水泥稳定碎石28天抗压强度(基于高寒地区气候特征的水泥稳定碎石基层冻融强度分析)

Posted 2023-05-30

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水泥稳定碎石28天抗压强度(基于高寒地区气候特征的水泥稳定碎石基层冻融强度分析)

基于高寒地区气候特征的水泥稳定碎石基层冻融强度分析

祁要刚暴黎明

南阳通途公路勘察设计有限公司河南南阳 473000

摘要：本文结合高寒地区的长期低温环境，对骨架密实级配的水泥稳定碎石的冻融强度进行了试验分析，结果表明：骨架密实级配的水泥稳定碎石具有良好的抗冻性。

关键词：高寒地区；水稳碎石；冻融强度

1.试验方案

材料的抗冻能力可以用经受冻融循环的次数和经受一定次数冻融作用的强度损失来表征，但是这些指标与冻融方法有关。该试验采用未掺入外加剂的水泥稳定碎石混合料试件将养生至规定龄期的试件饱水一昼夜后，在-20℃冰箱内冻16h，取出放在20℃水中融化8h，此为一循环，经5次冻融循环后的饱水抗压强度与未经冻融循环的试件饱水抗压强度的比值称为抗冻系数。

2.试验结果分析

冻融试验试件测试指标结果见表1所示。由表1中数据可知：①随着水泥剂量的增加，试件的抗压强度、劈裂强度、抗弯拉强度呈显著的增长趋势。随着龄期的增长，抗压强度、劈裂强度、抗弯拉强度也随之增加。②两种不同级配的水泥稳定碎石，在相同龄期，相同水泥剂量的条件下抗压强度、劈裂强度、抗弯拉强度存在差异，但是规律不是很明显。说明两种级配对于抗压强度、劈裂强度、抗弯拉强度的影响效果不是很显著。③从以上几组数据分析得到：90d龄期时，劈裂强度、抗弯拉强度、冻融强度均与抗压强度有良好的线性相关性，且表现出G1优于G2的特点。

表1 冻融试验试件测试指标结果一览表

代号	最佳含水量（%）	最大干密度（g/cm3）	均值抗压强度（MPa）			劈裂强度（MPa）		90d抗弯拉强度（MPa）	90d冻融强度（MPa）
代号	最佳含水量（%）	最大干密度（g/cm3）	7d	28d	90d	7d	90d	90d抗弯拉强度（MPa）	90d冻融强度（MPa）
G1-3	5.0	2.34	2.55	3.69	3.94	0.19	0.39	1.18	3.34
G1-4	5.2	2.36	2.93	4.34	4.96	0.27	0.52	1.68	4.74
G1-5	5.1	2.35	3.99	4.97	6.00	0.36	0.64	2.40	5.75
G1-6	5.2	2.37	4.78	5.68	6.72	0.37	0.69	2.95	6.36
G2-3	5.0	2.32	2.53	—	3.83	0.16	0.34	1.27	2.84
G2-4	5.2	2.34	3.11	—	4.82	0.25	0.52	1.77	3.79
G2-5	5.3	2.35	4.18	—	5.97	0.33	0.62	2.58	4.37
G2-6	5.5	2.35	4.72	—	6.57	0.43	0.77	3.64	5.79

注：G1、G2代表骨架密实级配1和2；“3、4、5、6”代表水泥用量。

④用表1中的数据计算出水泥稳定碎石基层试件的抗冻系数如表2所示：可以看出，骨架密实级配的水泥稳定碎石具有良好的抗冻性。虽然同样是骨架密实级配的G2就没有G1的抗冻性好，在经历了5次冻融循环后，抗冻系数降低至0.75左右，说明级配的调整对于抗冻性的影响也比较大。⑤水泥剂量大于4% 时表现出良好的抗冻性，抗冻系数基本大于95%；建议高寒地区采用4%～6%的水泥剂量范围、经历5次冻融循环后抗冻系数达到90%以上，提高该地区环境特征下的水泥稳定碎石基层的抗冻性。

表2 各组试件的抗冻系数

代号	抗冻系数
代号	抗冻系数
G1-3	0.8473
G1-4	0.9556
G1-5	0.9583
G1-6	0.9463
G2-3	0.7330
G2-4	0.7692
G2-5	0.7315
G2-6	0.8811

3.结论

骨架密实级配的水泥稳定碎石具有良好的抗冻性，由于高寒地区的长期低温环境，建议该地区对水稳碎石混合料试件进行冻融循环试验，将冻融强度作为验算强度。结合外加剂试验分析结果，提出适用于高寒地区基于低收缩、超早强的水泥稳定碎石材料组成设计方法。