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水泥稳定碎石混合料疲劳性能

王艳 倪富健 李再新

王艳, 倪富健, 李再新. 水泥稳定碎石混合料疲劳性能[J]. 交通运输工程学报, 2009, 9(4): 10-14. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.04.003
引用本文: 王艳, 倪富健, 李再新. 水泥稳定碎石混合料疲劳性能[J]. 交通运输工程学报, 2009, 9(4): 10-14. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.04.003
WANG Yan, NI Fu-jian, LI Zai-xin. Fatigue performance of cement-stabilized macadam mixture[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009, 9(4): 10-14. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.04.003
Citation: WANG Yan, NI Fu-jian, LI Zai-xin. Fatigue performance of cement-stabilized macadam mixture[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009, 9(4): 10-14. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.04.003

水泥稳定碎石混合料疲劳性能

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.04.003
基金项目: 

江苏省交通科学研究计划项目 05Y09

详细信息
    作者简介:

    王艳(1979-), 女, 湖南浏阳人, 金陵科技学院讲师, 工学博士, 从事路基路面工程研究

  • 中图分类号: U414.01

Fatigue performance of cement-stabilized macadam mixture

More Information
  • 摘要: 根据水泥稳定碎石基层在车辆荷载作用时的受力状态, 采用不同水泥剂量和级配的混合料分别在室内进行强度和劈裂疲劳试验。无侧限抗压强度试验结果表明: 中值级配、水泥剂量仅为2.5%的混合料的7 d无侧限抗压强度已满足规范的要求, 故可以适当降低水泥稳定碎石基层的水泥用量标准。劈裂疲劳试验结果表明: 具有较高水泥剂量的水泥稳定碎石混合料的力学敏感性较低, 也就是说, 在相同的结构条件下, 其抗超载、超限的能力较好。基于劈裂疲劳试验结果, 采用回归方法得到具有较高判定系数的水泥稳定碎石混合料疲劳方程, 最小判定系数为0.848 3, 回归参数值均处于波动范围7~28之内。

     

  • 图  1  荷载作用下基层应力状态

    Figure  1.  Stress states of base under load

    图  2  不同混合料的疲劳曲线

    Figure  2.  Fatigue curves of different mixtures

    表  1  水泥性能指标

    Table  1.   Performance indices of cement

    性能 安定性 初凝时间 终凝时间 3 d强度/MPa 28 d强度/MPa
    抗折 抗压 抗折 抗压
    试验结果 雷氏法检验合格 5.3 h 7.3 h 4.1 22.5 7.8 38.9
    技术要求 雷氏法或蒸煮法检验必须合格 不早于1.5 h 不迟于10.0 h > 2.5 > 12.0 > 5.5 > 32.5
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    表  2  集料技术指标

    Table  2.   Technical indices of aggregate

    试验项目 压碎值/% 视密度/(g·cm-3) 液限/% 塑性指数/%
    1# 2# 3# 4#
    试验结果 22.8 2.751 2.777 2.727 2.689 23.8 6.6
    技术要求 ≤28.0 ≥2.500 < 28.0 < 9.0
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    表  3  不同级配组成

    Table  3.   Compositions of different gradations

    级配类型 筛孔尺寸/mm
    31.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075
    100.0 94.7 82.6 54.3 42.0 27.2 13.9 2.5
    100.0 92.5 75.2 43.1 30.6 14.8 7.5 1.4
    100.0 - 47.6 36.0 26.4 16.2 8.3 1.5
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    表  4  无侧限抗压强度试验结果

    Table  4.   Test results of unconfined compressive strengthes

    级配类型 水泥剂量/% 强度平均值/MPa
    7 d 28 d 60 d 90 d
    5.0 6.1 7.5 8.1 8.5
    3.5 3.7 5.2 5.8 6.2
    2.5 3.3 4.0 4.3 4.4
    5.0 5.3 6.3 6.6 6.8
    3.5 3.5 4.3 4.5 4.8
    2.5 2.3 3.1 3.4 3.7
    5.0 4.5 5.8 6.1 6.5
    3.5 2.9 4.0 4.4 4.6
    2.5 2.1 2.8 3.1 3.3
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    表  5  劈裂强度试验结果

    Table  5.   Test results of splitting tension strengthes

    级配类型 水泥剂量/% 龄期/d 劈裂强度/MPa 变异系数/%
    平均值 代表值 最大值 最小值
    5.0 60 0.69 0.49 0.89 0.54 17
    90 0.80 0.55 1.00 0.58 19
    3.5 60 0.45 0.36 0.51 0.35 13
    90 0.49 0.36 0.59 0.38 16
    2.5 60 0.30 0.26 0.34 0.27 9
    90 0.40 0.30 0.49 0.31 16
    5.0 60 0.59 0.47 0.70 0.53 13
    90 0.69 0.58 0.82 0.60 10
    3.5 60 0.44 0.34 0.51 0.36 13
    90 0.52 0.44 0.62 0.46 10
    2.5 60 0.33 0.23 0.39 0.26 18
    90 0.39 0.33 0.45 0.34 9
    5.0 60 0.60 0.50 0.69 0.51 10
    90 0.66 0.51 0.80 0.54 13
    3.5 60 0.50 0.37 0.62 0.38 16
    90 0.52 0.44 0.59 0.42 10
    2.5 60 0.34 0.27 0.39 0.29 12
    90 0.38 0.33 0.40 0.34 8
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    表  6  劈裂疲劳试验结果

    Table  6.   Test results of splitting fatigue

    水泥剂量/% 应力比 作用次数 平均 变异系数/%
    1 2 3 4 5 6
    5.0 0.65 115 911 24 886 17 305 178 236 19 546 133 432 81 553 86
    0.73 10 497 1 131 9 384 16 026 57 928 8 789 17 293 118
    0.80 823 414 7 398 5 013 9 504 4 630 86
    0.90 1 925 1 854 5 526 3 042 325 2 534 76
    3.5 0.65 8 416 15 090 7 908 11 974 760 3 589 7 956 66
    0.73 206 1 272 6 544 9 850 798 3 734 114
    0.80 327 218 8 903 1 739 2 797 148
    0.90 1 678 722 414 824 209 596 741 69
    2.5 0.65 18 096 286 657 26 100 8 164 10 661 106
    0.73 5 619 6 247 9 260 311 5 359 69
    0.80 1 769 543 1 036 5 872 4 547 2 619 2 731 76
    0.90 255 210 972 244 169 733 431 78
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    表  7  疲劳方程参数

    Table  7.   Parameters of fatigue formulae

    保证率/% 水泥剂量/% 疲劳方程参数 判定系数R2
    A B a b
    95 5.0 -0.065 4 1.440 4 22.024 5 -15.290 5 0.971 5
    3.5 -0.094 0 1.605 1 17.075 5 -10.638 3 0.848 3
    2.5 -0.073 3 1.415 7 19.313 8 -13.642 6 0.975 5
    50 5.0 -0.066 8 1.393 4 20.859 3 -14.970 1 0.939 0
    3.5 -0.105 3 1.605 6 15.247 9 -9.496 7 0.964 8
    2.5 -0.075 4 1.369 8 18.167 1 -13.262 6 0.960 0
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-02-12
  • 刊出日期:  2009-08-25

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