突出[1-3]㊂在综合利用领域,磷石膏主要用于制备硫酸联产水泥㊁水泥缓凝剂㊁半水石膏㊁石膏板㊁自流平石膏等,但产㊁销量相对较小,综合利用率不高[4-5]㊂而在公路建设领域,原材料的需求量与日俱增,若能将工业固废磷石膏替代部分天然石料应用于公路建设,不仅能缓解天然石料开采困境,还能消纳大量磷石膏,实现磷化工的可持续发展㊂近年来,国内外学者对磷石膏应用于公路建设领域进行了大量研究,主要集中在将磷石膏应用于路面水第2期宗㊀炜等:工业固废磷石膏路面基层材料路用性能研究767㊀泥稳定碎石基层中㊂周明凯等[6]系统探讨了水泥磷石膏稳定碎石强度性能的影响因素,研究发现水泥磷石膏稳定碎石是一种整体性能优异的路用基层材料㊂杜婷婷等[7]研究表明,水泥磷石膏稳定材料具有良好的水稳定性能,适合用作路面基层材料㊂张厚记等[8]研究表明,在水泥-矿渣-磷石膏复合稳定碎石体系中掺入多元固化剂后,能显著激发该体系的反应活性,使得混合料的力学性能明显提高㊂刘超等[9]研究表明,在水泥-磷石膏稳定碎石中,磷石膏参与水化反应生成的钙矾石能有效补偿混合料的内部收缩,显著提高基层的抗裂性能㊂综合上述研究可以发现,大量研究聚焦于传统力学性能上的评估,鲜有针对综合路用性能研究的深入探讨㊂本文以磷石膏路面基层材料为试验对象,对其浸水膨胀性能㊁干缩温缩性能㊁抗冻性能以及现场施工性能损失进行系统化研究,为磷石膏在公路工程中的规模化应用提供技术参考㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料1)磷石膏:磷石膏来自宜都宜昌鄂中化工有限公司,陈化一年㊂参考规范‘公路土工试验规程“(JTG3430 2020)并结合X射线荧光光谱对所选磷石膏的相关指标进行了检测,磷石膏的基本物理参数和主要化学组成如表1㊁表2所示㊂表1㊀磷石膏的基本物理参数Table1㊀Basic physical parameters of phosphogypsumIndexApparentdensity/(g㊃cm-3)Liquidlimit/%Plasticlimit/%Californiabearingratio/%Freeswellingratio/%Granulometric composition/mm(4.750,37.500)[4.750,0.600)[0.600,0.075)[0.075,0)Value 2.2861.4940.70 6.1844.00018.6726.9254.41表2㊀磷石膏的主要化学组成Table2㊀Main chemical composition of phosphogypsumComposition CaO SO3SiO2P2O5Fe2O3Al2O3F Na2O K2O MgO TiO2 Mass fraction/%45.340.89.5 1.00.90.80.70.20.40.20.2采用扫描电子显微镜分析磷石膏的微观形貌㊂磷石膏的宏㊁微观形貌如图1所示,可以看出磷石膏晶粒呈板片状,颗粒间互相交叠空隙较多,且板片状结构使得宏观上具有不易压实的特点,而在微观上容易诱发剪切滑移的特性㊂此外,试样存在类似层叠状纹理和部分孔隙,这一特殊结构可能导致磷石膏的比表面积增大,对水分子和其他水溶性离子的吸附能力增强㊂图1㊀磷石膏的宏㊁微观形貌Fig.1㊀Macrostructure and microstructure of phosphogypsum2)集料:粗细骨料采用湖北省宜昌市石灰岩,选用[19.00,31.50)mm㊁[9.50,19.00)mm和[4.75,9.50)mm 碎石以及(0,4.75)mm石屑㊂3)胶凝材料:水泥采用华新P㊃O42.5水泥,S95级矿渣微粉购自武钢集团,两种材料的技术指标如768㊀道路材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷表3㊁表4所示㊂表3㊀水泥的主要性能Table3㊀Main