李 寧,齊亞妮,韓燕容,孟云飛,唐建明
(新疆大學 建筑工程學院,新疆 烏魯木齊830047)
石灰穩(wěn)定砂礫基層是在粉碎狀或松散的砂礫土中摻入適量的石灰,按照一定級配要求進行拌合、碾壓密實,經養(yǎng)護成型的一種路面結構。石灰穩(wěn)定砂礫具有較好的整體性、力學強度、水穩(wěn)定性、一定強度的抗凍性能和較高的后期抗壓強度特點。
石灰穩(wěn)定砂礫屬于半剛性基層材料,路用性能優(yōu)良,成本低、節(jié)能環(huán)保,在外界溫度和濕度變化影響下容易產生干縮、溫縮裂縫,在干縮、溫縮應力的作用下,裂縫頂端產生較大拉應力集中現(xiàn)象,向上反射直至貫通路面,形成瀝青混凝土路面非荷載型裂縫。為了改善石灰穩(wěn)定砂礫基層出現(xiàn)的問題,采取摻入一定量的聚酯纖維,這樣既可增強其力學性能,又能減少干縮和溫縮效應,減少瀝青混凝土路面的反射裂縫,降低養(yǎng)護費用,延長使用壽命。
根據(jù)大量參考文獻及多次模擬試驗,得出本試驗的石灰穩(wěn)定砂礫材料中石灰與砂礫的配合比為1∶9,砂礫的級配如表1所示。
表1 砂礫級配
聚酯纖維材料具有較好的化學穩(wěn)定性、耐酸性和耐微生物性能,以及較強的防侵蝕能力,強度高、延伸度適中、模量高、回彈好,屬于軟纖維當中綜合性能最優(yōu)的纖維。由于聚酯纖維摻量和長度對石灰穩(wěn)定砂礫的力學性能有顯著影響,為了研究其影響規(guī)律,在室內進行模擬實驗,首先確定聚酯纖維摻量和長度。
聚酯纖維對石灰穩(wěn)定碎石抗彎拉性能影響的試驗研究中,以抗彎拉強度最優(yōu)為原則,綜合考慮纖維混合料拌合難易度,建議纖維用量為0.7‰,為研究聚酯纖維摻量對石灰穩(wěn)定砂礫性能的影響及規(guī)律,此本試驗摻量以0.7‰為中心,步長為0.1‰,確 定 五 種 摻 量 分 別 為 0.5‰、0.6‰、0.7‰、0.8‰、0.9‰。
根據(jù)資料調研纖維瀝青中纖維用量和長度,確定聚酯纖維長度10mm為宜。本試驗選用三種長度:10mm、12mm、14mm,制作抗壓和抗彎拉試件。
抗壓試件尺寸為150mm×150mm的圓柱形,抗彎拉試件尺寸為100mm×100mm×400mm的棱柱。
1)根據(jù)聚酯纖維長度和摻量的不同,制作抗壓和抗彎拉試件。試件聚酯纖維各參數(shù)見表2。
表2 試件聚酯纖維長度及摻量表
2)將固結好的試件放入高溫高濕環(huán)境中養(yǎng)護7d。
整理試驗結果,在取值時去掉最大、最小值后取平均值。試驗結果如表3、表4所示。
表3 抗壓強度試驗結果
表4 抗彎拉試驗結果
對于抗壓試件,從表3和曲線圖1中可以看出,長度為10mm的聚酯纖維隨著摻量的增加,抗壓強度隨之增強,而長度為12mm、14mm的聚酯纖維隨著摻量的增加沒有明顯的變化,抗壓強度相對穩(wěn)定。而將聚酯纖維長度為14mm與12mm曲線圖進行對比分析,長度14mm的曲線更趨于平緩,試驗結果表明聚酯纖維長度越長,其摻量對強度的影響因子越小。抗壓強度隨著聚酯纖維長度的增加沒有出現(xiàn)明顯的變化,表明并不是聚酯纖維的長度越長越好,超過一定長度,其強度反而下降。
圖1 抗壓曲線
對于抗彎拉試件,從表4和曲線圖2中可以看出,抗彎拉強度隨著摻量的增加沒有呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化。
圖2 抗彎拉曲線
導致結果的原因:①在試驗過程中,由于人工拌合不均勻;②試件在搬運過程中地面不平整造成顛簸引起試件內部出現(xiàn)微小裂縫;③原材料石灰放置時間過長,引起石灰中鈣鎂含量的損失,造成石灰的變質;④聚酯纖維與石灰砂礫混合料兩者之間的粘結性不是很好,有些聚酯纖維沒有發(fā)揮作用,造成整體性較差,后期應另外摻入摻加劑來提高混合料的粘結性及整體性。
1)聚酯纖維長度越長,其摻量對強度的影響因子越小??箟簭姸入S著聚酯纖維長度的增加沒有出現(xiàn)明顯的變化,說明并不是聚酯纖維的長度越長越好,存在界限長度,一旦超過界限值,強度反而下降。
2)聚酯纖維與石灰砂礫混合料兩者結合強度增加,但是兩者之間的粘結性不是很好,應該再摻入其他摻加劑來提高混合料的粘結性。
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