水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治研究_pdf

水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治研究_pdf
VIP全站资料免积分下载
立即下载
同类资料根据编号标题搜索
文档
仅供个人学习
反馈
标准编号:
文件类型:.rar
资源大小:225.37 KB
标准类别:交通标准
资源ID:407119
VIP资源

标准规范下载简介和部分内容预览:

水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治研究_pdf

水泥稳定碎石基层作为道路工程中的重要组成部分,其收缩裂缝问题一直是研究的重点。收缩裂缝不仅影响道路的平整度和美观性,还会降低结构的整体强度与耐久性,进而缩短道路使用寿命。因此,对水泥稳定碎石基层收缩裂缝的防治进行深入研究具有重要意义。

水泥稳定碎石基层收缩裂缝主要由干缩、温缩及塑性收缩引起。干缩是由于水分蒸发导致材料体积收缩;温缩则与温度变化引起的热胀冷缩效应有关;而塑性收缩发生在材料尚未硬化时,尤其是在高温、低湿度环境下。这些因素相互作用,加剧了裂缝的产生和发展。

针对收缩裂缝的防治措施主要包括以下几个方面:首先,优化混合料配合比设计,合理控制水泥用量和水灰比,以减少干缩和温缩效应;其次,改善骨料级配,选择合适的集料类型和粒径分布,增强基层的整体稳定性;再次,加强施工过程控制,如严格控制含水量、压实度以及施工环境条件,避免过高或过低的温度和湿度对材料性能的影响;最后,采取有效的养护措施,保持基层表面湿润,延缓水分蒸发速度,从而降低干缩风险。

此外,新型材料和技术的应用也为裂缝防治提供了新思路。例如,添加抗裂纤维、改性剂等外加剂可显著提高材料的抗裂性能。通过综合运用上述方法,可以有效减少水泥稳定碎石基层收缩裂缝的发生,为道路工程的质量提升提供保障。

、半刚性材科的选取 本论文以水泥稳定碎石作为研究对象。首先研究不同级配水泥稳定碎石基层材料的干缩、温缩 陈融、强度等特性2221.某电厂脱硫安装工程施工组织设计,为此采用了两种不同级配:一种是采用规范推荐的级配中值即悬浮结构的级配: 另外一种是骨架密实结构。 二、原材料的采集 考虑试验用材料与试验路实际情况相近,所以水泥与碎石均来自本标段工地料场。 三、原材料的性质分析 (一)集料的物理力学性质; (二)水泥的物理力学性质 以上各项目的分析均按照规范标准进行。

不同龄期半刚性材料的无侧限抗压强度、模量以及劈裂强度、冻融强度和抗拉强度试验 不同龄期半刚性材料的干缩、温缩性质的试验; 90天龄期的疲劳试验。

通过材料配合比设计获得最佳抗裂性能的半刚性材料,以其作为基层材料可以大大减轻其开裂 率;但材料毕竞不可避免存在热胀冷缩性,亦即在温度变化的情况下基层不可避免地会产生一定数 量的裂缝,因此我们在通过配合比设计减少材料收缩系数的同时,也需要采取相应的一些工程措施 以进一步减少基层的开裂率;或者使已开裂的基层裂缝只“停留”在基层不使其反射到面层上来。 14政政江

一、修建方案 (一)不同级配基层的抗裂性能 分别采用室内试验的两种级配在已选定的试验段上进行铺筑,同时与生产路段对比。 (二)基层设置预锯缝 对已经铺筑完成的碎石基层进行预锯缝,并对缝隙进行填缝处理。 二、通过路况调查获得水泥稳定碎石基层材料试验路段裂缝状况资料,用以验证试验结果及理 论分析。

1半刚性基层材料物理力学指标测

根据交通部标准和试验规程进行室内试验。 采用重型击实标准确定混合料的最大干密度和最佳含水量。 测定无侧限抗压强度Re,间接抗拉强度(劈裂强度Ri)和抗压回弹模量。 在MTS850材料试验机上,采用三分点加载测试。用电测法进行加载卸载测试模量。计算抗弯 拉强度Rw抗弯拉模量Ew

疲劳试验在MTS850材料试验机上进行。采用交变荷载进行疲劳试验,更好地模拟半刚性基层 在随机动载下的挠曲状态,试验分静力试验和疲劳试验。

试验在MTS850材料试验机上进行。采用交变荷载进行疲劳试验,更好地模拟半刚性基层 载下的挠曲状态,试验分静力试验和疲劳试验。 半刚性材料收缩系数测定 系数和干缩收缩系数均采用电测法测定,委托平顶山市工学院试验室进行。