performance parameters of cementPerformance Condensation time/min Compressive strength/MPa Flexural strength/MPa Initial coagulation Final coagulation3d28d3d28dValue196.0251.027.851.4 6.39.2表4㊀矿渣粉的主要性能Table4㊀Main performance of slagIndex Specification requirement Assay result Test procedure Specific surface area/(m2㊃kg-1)ȡ400542Activity index/%7dȡ70106GB/T18046 201728dȡ951024)多元固化剂:采用自制多元固化剂,其主要成分为活化碱性聚合物和高分子有机物㊂1.2㊀试验方法力学性能试验用于评价混合料的强度和稳定性,主要参照‘公路工程无机结合料稳定材料试验规程“(JTG E51 2009)进行㊂膨胀试验能在一定程度上反映混合料抵抗体积膨胀导致基层开裂的能力[10]㊂试验主要参考规范‘公路土工试验规程“(JTG3430 2020)的CBR击实方法成型试件,并采用养生期(7d)膨胀变形率和饱水状态累计膨胀率指标来分析评价磷石膏路面基层材料的膨胀性质㊂收缩试验能够模拟磷石膏路面基层材料在受到温差㊁水分减少的影响下抵抗此类影响的能力㊂通过干缩试验㊁温缩试验得到的干缩㊁温缩性能是检验混合料路用性能的重要指标[11]㊂按照‘公路工程无机结合料稳定材料试验规程“(JTG E51 2009)测定试件的累计干缩性能和温缩性能㊂冻融循环试验用于评价混合料的抗冻性能[12]㊂冻融循环试验按照‘公路工程无机结合料稳定材料试验规程“(JTG E51 2009)进行测定㊂延迟成型试验用于评价磷石膏路面基层材料在实际施工过程中,胶凝材料水化反应速度对施工容留时间及后续强度发展的影响[12]㊂本试验在混合料拌和后,主动延迟1㊁2㊁3和4h后成型ϕ150mmˑ150mm圆柱形试件,以探究延迟成型时间与对混合料7d无侧限抗压强度的影响规律㊂低温自然养生试验模拟了低温环境下的磷石膏路面基层材料强度发展情况[13]㊂本试验在室内成型ϕ150mmˑ150mm圆柱形试件,脱模包裹塑料袋后放置在室外自然环境中,环境温度为5~10ħ,分别养生7㊁28d后浸水24h检测其无侧限抗压强度,并以此评估磷石膏路面基层材料在低温环境下的材料强度发展㊂1.3㊀配合比设计磷石膏路面基层材料的胶凝材料组分占混合料质量分数的5%,其中矿渣为4%,水泥为1%,磷石膏掺量占集料质量分数的15%并等质量替代0~4.75mm细集料,多元固化剂占混合料总质量的0.8%[14]㊂为了减少后期水泥稳定碎石基层的收缩开裂,‘公路路面基层施工技术细则“(JTG/T F20 2015)对0.600㊁0.075mm筛孔通过率控制较严格,但实际工程中即使在普通水泥稳定碎石基层中也经常存在0.075mm筛孔通过率超标的问题(国内水稳基层的细集料普遍存在洁净度不高㊁含泥量超标的问题)[15]㊂根据规范经验,C-B-3型级配在路面实际施工过程中压实成型的基层芯样往往存在许多孔洞及空隙㊂而磷石膏路面基层材料虽在0.600mm以下通过率突破了现行规范水稳的级配范围要求,但磷石膏作为细集料的添加有利于内部空隙的填充,让混合料骨架更加密实㊂最终,各集料的比例及合成级配如表5所示㊂第2期宗㊀炜等:工业固废磷石膏路面基层材料路用性能研究769㊀表5㊀试验用级配Table 5㊀Grading for test purposes Granulometric composition /mm Mass fraction /%Mass percentage through the following