CN107966383A - 一种基于小试件的水泥稳定碎石干缩性能测试方法 - Google Patents

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徐世法
索智
王春明
谢永清
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    • G—PHYSICS
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light

Abstract

本发明涉及一种基于小试件的水泥稳定碎石干缩性能测试方法属于交通土建工程领域。干缩试验方法采用成型尺寸为50mm×50mm×210mm的梁式小试件来进行。首先采用静压法将不同的水泥砂浆以1mm/min的速度加压到400KN成型圆柱形试件。然后将在不同水泥剂量下成型的圆柱形试件在标准条件下养生6d后，浸入20℃的恒温水浴中养生1d，将表面水分擦干后，将6个相同试件中的3个放在支座上用千分表测量干缩变形，将另外3个放在相同条件下，每隔一定时间进行称重，以平均值进行计数。

Description

一种基于小试件的水泥稳定碎石干缩性能测试方法
技术领域
本发明属于交通土建工程领域，具体涉及一种通过横向分布车辙仪测量基层干缩性能的方法。
背景技术
水泥稳定类材料收缩分干燥收缩和温度收缩两种，是路面结构产生裂缝的主要原因，而干缩比温缩更为严重。由于导致温缩的温度变化很难控制而干缩可以通过养生、覆盖等措施改善，因此实际施工中更注重防治混合料的干燥收缩。同时考虑到温缩系数测试难度大、测试结果可靠性低，该文主要对混合料干缩性能进行研究。
覃峰研究橡胶粉水泥稳定碎石基层的抗裂性能，通过压力机成型Φ100mm×400mm圆柱体试件，每组试件4个，其中2个试件用于测试收缩变形，2个试件用于测试含水量变化。试件脱模养生后测试随暴露时间增长试件的干缩变形和失水率。
孙兆辉针对水泥稳定碎石基层在湿度变化时易产生干缩裂缝这一缺陷，展开了相关试验研究。采用静压成型方法制备尺寸为Φ150mm×150mm的圆柱体试件，试件从试模内脱出并称量后，立即用塑料薄膜包裹，养生完后进行干缩对比试验。
王艳针对水泥稳定碎石基层不可避免会产生收缩裂缝问题进行了试验研究，混合料收缩性能与失水率、温度、水泥剂量、级配等因素之间的关系，其中干缩试验在室温条件下进行。成型梁式试件，尺寸为100mm×100mm×400mm，贴片上采用2片电阻应变片串连使用，以提高试验精度。试验开始后通过电脑控制数据采集，同时记录参照试件的含水量变化。
顾善东就水泥稳定再生集料基层的收缩性能进行了实验研究，提出采用高低温湿交变试验箱对其干燥收缩和温度收缩性能进行试验分析。室内试验测试按最佳含水量、最大干密和98％压实度采用静压法制作100mm×100mm×400mm的梁式试件，养生完毕后过测量不同时间的试件失水量变化和变形值来计算水稳基层材料的干燥收缩系数和温度收缩系数。
刘朝晖针对不同级配类型的水泥稳定碎石底基层的路用性能进行了对比分析研究，通过拟定的3中不同的配合比进行性能验证，其中干缩性能试验按照最佳含水率和最大干密度和98％压实度成型圆柱型试件，试验中利用千分表在三角支架上测定试件的干缩量。将试件放在试验室内，上、下面均需要整平，把千分表固定在其表面，在常温下让水分自由散失，每天称试件的质量，直到水分散失完。查旭东就抗裂型水泥稳定碎石配合比设计进行了研究，并对其性能进行验证，其中干缩试验采用100mm×100mm×400mm的梁式试件进行了2种级配水泥稳定碎石混合料的干缩和温缩试验。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，弥补道路工程无机稳定材料干缩测试方法的不足，提供一种基于小试件的水泥稳定碎石干缩性能测试方法，本方法采用的测量工具为千分表，量程为0-1mm，精度为0.001mm；试件采用静压法成型，成型尺寸为50mm×50mm×210mm的梁式小试件。将成型好的试件在标准条件下养生6d后，浸入20℃的恒温水浴中养生1d，将表面水分擦干后，将6个相同试件中的3个放在支座上用千分表测量干缩变形，将另外3个放在相同条件下，每隔一定时间进行称重，以平均值进行计数。按照先后顺序包括以下步骤：
步骤一：确定水泥稳定级配及最佳含水率和最大干密度，确定水泥的剂量；
步骤二：依据级配中细集料的比例，推算出水泥砂浆试件中水泥的剂量；
步骤三：成型好的试件在标准条件下养生6d，最后1天浸入20℃的恒温水浴中养生；
步骤四：养生完之后，将表面水分擦干后至于干缩室中，将6个相同试件中的3个放在支座上用千分表测量干缩变形，将另外3个放在相同条件下，每隔一定时间进行称重，以平均值进行计数。
步骤五：由测得的失水率和干缩量来计算小试件干缩应变和干缩系数，进而来评价水泥稳定级配碎石的干缩性能。
具体实施方式
以下结合具体实例对本发明做进一步说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
水泥稳定碎石是一种半刚性基层材料，本文所采用的材料为废旧基层材料，材料包括取自京港澳某高速路段的废旧水泥稳定碎石材和0-5mm、5-10mm和10-20mm三档石灰岩新料。根据相关规范对上述材料以不同方式进行干缩试验。
本方法主要对石灰岩新料、二灰碎石旧料细集料和水泥、水拌合形成的水泥砂浆的干缩性能进行了评价。整体掺配方式下，3.5％的水泥剂量换算到水泥砂浆中为8.75％，5.5％的水泥剂量换算到水泥砂浆中为13.75％；另外设置水泥稳定石灰岩新料作为对照组。
实施例1
本组试验采用水稳碎石旧料细集料，整体掺配方式下，设计级配中的4.75mm以下细集料含量在40％左右，3.5％的水泥剂量换算到水泥砂浆中为8.75％，5.5％的水泥剂量换算到水泥砂浆中为13.75％；依据最大含水率和最大干密度成型试件，养生完后测得干缩实验结果如下表1-1：
表1-1水稳旧料砂浆的干缩试验结果
由结果可以得出，水稳碎石旧料砂浆干缩应变随着水泥剂量增加而减小，综合干缩应变和干缩系数来看，0-4.75mm细集料采用水稳碎石旧料的再生水泥稳定碎石宜选用的最佳水泥剂量在5.5％左右。
实施例2
作为对照组，本组试验采用新料细集料，整体掺配方式下，设计级配中的4.75mm以下细集料含量在40％左右，3.5％的水泥剂量换算到水泥砂浆中为8.75％，5.5％的水泥剂量换算到水泥砂浆中为13.75％；依据最大含水率和最大干密度成型试件，养生完后测得干缩实验结果如下表2-1：
表2-1新料砂浆的干缩试验结果
由结果可以得出，0-4.75mm细集料采用石灰岩新料的水泥稳定碎石宜选用的最佳水泥剂量在3.5％左右。

