水稳层无侧限抗压强度试验(低温条件对水泥稳定碎石无侧限抗压强度的影响)

Posted 2023-05-30

篇首语：不怕山高，就怕脚软。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了水稳层无侧限抗压强度试验(低温条件对水泥稳定碎石无侧限抗压强度的影响)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

水稳层无侧限抗压强度试验(低温条件对水泥稳定碎石无侧限抗压强度的影响)

摘要：本文通过室内试验，测定低温条件对水泥稳定碎石无侧限抗压强度的影响。结果表明：养生温度对水泥稳定碎石的强度形成有显著影响，尤其对于水泥用量较低的混合料3天早期强度形成和7天初期强度形成。

关键词：低温条件；水稳碎石；抗压强度

温度是影响水泥稳定碎石混合料强度的一个重要因素，西藏高海拔地区的特殊气候和施工条件，使得水泥稳定碎石在具体工程施工中的养生温度有时无法达到标准养生温度，影响混合料的强度形成。无侧限抗压强度低于标准养生要求时，会影响基层成型和路面的使用性能与寿命。

1.原材料要求及试验方案

1.1原材料要求

集料取自陕西省礼泉县石料厂，石灰岩。水泥为陕西耀县水泥厂生产的秦岭牌水泥，强度等级为32.5R，经测定，集料和水泥的各项指标均符合《公路路面基层施工技术细则》(JTGTF20_2015)要求。外加剂采用SES-Ⅰ型超早强水泥稳定基层外加剂，此外加剂性状为淡黄色粉末，其主要的矿物成分为硅酸钙、硫铝酸钙、铝酸钙，此外还有部分单晶体。

1.2试验方案

试验主要研究水泥稳定碎石基层试件在不同温度及龄期下受压强度。分别按照标准进行试件制备，并利用环境箱对15cm×15cm的圆柱体试件进行不同温度下的养生，平行试件为4个，分别在0℃、5℃、10℃、20℃的环境中养生3天和7天，然后测定无侧限抗压强度。其中20℃是作为常温下的对照试验。

2.试验数据分析

不同温度养生条件下的无侧限抗压强度随养生温度的变化如图1和图2所示。

图1 3天龄期无侧限抗压强度与养生温度的关系

图2 7天龄期无侧限抗压强度与养生温度的关系

由图1和图2可见，水泥稳定碎石3天和7天的无侧限抗压强度均随养生温度的升高而增大，但温度对不同水泥用量和不同养生龄期的影响规律有所不同。

对于3天龄期而言，与前述试验结果类似，不同水泥用量混合料的强度差异较小，0℃~5℃之间，养生温度对3%和4%水泥用量混合料的强度形成影响很小，强度增长的非常缓慢，而对5%水泥用量混合料影响较大；5℃~10℃之间，随着养生温度的升高，混合料强度开始明显增长，3%和4%表现尤为明显；10℃以后，养生温度升高对不同水泥用量混合料的作用基本相同，强度持续增大。

混合料养生7天时，养生温度对混合料强度的影响与3天龄期有所不同。0℃~10℃之间，养生温度对混合料强度有明显影响，且水泥用量越大，影响越明显，除3%水泥用量外，随着温度的升高，影响程度逐渐减弱。3%水泥用量混合料在养生温度高于5℃以后，强度才明显增大。当养生温度高于10℃以后，养生温度对混合料强度的影响已很小，而提高养生温度对提高混合料强度的贡献已很小。

综合上述分析可得，养生温度对水泥稳定碎石的强度形成有显著影响，尤其对于水泥用量较低的混合料3天早期强度形成和7天初期强度形成。对比养生温度对3天和7天混合料强度的影响可见，低于标准养生温度20℃的养生温度对混合料3天强度的影响更大。如图3所示，前期对水泥稳定砂砾的研究也发现了类似规律。

图3 水泥稳定砂砾3天龄期无侧限抗压强度与养生温度的关系

结合水泥稳定砂砾研究结果，养生温度对水泥稳定粒料强度形成的影响临界温度约为7℃。西藏高海拔地区气温常年较低，有些区域施工季节夜间温度往往会低于临界温度，导致混合料强度形成过慢，甚至影响整体强度形成。因此在西藏高海拔地区水泥稳定粒料施工过程中，应采取有效保温措施，将3天龄期内的养生温度控制在7℃以上，尽量提高养生温度，减少温度对无侧限抗压强度的影响，确保混合料强度与成型质量。

3.结论

为使半刚性基层表现出更好的路用性能以适应青海省高海拔地区的低温环境，建议在实际应用中最小水泥用量选用4%，养生龄期在7天以上，同时保证基层的养生温度大于10℃。

参考文献

[1] 高继平．沥青混凝土路面的早期破坏原因及试验分析[J]．公路工程，2009，(4) ：115～117

[2] 司伟，马骉，汪海年．沥青混合料在冻融循环作用下的弯拉特性[J]．吉林大学学报(工学版) ，2013，43( 4)：885～890