millimetre sieve /%37.50031.50019.0009.500 4.750 2.3600.6000.075Gravel [19.00,31.50)22.0100.0100.07.70.20.20.20.20.2Gravel [9.50,19.00)17.0100.0100.066.5 4.20.30.30.30.3Gravel [4.75,9.50)30.0100.0100.0100.066.8 5.8 1.10.90.9Chip (0,4.75)16.0100.0100.0100.098.889.858.028.88.1Phosphogypsum 15.0100.0100.0100.0100.0100.090.381.354.4Gradation of mixture 100.0100.0100.074.051.631.223.217.19.82㊀结果与讨论2.1㊀力学性能表6为磷石膏路面基层材料的力学性能㊂由表6可知,磷石膏路面基层材料7d 无侧限抗压强度为7.5MPa,满足规范对水泥稳定类基层强度要求,且长期性能稳定增长,90d 无侧限抗压强度增长了25%,180d 增长了33%以及360d 增长超过69%,说明本研究的混合料体系不仅早期强度满足要求,长期性能也保持稳定增长㊂此外,劈裂强度和弯拉强度也保持较高水平,与传统水泥稳定碎石性能相当[16]㊂表6㊀磷石膏路面基层材料的力学性能Table 6㊀Mechanical properties of phosphogypsum pavement base material Index Unconfined compression strength /MPa Leakage strength /MPa Flexural tensile strength /MPa 7d 28d 90d 180d 360d 90d 180d 360d 90d 180d 360d Value 7.59.39.410.012.70.60.9 1.1 1.2 1.5 1.72.2㊀膨胀性能图2㊀磷石膏路面基层材料的累计膨胀率Fig.2㊀Accumulative expansion rate of phosphogypsum pavement base material 图2为磷石膏路面基层材料的累计膨胀率㊂由图2可得出,在7d 标准养生条件下,磷石膏路面基层材料的累计膨胀率仅为0.006%,几乎不发生膨胀㊂在浸水情况下,前6d 混合料累计膨胀率增长较快,累计膨胀率为0.078%,约为养生期的13倍㊂这表明在混合料持续反应的过程中,相较于标准养生环境,浸水会诱发混合料产生较大膨胀量,这是诱发混合料早期膨胀的主要因素之一㊂而在持续浸水情况下,7d以后混合料的累计膨胀率趋于稳定,28d 浸水累计膨胀率仅为0.086%,说明本研究的磷石膏路面基层材料具有良好的浸水体积稳定性能㊂图3为磷石膏路面基层材料的SEM 照片,可以发现养生龄期为1d 的混合料出现了少量钙矾石晶体且形状较为纤细,结构空隙较多;而养生发展到7d 时,混合料空间结构的大部分空隙已被水化产物填补;最后当养生发展到28d 时,水化产物除填补空隙外,还出现了大量空间堆叠情况㊂由此,本试验的膨胀变化可以描述为:早期7d 前的膨胀量极低,水化产物主要填充于混合料空隙;而随着龄期的发展,膨胀量增长,一部分是水化反应持续进行,产物由空隙填充转向空间堆叠,另一部分则是浸水条件下体系发生了吸水膨胀㊂770㊀道路材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷图3㊀磷石膏路面基层材料的SEM 照片Fig.3㊀SEM images of phosphogypsum pavement base material 