Claims (7)

1.一种基于小试件的水泥稳定碎石干缩性能测试方法的混合料，其特征在于包括下列质量配合比混合物。
2.一种基于小试件的水泥稳定碎石干缩性能测试方法，其特征在于包括如下具体步骤：
步骤一：确定水泥稳定级配及最佳含水率和最大干密度，确定水泥的剂量；
步骤二：依据级配中细集料的比例，推算出水泥砂浆试件中水泥的剂量与含水量；
步骤三：成型好的试件在标准条件下养生6d，最后1天浸入20℃的恒温水浴中养生；
步骤四：养生完之后，将表面水分擦干后至于干缩室中，将6个相同试件中的3个放在支座上用千分表测量干缩变形，将另外3个放在相同条件下，每隔一定时间进行称重，以平均值进行计数；
步骤五：由测得的失水率和干缩量来计算圆柱形试件干缩应变和干缩系数，进而来评价水泥稳定级配碎石的干缩性能。
3.如权利要求2所述的一种基于小试件的水泥稳定碎石干缩性能测试方法，其特征在于：步骤一中，由《公路路面基层施工技术细则》JTG/T F20—2015中的推荐级配确定水泥稳定碎石的级配，利用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTG E51—2009无机结合料稳定材料击实试验方法确定水泥稳定碎石最佳含水率和最大干密度，选定水泥剂量。
4.如权利要求2所述的一种基于小试件的水泥稳定碎石干缩性能测试方法，其特征在于：步骤二中，依据确定的水泥稳定碎石级配中细集料的比例，推算出成型水泥砂浆试件中水泥的剂量与含水量。
5.如权利要求2所述的一种基于小试件的水泥稳定碎石干缩性能测试方法，其特征在于：步骤三中，按照静压法制作试件，静压速率为1mm/min，将成型好的水泥砂浆试件套袋后放入标准养护箱养生，标准养护条件是T=20℃，湿度≥95%。
6.如权利要求2所述的一种基于小试件的水泥稳定碎石干缩性能测试方法，其特征在于：步骤四中，千分表的量程为0-1mm，精度为0.001mm，试件养生完后擦干表面水，至于干缩室，干缩室温度为20℃±1℃，相对湿度为60%±5%，用支架将两千分表架在试件顶面某一直径位置的两端。
7.如权利要求2所述的一种基于小试件的水泥稳定碎石干缩性能测试方法，其特征在于：步骤五中，经试验测得的数据按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTG E51—2009中式（T 0854-1）~式（T 0854-5）处理。
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