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聚丙烯纤维水泥稳定碎石收缩性能

张鹏 李清富 黄承逵

张鹏, 李清富, 黄承逵. 聚丙烯纤维水泥稳定碎石收缩性能[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(4): 30-34.
引用本文: 张鹏, 李清富, 黄承逵. 聚丙烯纤维水泥稳定碎石收缩性能[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(4): 30-34.
ZHANG Peng, LI Qing-fu, HUANG Cheng-kui. Shrinkage properties of cement stabilized macadam reinforced with polypropylene fiber[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(4): 30-34.
Citation: ZHANG Peng, LI Qing-fu, HUANG Cheng-kui. Shrinkage properties of cement stabilized macadam reinforced with polypropylene fiber[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(4): 30-34.

聚丙烯纤维水泥稳定碎石收缩性能

基金项目: 

河南省高校创新人才基金项目 2005113

详细信息
    作者简介:

    张鹏(1978-), 男, 河南方城人, 郑州大学讲师, 工学博士, 从事道路工程研究

  • 中图分类号: U414

Shrinkage properties of cement stabilized macadam reinforced with polypropylene fiber

More Information
  • 摘要: 为了减小水泥稳定碎石的收缩, 研究了聚丙烯纤维对水泥稳定碎石收缩性能的影响, 分别用千分表支架法和应变片电测法对聚丙烯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石的干缩性能和温缩性能进行了测试, 分析了材料的平均干缩系数和平均温缩系数随纤维掺量变化的规律。试验结果表明: 聚丙烯纤维的掺入可显著地减小水泥稳定碎石的平均干缩系数和平均温缩系数, 高龄期聚丙烯纤维水泥稳定碎石的平均干缩系数比低龄期的小, 而高龄期的平均温缩系数却比低龄期的大; 在纤维体积掺量小于1‰的范围内, 随着纤维体积掺量的增加, 水泥稳定碎石平均干缩系数和平均温缩系数均逐渐减小。可见, 在一定的纤维掺量范围内, 聚丙烯纤维水泥稳定碎石具有良好的抗收缩性能, 应用于路面基层可提高路面的抗裂性能。

     

  • 图  1  纤维体积掺量对平均干缩系数的影响

    Figure  1.  Influence of fiber volume fraction on average dry shrinkage coefficient

    图  2  干缩系数与含水量的关系

    Figure  2.  Relation between αd and ωa

    图  3  纤维体积掺量对平均温缩系数的影响

    Figure  3.  Influence of fiber volume fraction on average thermal shrinkage coefficient

    图  4  温缩系数与温度的关系

    Figure  4.  Relation between thermal shrinkage coefficient and temperature

    表  1  聚丙烯纤维物理性能

    Table  1.   Physical properties of polypropylene fiber

    密度/(g·cm-3) 线密度/dtex 长度/mm 抗拉强度/MPa 拉伸极限/% 弹性模量/MPa 熔点/℃
    0.91 10~20 10~20 ≥450 ≤28 ≥4 100 160~170
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    表  2  碎石级配

    Table  2.   Gradation of macadam

    方筛孔尺寸/mm 31.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075
    通过质量百分率/% 100.00 94.30 67.64 41.96 26.90 9.68 0.26
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    表  3  击实试验结果

    Table  3.   Result of compaction test

    配比编号 纤维体积掺量/‰ 最佳含水量/% 最大干密度/(g·cm-3)
    S1 0.0 5.52 2.29
    S2 0.4 5.62 2.31
    S3 0.6 5.72 2.31
    S4 0.8 5.61 2.29
    S5 1.0 5.58 2.32
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    表  4  不同含水量下的干缩系数

    Table  4.   Dry shrinkage coefficients under different water contents

    配比编号 S1 S3
    项目 ωi-ωi-1/% ωa/% Δω/% αd ωi-ωi-1/% ωa/% Δω/% αd
    项目值 4.71~4.01 4.36 0.70 56.7 4.790~4.150 4.47 0.64 34.58
    4.01~3.33 3.67 0.68 55.3 4.150~3.570 3.86 0.58 36.00
    3.33~2.85 3.09 0.48 59.1 3.570~3.060 3.32 0.51 37.56
    2.85~2.63 2.74 0.22 64.4 3.060~2.680 2.87 0.38 44.73
    2.63~2.33 2.48 0.30 66.6 2.680~2.280 2.48 0.40 20.00
    2.33~2.09 2.21 0.24 70.7 2.280~2.000 2.14 0.28 50.78
    2.09~1.73 1.91 0.36 56.5 2.000~1.615 1.81 0.38 46.26
    1.73~1.27 1.50 0.46 42.8 1.615~1.245 1.43 0.37 35.60
    1.27~0.75 1.01 0.52 27.1 1.245~0.845 1.05 0.40 18.90
    0.75~0.49 0.62 0.26 9.2 -0.845~0.455 0.65 0.39 8.70
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    表  5  干燥收缩和温度收缩试验结果

    Table  5.   Results of dry and thermal shrinkage tests

    配比编号 Vf/‰ Δω/% εd/10-6 εt/10-6 αd αt
    7 d 28 d 7 d 28 d 14 d 28 d 7 d 28 d 14 d 28 d
    S1 0.0 4.08 4.30 235 212 435 480 57.6 49.3 7.25 8.00
    S2 0.4 4.20 4.35 197 179 417 465 46.9 41.1 6.95 7.75
    S3 0.6 4.18 4.42 177 151 403 433 42.3 34.2 6.42 7.22
    S4 0.8 4.14 4.32 156 132 350 404 37.3 30.6 5.83 6.73
    S5 1.0 4.05 4.23 138 121 326 378 34.1 28.6 5.43 6.30
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    表  6  不同降温段的温缩系数

    Table  6.   αtof different temperature descending periods

    降温段/℃ αt/(10-6·℃-1)
    配比S1 配比S3
    30~40 8.7 7.5
    20~30 8.0 7.6
    10~20 8.1 7.4
    0~10 7.4 6.9
    -10~0 8.2 7.2
    -20~-10 7.6 6.8
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  • 收稿日期:  2008-01-06
  • 刊出日期:  2008-08-25

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