2.3㊀收缩性能1)干缩性能图4为磷石膏路面基层材料的干缩应变-时间的关系㊂由图4可知:由于混合料中的磷石膏遇水发生微膨胀,超过了失水引起的收缩应变,第1天试验初始阶段混合料主要表现为膨胀变形(图中负值代表膨胀应变);从第2天开始,混合料干缩应变快速增加并达到峰值,且随着时间的增长,混合料水分散失逐渐减少,每天干缩应变逐渐降低,28d 以后趋近于0;由于前期混合料的膨胀应变较大,试验前3天累计干缩应变均为负值(累计膨胀状态);从第4天开始,累计干缩应变转正,混合料总体表现为收缩状态,28d 后累计干缩应变趋于平缓㊂经计算,磷石膏路面基层材料60d 累计干缩应变为387με㊁干缩系数为116.64με/%,而传统的水泥稳定碎石干缩应变一般为480~550με㊁干缩系数为120~150με/%[17]㊂可见,磷石膏路面基层材料的抗干缩开裂能力要优于普通水稳碎石㊂2)温缩性能图5为磷石膏路面基层材料的累计温缩应变-温度变化曲线和温缩系数㊂从图5可以看出,混合料的累计温缩应变随着温度的降低逐渐增大,这是由于混合料中的大孔隙㊁毛细孔和凝胶孔中的水会对混合料产生表面张力作用㊁冰冻作用和扩张作用,混合料的温缩特性很大程度上受到液相的影响㊂水的胀缩特性相比混合料中的固相颗粒要大得多,但其含量较固相颗粒要少得多㊂其次,当有毛细水存在时,水的表面张力随温度的下降而增大,造成固相颗粒靠近而产生了收缩,同时,由于固相颗粒的靠近及水的收缩使毛细管半径变小,毛细管压力增大,加剧了材料的收缩性㊂此外,不同降温区间内混合料的收缩系数变化有所差异,45ħ时的温缩系数最大,且随着温度的继续下降,各降温区间的温缩系数逐渐下降㊂磷石膏路面基层材料平均温缩系数为5.15με/ħ,而普通水稳温缩系数一般为9~13με/ħ[18]㊂由此,磷石膏路面基层材料的抗温缩开裂能力优于普通水稳碎石㊂图4㊀磷石膏路面基层材料的干缩应变和时间的关系Fig.4㊀Relationship between shrinkage strain and time of phosphogypsum pavement basematerial 图5㊀磷石膏路面基层材料的累计温缩应变和温缩系数Fig.5㊀Cumulative temperature shrinkage strain and temperature shrinkage coefficient of phosphogypsum pavement base material第2期宗㊀炜等:工业固废磷石膏路面基层材料路用性能研究771㊀2.4㊀抗冻性能经5次冻融循环后测定试件的无侧限抗压强度,试验结果如表7所示,试件质量变化率与冻融循环次数关系如图6所示㊂经过冻融循环以后,试件表面出现了较明显的破损和掉渣现象㊂随着冻融次数的增加,试件质量损失逐渐增加,5次冻融循环后,总质量变化率为0.98%;冻融循环过程中抗压强度的损失主要是混合料空隙里面的水发生结冰膨胀,导致内部出现微裂纹,并在外界荷载作用下形成贯穿裂缝㊂经过5次冻融循环后,混合料的抗压强度比为81.13%,仍超80%,表明磷石膏路面基层材料具有较好的抗冻性能㊂这是因为:1)磷石膏路面基层材料为骨架-密实结构,内部空隙较少,空隙含水量较少;2)混合料28d 水化反应较充分,水化产物的主要成分为钙矾石,能形成细观骨架结构,具有微膨胀性,能不断填充混合料内部细微孔隙,进一步降低了孔隙水结冰膨胀的影响㊂表7㊀冻融循环前后试件的强度试验结果Table 7㊀Strength test results of specimen before and after freeze-thaw cycleBefore freeze-thaw cycle /MPa After freeze-thaw cycle /MPa Mass change rate /%Compressive strength ratio /%9.307.500.9881.13图6㊀试件质量变化率与冻融循环次数关系Fig.6㊀Relationship between mass change rate and