基于振动法的水泥稳定碎石强度设计标准-论文.pdf

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1、基于振动法的水泥稳定碎石强度设计标准董鑫，宋剑2，蒋应军。(1．陕西省交通运输厅基本建设工程质量监督站，陕西西安710075；2．陕西省交通建设集团公司，陕西西安710075；3．长安大学，陕西西安710064)摘要：强度标准影响水泥稳定碎石组成尤其是水泥剂量，而水泥剂量直接影响水泥稳定碎石强度与抗裂性能，强度不足导致基层疲劳断裂，抗裂性能不足导致基层产生温缩或干缩裂缝。水泥稳定碎石压实方式不同，其压实效果与力学强度也不同。目前实验室内重型击实与静压成型方式(QSCM)制备试件研究和评价水泥稳定碎石路用性能，而现场实际则普遍采用振

2、动碾压方式压实水泥稳定碎石基层。为此，在验证实验室内试件垂直振动压实方法(VVCM)可靠性基础上，采用VVCM水泥稳定碎石力学参数分析了施工期和运营期水泥稳定碎石的荷栽响应和疲劳累积损伤，提出了控制疲劳断裂的水泥稳定碎石强度标准。结果表明：VVCM试件与现场芯样的无侧限抗压强度基本吻合；VVCM试件7天无侧限抗压强度是QSCM试件的2．3倍；建议水泥稳定碎石7天无侧限抗压强度《7．0MPa；水泥稳定碎石静压法及其相应强度标准不适宜于材料设计。关键词：道路工程；水泥稳定碎石；振动法；强度控制标准中图分类号：U416．212；TU50

3、2．6文献标识码：B本文在讨论水泥稳定碎石VVCM可靠性的基础稳定碎石最大干密度的振动击实时间为100s，成型试上，采用VVCM水泥稳定碎石力学参数和疲劳特性，件的振动时间为75s。以防止施工期一次性荷载作用下极限破坏和施工期与为了验证VVCM的可靠性，在榆绥高速公路上运营期荷载反复作用下水泥稳定碎石疲劳破坏为控制对比研究了水泥稳定碎石现场芯样和VVCM试件与标准，开展水泥稳定碎石强度标准研究，具有现实QSCM试件的强度，结果见表2，水泥剂量为3．5％、意义。骨架密实级配。表中R为芯样强度、为VVCM试件强度和R为QSCM试件强度

4、。1水泥稳定碎石VVCM可靠性表2不同方式成型的试件强度与芯样强度1．1试验用原材料及矿料级配(1)原材料水泥：陕西尧柏牌P．032．5缓凝水泥，技术指标略。集料：山西柳林石料厂的石灰岩，技术指标略。(2)矿料级配采用悬浮密实级配范围中值和骨架密实级配，见表1。表1水泥稳定碎石级配通过下列筛孔尺寸／mm的质量百分率／％级配类型31．519．o9．54．752．360．60．0751．2VVCM及可靠性VVCM：基本参数为激振力7．6kN、名义振幅由表2数据可知，VVCM试件强度平均为芯样强1．2ram、工作重量为3kN、工作频率3

5、0Hz，确定水泥度的0．93倍，QSCM试件强度平均为芯样强度的2012年9期(总第93期)390．39倍。证明VVCM试件用于研究水泥稳定碎石力度：石灰岩：R=1．43MPa；花岗岩：R=学性能更具有代表性和可靠性。1．15MPa；砂岩：R=0．57MPa；A、B为回归系222222211．3与静压法对比765432l298数7，与岩性有关：石灰岩：A=0．291，B=0．735；水泥稳定碎石VVCM试件与QSCM试件的无侧花岗岩：A=0．247，B=0．887；砂岩：A=0．290，限抗压强度比值r与龄期之间关系见图1。图中X

6、M、B=0．769。GM分别是指悬浮密实级配和骨架密实级配，后面数(3)水泥稳定碎石7天劈裂强度尺与7天抗压字是指水泥剂量(％)。图1表明，水泥稳定碎石强度之间关系符合式(3)。~VCM试件的抗压强度比QSCM试件的要高，两者比R=A·R(3)值在早期(28天龄期之前)随龄期而不断增大，其中3天龄期为2．0，7天龄期为2．3，l4天龄期为式中：A为回归系数，与岩性有关：石灰岩：A=l0．73；花岗岩：A=10．95；砂岩：A=13．2。2．4；28天龄期之后，两者比值基本稳定，约2．55。(4)水泥稳定碎石弯拉强度与劈裂强度R存在

7、如下关系。R=1．4Ri(4)—◆一XM2．O—●}一XM2．5—☆一XM3．0(5)假设各龄期水泥稳定碎石疲劳方程均符合—，_一XM3．5—∈_一XM4．0—_-—XM4．5式(5)。—+一XM5．0一GM2，0一GM2．5—_c—GM3．O—_E}一GM35—广_一GM4．0lgS=一0．0431gN(5)—*一GM4．5—一GM5O3控制开裂破坏的水泥稳定碎石强度标准0142842567O849811212614O154168182T／d当水泥稳定碎石(底)基层养生时间不足、开图lrJ—之间关系放交通过早时，在施工运输车辆作

8、用下极有可能造成水泥稳定碎石早期疲劳断裂，甚至是一次性荷载作用2基于VVCM的水泥稳定碎石力学参数下的极限断裂。其次，施工期间，水泥稳定碎石基层已有研究证明：水泥稳定碎石力学参数随龄期在施工车辆反复作用下，由于材料微结构的局部不均增加而呈幂函数增长