[發明專利]一種確定水泥穩定碎石干縮系數的方法

有效

• 申請號: 201810123885.2
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108646006B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 李林濤;徐世法;李鐵成;胡超峰;吳禹;朱大治;王曉曉;王瑞濤
• 申請（專利權）人: 河南中原高速公路股份有限公司新登分公司;北京建筑大學
• 主分類號: G01N33/42
• 分類號: G01N33/42
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 陳常美

本發明涉及一種確定水泥穩定碎石干縮系數的方法，按照先后順序包括如下步驟：步驟一：確定水泥穩定碎石級配及最佳含水率和最大干密度，確定水泥的劑量；步驟二：計算水泥砂漿試件中水泥的劑量與含水量；步驟三：制作試件，成型好的水泥砂漿試件進行養生；步驟四：養生完之后，置于干縮室中測量干縮量和失水率；步驟五：由測得的失水率和干縮量來計算泥砂漿試件干縮應變和干縮系數，評價水泥穩定級配碎石的干縮性能。

技術領域

本發明屬于交通土建工程技術領域，涉及一種確定水泥穩定碎石干縮系數的方法。

背景技術

水泥穩定碎石基層具有強度較高、承載力大、抗疲勞性能良好等特點，在我國道路路面建設中大量采用，據統計，我國近二十年來，新建的高等級公路和城市主干道路面基層及底基層采用水泥穩定碎石的比例高達2/3以上。

水泥穩定碎石基層材料的缺點是抗變形能力低、脆性大，易因失水干縮和溫度收縮產生裂縫。這種裂縫在路面使用期內會反射到瀝青面層，從而造成路面的結構使用性能惡化。如何控制水泥穩定碎石基層材料的開裂，保證其路用性能耐久、穩定，成為當前亟待解決的問題。

干縮是指半剛性基層材料因內部水分變化而引起體積收縮現象。一般認為：由于蒸發和混合料內部的水化作用，混合料的水分會不斷減少，進而導致毛細管作用、吸附作用、分子間力作用等引起半剛性材料產生體積收縮。當干縮變形嚴重時會產生網裂、龜裂，以后會進一步發展呈裂縫。

影響水泥干縮性的主要因素是水泥的礦物成分和水泥的細度。在水泥熟料當中，以C₃A干縮性最大，以C₄AF干縮性最小。在水泥穩定材料當中引起干縮現象的基本原理為水的蒸發而發生的毛細管張力、層間水、吸附水及分子間力以及碳化脫水等作用。水分減少程度越大，減少速度越快，產生的干縮應力就越大。

覃峰研究橡膠粉水泥穩定碎石基層的抗裂性能，通過壓力機成型Φ100mm×400mm圓柱體試件，每組試件4個，其中2個試件用于測試收縮變形，2個試件用于測試含水量變化。試件脫模養生后測試隨暴露時間增長試件的干縮變形和失水率。

孫兆輝針對水泥穩定碎石基層在濕度變化時易產生干縮裂縫這一缺陷，展開了相關試驗研究。采用靜壓成型方法制備尺寸為Φ150mm×150mm的圓柱體試件，試件從試模內脫出并稱量后，立即用塑料薄膜包裹，養生完后進行干縮對比試驗。

王艷針對水泥穩定碎石基層不可避免會產生收縮裂縫問題進行了試驗研究，混合料收縮性能與失水率、溫度、水泥劑量、級配等因素之間的關系，其中干縮試驗在室溫條件下進行。成型梁式試件，尺寸為100mm×100mm×400mm，貼片上采用2片電阻應變片串連使用，以提高試驗精度。試驗開始后通過電腦控制數據采集，同時記錄參照試件的含水量變化。

顧善東就水泥穩定再生集料基層的收縮性能進行了實驗研究，提出采用高低溫濕交變試驗箱對其干燥收縮和溫度收縮性能進行試驗分析。室內試驗測試按最佳含水量、最大干密和98％壓實度采用靜壓法制作100mm×100mm×400mm的梁式試件，養生完畢后過測量不同時間的試件失水量變化和變形值來計算水穩基層材料的干燥收縮系數和溫度收縮系數。

劉朝暉針對不同級配類型的水泥穩定碎石底基層的路用性能進行了對比分析研究，通過擬定的3中不同的配合比進行性能驗證，其中干縮性能試驗按照最佳含水率和最大干密度和98％壓實度成型圓柱型試件，試驗中利用千分表在三角支架上測定試件的干縮量。將試件放在試驗室內，上、下面均需要整平，把千分表固定在其表面，在常溫下讓水分自由散失，每天稱試件的質量，直到水分散失完。

查旭東就抗裂型水泥穩定碎石配合比設計進行了研究，并對其性能進行驗證，其中干縮試驗采用100mm×100mm×400mm的梁式試件進行了2種級配水泥穩定碎石混合料的干縮和溫縮試驗。