the number of freeze-thaw cycles of specimen 2.5㊀延迟成型性能表8为磷石膏路面基层材料在延迟成型后的强度试验结果㊂由表8可知,混合料拌和后延迟成型对后续混合料强度形成存在一定影响㊂石膏对水泥具有缓凝作用,且磷石膏中的氟和磷对水泥水化也具有一定的抑制作用,会造成水泥稳定类材料凝结时间延长,早期强度降低;同时,本研究中磷石膏路面基层材料添加了碱活性固化剂,能激发材料早期胶凝活性,促进早期强度形成,会在一定程度上与磷石膏的缓凝相抵消㊂试验结果表明,延迟1h 后成型对应的7d 无侧限抗压强度约为0h 的89%,随后强度比值逐渐降低,延长2~3h 对混合料7d 强度的影响基本相同,且强度比值均高于80%,而延迟4h 后强度下降了24%㊂因此,考虑到减少拌和-成型时间对磷石膏路面基层材料后续强度形成及路用性能的影响,宜尽量将混合料拌和完成至现场压实完毕的总时间控制在3h 以内㊂表8㊀磷石膏路面基层材料在延迟成型后的强度试验结果Table 8㊀Strength test results of delayed forming of phosphogypsum pavement base materialDelay time /h 01234Phosphogypsum intensity /MPa 7.50 6.70 6.30 6.20 5.70Phosphogysum pavement base material intensity ratio /%0.890.840.830.762.6㊀低温自然养生条件下无侧限抗压强度表9为磷石膏路面基层材料在低温自然养生条件下的无侧限抗压强度㊂由表9可知,与普通水泥稳定碎石类似,低温对混合料早期(7d)强度影响较大,低温自然养生条件下混合料7d 抗压强度仅有标准养生条件下的66.7%,这主要是低温减缓了水泥-矿渣的水化反应速率,同时也降低了磷石膏中CaSO 4㊃2H 2O 的溶解度及磷石膏周围环境中Ca 2+㊁SO 2-4的离子浓度,对钙矾石的形成造成不利影响㊂28d 时自然养生试件抗压强度回升至标准养生试件的95.6%,一方面是因为外界温度的回升促进了胶凝材料水化反应;另一方面是因为胶凝材料的剂量才是混合料最终强度的决定性因素,温度主要影响水化反应产物形成的速度和进程㊂772㊀道路材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷表9㊀冬季低温自然条件下试件的无侧限抗压强度Table9㊀Unconfined compressive strength of specimen at low temperature in winter under natural conditionsTime/d Standard temperature/MPa Low temperature/MPa Intensity ratio/%77.5 5.066.7289.38.995.6由此可见,低温环境对磷石膏路面基层材料强度的形成具有明显影响,基层早期(7d)抗压强度只有室内配合比设计强度的66.7%,承载力能力下降了33%,如果过早开放交通容易使基层在行车荷载作用下产生不可逆转的早期损坏,缩短基层疲劳使用寿命㊂因此,对于低温天气条件下施工磷石膏路面基层应延长养生时间,并采用有效措施封闭交通㊂3㊀结㊀论1)磷石膏路面基层材料在早期力学性能上与传统水泥稳定碎石性能相当,且长期性能良好㊂在7d无侧限抗压强度满足规范要求的基础上,90㊁180和360d的无侧限抗压强度增长量高达25%㊁33%及69%㊂2)相较于水泥稳定碎石,掺入15%磷石膏后的磷石膏路面基层材料抵抗收缩开裂的性能更强,干缩系数为116.64με/%㊁温缩系数5.15με/ħ;此外,混合料的28d浸水累计膨胀率仅为0.086%,具有良好的水稳定性能㊂3)随着成型试件的延迟和养生温度降低,混合料的强度均出现了明显损失㊂延迟4h成型的试件强度损失达24%;5ħ环境下试件的7d强度相较于20ħ环境下的下降了33%㊂因此,宜控制拌和成型总时间在3h内,且养生温度偏低时应适当延长养生时间㊂参考文献[1]㊀侯㊀江,郭卫广,雍㊀毅,等.基于文献计量学方法剖析磷石膏研究及进展[J].磷肥与复肥,2021,36(1):32-35.HOU J,GUO W G,YONG Y,et al.Analysis of research and development of phosphogypsum based on bibliometric method[J].Phosphate& Compound Fertilizer,2021,36(1):32-35(in Chinese).[2]㊀YANG M,QIAN J S,PANG Y.Activation of fly ash-lime systems using calcined phosphogypsum[J].Construction and Building Materials,2008,22(5):1004-1008.[3]㊀吴泳霖,张㊀伟,奠㊀波,等.磷石膏热分解研究现状[J].硅酸盐通报,2022,41(9):3129-3137.WU Y L,ZHANG W,DIAN B,et al.Research status 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高速公路路面施工质量验收标准
高速公路路面施工质量验收标准高速公路作为现代交通运输的重要基础设施，其施工质量直接关系到交通安全和服务品质。
因此，对于高速公路路面施工质量的验收至关重要。
本文将介绍高速公路路面施工质量验收的标准，以确保施工质量的合格。
一、基本要求高速公路路面施工质量验收的基本要求包括但不限于以下几个方面：1. 路面平整度：路面应达到规定的平整度标准，以确保车辆行驶的稳定性和乘客的舒适性。
2. 路面密实度：路面应达到规定的密实度标准，以保证路面的稳定性和承载能力。
3. 路面纵横坡：路面应符合设计要求的纵横坡标准，以确保行驶安全和排水顺畅。
4. 路面材料使用：路面材料应符合相关标准和规范要求，确保质量可靠、环保可持续。
二、验收内容高速公路路面施工质量验收应包括以下内容：1. 施工过程监测记录：包括施工过程中的各项检测记录和材料试验结果报告等，以确定施工过程符合规范要求。
2. 路面平整度检测：采用专业设备进行路面平整度检测，记录检测结果并对不合格的路段进行整改。
3. 路面密实度检测：采用专用密实度仪器对路面进行检测，确保路面密实度符合规范要求。
4. 纵横坡检测：使用激光测量仪器对路面纵横坡进行检测，确保符合设计要求。
5. 路面材料检测：对施工中使用的路面材料进行抽样检测，包括沥青、混凝土等，确保材料质量达标。
三、验收标准高速公路路面施工质量验收的标准应根据相关技术规范和标准进行确定。
具体标准如下：1. 路面平整度标准：根据道路等级和设计要求，规定路面平整度的偏差范围，如高速公路一级平整度偏差范围应控制在±3mm以内。
2. 路面密实度标准：根据路面材料和设计要求，规定路面的最小密实度和标准密实度，确保路面达到足够的密实度。
3. 纵横坡标准：根据道路等级和设计要求，规定纵横坡的最大偏差范围，保证行车平稳和排水顺畅。
4. 路面材料标准：根据相关标准和规范，规定路面材料的物理力学性能要求和化学成分限制。
四、验收流程高速公路路面施工质量验收应按照以下流程进行：1. 提交验收申请：施工单位应在路面施工完成后向相关部门提交路面施工质量验收申请，包括相关检测和试验结果。
土木工程材料力学性能
土木工程材料力学性能土木工程是一门应用力学原理和材料科学知识的学科，其目的是研究土木结构的设计、建筑和维护。
土木工程材料的力学性能是评估土木结构强度和稳定性的重要指标。
本文将介绍几种常见的土木工程材料及其力学性能。
1. 水泥水泥是土木工程中最常用的建筑材料之一。
它是由石灰石和粘土经高温煅烧制得的粉状物质。
水泥的力学性能主要包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗冻性等。
抗压强度是水泥抵抗外力压缩的能力，抗拉强度是水泥抵抗拉伸力的能力，抗剪强度是水泥抵抗剪切力的能力，而抗冻性是水泥抵御低温环境下冻融循环的能力。
2. 钢筋钢筋是土木工程中常用的一种钢材，用于增强混凝土的强度和韧性。
钢筋的力学性能主要包括屈服强度、抗拉强度和延伸性能等。
屈服强度是钢筋在受到力作用下开始变形的临界点，抗拉强度是钢筋抵抗拉伸力的能力，而延伸性能是指钢筋在拉伸过程中的延长程度。
3. 砖石材料砖石材料在土木工程中常用于墙体和地面的建造。
砖石材料的力学性能主要体现在抗压强度、弹性模量和抗冲击性等方面。
抗压强度是砖石材料抵御外力压缩的能力，弹性模量是衡量材料弹性变形程度的指标，抗冲击性是指砖石材料在受到冲击力时的抵抗能力。
4. 沥青沥青是一种常见的路面材料，具有良好的粘结性和弹性。
沥青的力学性能主要包括黏度、软化点和弹性恢复率等。
黏度是沥青流动性的指标，软化点是指沥青在受热条件下开始变软的温度，而弹性恢复率则衡量沥青恢复形变程度的能力。
5. 混凝土混凝土是一种由水泥、骨料、粉煤灰、矿粉等组成的人工石材。
它的力学性能主要体现在抗压强度、抗折强度和抗渗透性等方面。
抗压强度是混凝土抵御外力压缩的能力，抗折强度是混凝土抵抗弯曲力的能力，抗渗透性是指混凝土对水、气体和其他外部物质渗透的抵御能力。
总结：土木工程材料的力学性能是评估土木结构稳定性和耐久性的重要依据。
水泥、钢筋、砖石材料、沥青和混凝土都是土木工程中常用的材料，它们的力学性能涉及到抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、抗冻性、屈服强度、延伸性能、弹性模量、抗冲击性、黏度、软化点、弹性恢复率、抗折强度和抗渗透性等指标。
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过于密实碎可提高强度，但可能会牺牲水稳定性、 温度稳定性和抗冲刷能力，设计者应设法平衡强 度与稳定性之间的关系
形状可能会影响压碎值，所以采用测试压碎值的 集料的形状应符合要求。集料生产过程中的内部 裂纹会影响压碎值
• 疲劳特性一般用应力或应变与疲劳寿命之间的 关系来表示，两者之间在半对数或双对数坐标 上一般呈线性关系。见图。
• 疲劳方程的离散性一般很大
疲劳方程
常见表达方式：
f
lg N
低应力为零
有高低应力比时的疲劳方程：
(1 R) lg N
f
低应力>0
Rc N
不能承受拉应力的作用，可以受压或受剪 切。黏结力为零。
内磨檫力提供了抗剪切强度，但取决于粒 料的纹理、密实度、颗粒形状、级配等因 素
颗粒材料的几 种组成状态
骨架结构，不含或很少细料（<0.074）的状态， 见图：强度来源于接触部位的摩擦力，对集料强 度要求高；水稳定性好，透水性好，无冻敏
3、梁式弯拉状态下的应力-应变关系
梁式试件是半拉半压的受力状态，性质应 处于拉、压之间，所得模量略小于三轴
不反映侧限力的影响
应力-应变曲线与上图类似，但损坏区域更 明显，速度更快
4、影响因素
结合料的剂量和活性 龄期 集料的类型（土）
5、参考值域
水泥土：E=（0.7-7）*1000Mpa， μ=0.15-0.35
低应力为零：常用方式，沥青路面方式 低应力>零：水泥路面方式 低应力<零：双向加载方式，不常用
• 随着荷载作用次数的增加，材料的抗力（强度、 模量）在不断降低。
• 疲劳寿命与加荷方式、波形、频率等因素有关。 荷载级位越大，疲劳寿命越短；荷载级位越小， 疲劳寿命越长。当然还与材料自身的特性有关， 与黏结料的性质有关，与集料的性质也有关。 一般而言，影响弯拉强度的因素都将影响疲劳 特性。
• 疲劳寿命：指从开始加载至损坏时的荷载作用次数； 通常采用梁式试件测量，四点加荷法。所施加的应力 实际上就是破坏时的应力，成为疲劳强度。
• 疲劳极限：当荷载小于一定数值时，材料永远不会发 生疲劳损坏，这个数值曾经定义为10^7，目前已经不 行。对钢材，应力比0.5。
加载波形有多种，典型的有三种：
第五章 路面材料的力学性能
引言 颗粒材料的工程性质
稳定类材料 沥青混合料 水泥混凝土 Miner定律-线性疲劳叠加率
一、 引 言
1、路面材料的类型
2、应力-应变特ห้องสมุดไป่ตู้：模量E，这是主要力学分析参数
3、强度特性：了解其自身的抗力，了解强度的来源
4、变形特性：变形能力，可恢复的和不可恢复的变 形，对平整度的影响
骨架-填充结构，见图：强度来自于摩擦力，抗剪 切强度有所提高；密度高，透水性差，可能是冻 敏的，取决于填充料；不耐冲刷。三渣多属于这 种结构。
悬浮结构，粗集料悬浮于细集料之中，见图：强 度取决于填充料；密度高，不透水，水敏，冻敏， 不耐冲刷
压碎值、性状 与透水性
压碎值取决于集料的强度和形状，压碎值不足的 危害是很大的，产生变形和强度问题
级配要求
应满足一定的级配要求，可参见有关手册或规范
测试与计算 测试采用三轴试验
计算： tg
2、应力-应变关系
测定方法
三轴试验
应力-应变关系
ε
注意：该曲线与土的应力-应变曲线的区别
粒料的模量与 受力状态有关
Er k1 k2
θ为主应力之和
1 2 3 1 2 2 3 3
上，黏结力和内摩擦力提供了各种强度。 • 测试方法 • 三轴压缩试验，P45图5-2 • 梁式试件，4点加荷法，三分点加荷试验，P45图5-2 • 劈裂试验，间接拉伸试验，图 • 同样三种组成状态。由于是整体性材料，所以同样应注意
其水稳定性。细集料（结合料）含量越多，越容易冲刷。 在满足填充要求的前提下，应尽量减少细集料的用量。强 度不是唯一的标准。 • 级配一般采用骨架-填充结构
Eg K E0
3、变形累积
与土的变形累计规律类似 当较小时，趋于缓慢稳定增加 当较大时，急剧增加 随增加，稳定的增加
4、泊松比
一般0.2-0.5，一般取0.25-0.35
三、稳定类材料
1、强度特性
• 强度来源：黏结力，内摩擦力 • 当采用黏结力、内摩擦力的概念时，总与剪切有关。实际
5、疲劳特性：与寿命有关，与荷载作用次数有关
6、耐久性：自然因素的影响，包括水的作用、水稳 定性、抗剥落特性、抗冻融特性（温度）、自然 老化、抗紫外线。
二、颗粒材料的工程性质
1 强度来源
2 应力应变关系
3 变形累积
4 泊松比
1、强度来源
强度来源
颗粒类材料由于无结合料的黏结，所以不 是一个整体，是一个结构层，但自身是松 散的。
水泥稳定碎石：（7-28）*1000Mpa， μ=0.15-0.20
6、变形特性
累计永久变形忽略不计
7、疲劳特性
概念
• 疲劳是指材料在低于极限荷载的英里作用下发生破坏， 是重复荷载作用下微裂纹的扩展，重复荷载作用的大 小不可太大。疲劳反映了路面的寿命，反映了小吨位 荷载作用下的数千万次的重复作用，滴水穿石的效果。 疲劳设计是路面设计的重要概念，是路面设计的重要 特点。
k为系数，k1=7.0-15.7，k2=0.46-0.64
由于σ1与σ3有关，所以模量还可以表示为：
Er f1 3 f2
荷载-弯沉关系
随着荷载（弯沉）的增大，模量在增加
P 破坏点 l
设计中的考虑
粒料模量的取值比较困难，因为E=F（应力， 棱角，纹理，密度），设计中无法考虑这 么详细
2、三轴压缩状态下的应力-应变关系
• σ-ε关系与土的类似（P35，图4-1），见下 图，应变随荷载的增大而迅速增大。
• 同样，为应力偏量的函数。 • 在应力级位较小时，近似直线，E为常数。 • 与粒料的σ-ε关系有很大不同，凹向相反，
悬浮结构的粒料可能相似（如果细料类似土 的话），这反映了黏结型与嵌锁型的区别。