2.2.2半刚性材料收缩系数测定

本节通过对原材料的物理、化学性质进行试验分析,以便了解并掌握原材料的基本性能,为 步对试验结果进行理论分析提供依据

3.2.1集料级配确定方法

劈裂强度随龄期变化规律

水泥稳定碎石材料的劈裂强度随龄期的变化规律基本上与无侧限抗压强度增长规律一致,在此 不再整述。

参考有关资料,水泥稳定碎石材料强度增长规律解释如下: 水泥稳定碎石基层材料强度主要由骨料与骨料间嵌挤作用、水泥水化产物以及水泥与骨料间作 用所决定。一旦其级配选定其强度就主要决定于水泥水化产物。由于硅酸盐水泥熟料中的四种矿物 尤其是CA、CS反应速度较快,而且CsS是硅酸盐水泥中最主要的矿物成分,含量一般在40%左右, CS水化产物对水泥早期强度和后期强度起主要作用;CsA含量不高,但是反应速度最快,其含量决 定水泥凝结速度和释热量,对水泥早期强度起一定作用;CS在硅酸盐水泥中含量约为35%,亦为主 要矿物,其遇水反应速度最慢,水化热也较低,对水泥早期强度贡献较小,但对水泥后期强度起重 要作用;CAF通常含量为10%,遇水反应较快,水化热较高,但是其强度较低,对抗弯拉强度起重 要作用。正是因为水泥熟料中这四种矿物含量不同、水化速度不同作用下,水泥类基层材料在初期 强度增长表现为较快,往后强度增长逐渐减缓。另外同是水泥稳定碎石材料其强度增长规律虽相同, 但A组曲线高于B组,这是因为A组是骨架密实结构,其矿物间嵌挤作用明显,而且孔隙少,所以 表现为强度高于B组。 而且在冻融循环反复作用下半刚性基层材料强度会逐渐下降,产生薄弱面,甚至在薄弱面发生 开裂破坏。因此选择抗冻性能良好的材料作基层在一定程度上可以缓解基层开裂破坏的发生

组成半刚性材料的三个相,即不同矿物颗粒组成的固相、液相和气相在降温过程中相互作用的 结果使半刚性材料产生体积收缩,即温度收缩。就组成固相的矿物颗粒而言,原材料中砂砾以上颗 粒的温度收缩系数较小,而粉粒以下的颗粒,特别是粘土矿物的温缩系数较大。粘土与其他胶体颗 粒的温度收缩性能与其扩散层厚度成正比。半刚性材料中胶结物各矿物有较大的温度收缩性。存在 于半刚性材料内部的较大孔隙、毛细孔和凝胶孔中的水通过“扩张作用”、“表面张力作用”和“冰 冻作用”三个过程,对半刚性材料的温度收缩性将产生极大的影响,使半刚性材料在干燥和饱水状 态下有较小的温度收缩值,而在一般含水量下有较大的温度收缩值,

4.2.1温缩性与龄期的关系

半刚性材料的温缩系数α:随龄期的变化有以下特点:风干状态半刚性材料的温缩系数随龄期 加而不断增长,龄期≤7天时,α:增长幅度较小;龄期>7天时,α增长幅度较大;水泥稳定 料在龄期>28天后,a增长率变小。

建筑工程安全防护施工方案4.2.2温缩系数随温度的变化关系

不同级配的水泥稳定碎石的温度收缩系数在试验温度区间(10℃~60℃)内表现出随温度的变化 明显平缓,在0℃附近达到最小值;而在区间(0°℃~10℃)表现出随温度下降而急剧增大。 经试验和分析,可得到以下结论: 一、在混合料组成材料相同情况下,骨架密实结构稳定类材料平均温缩系数<悬浮结构稳 定类材料平均温缩系数。 二、混合料温缩系数与混合料最大干密度有一定的关系,干密度大的混合料其温缩系数相 对来说就较小,而干密度小的混合料其温缩系数就相对来说较大。譬如A(2.38g/cm)>B(2.31g/cm), 而其温度收缩系数大小顺序为B>A。 试验路段也证明采用密实骨架结构的水泥稳定碎石作基层时,其开裂率明显小于用悬浮结构水 泥稳定碎石作的基层。因此在采用水泥稳定碎石作基层时,应尽量采用骨架密实结构,以减少混合 料的收缩性,使混合料可能产生的收缩裂缝减到最小。

水泥与各种粗细集料经水拌和,碾压后,由于蒸发和混合料内部发生水化作用,混合料的水分 会不断减少。由于水的减少而发生毛细管作用、吸附作用、分子间作用、材料矿物晶体或凝胶体间 层间水的作用和碳化作用等会引起半刚性材料产生体积收缩。半刚性材料产生干缩的程度或干缩性 的大小与材料类型及物理化学性质、矿物成分、配比、材料的强度及含水量和环境条件有密切关系, 本节对不同龄期下水泥稳定碎石(A组和B组)进行干缩试验,分析半刚性材料的干缩的发展规律 得到以下结论:

4.3.1于缩性随含水量的变化规律

半刚性材料的干燥收缩是由于其内部含水量的变化而引起整体宏观体积收缩的现象。因此含水 量是影响半刚性材料干燥收缩最重要的因素,它影响着材料的干缩程度和规律。 由试验和理论分析可知,适当控制含水量,可以控制收缩值的变化,所以在半刚性基层施工中 严格控制各原材料的含水量是提高基层抗干燥收缩开裂性能的重要措施之一

根据试验可以得出如下结论: 对于温缩抗裂系数: 密实骨架结构水泥稳定碎石>悬浮结构水泥稳定碎石。 对于干缩抗裂系数: 密实骨架结构水泥稳定碎石>悬浮结构水泥稳定碎石

密实骨架结构的A组之所以疲劳性能优于同类材料B组悬浮结构超高层办公楼地下室防水施工方案,也就是因为其 纹或孔洞少

第四章通过材料的合理组成,采用密实骨架级配,提高了水泥稳定碎石材料的路用性能,尤其是 抗裂性能的提高,大大减轻了基层收缩裂缝。为了进一步减少或消除基层裂缝,在做好结构组合与 材料组成设计的同时,本章从工程技术措施方面进行了防裂措施的探讨。 为了探讨半刚性基层裂缝的防治方法,我们参照水泥混凝土路面裂缝设置锯缝的原理,在基层上 用切割机进行切割,设置预锯缝,且设法让这种裂缝“停留”在基层本身,而不反射到面层。而要 使这种裂缝只“停留”在基层,必须要对预锯缝进行处理,采用沥青材料进行填缝,效果明显。

对基层进行预锯缝处理的目的:一是延长基层裂缝间距;二是可以减少沥青面层龟裂、网裂、 坑槽等病害,这是因为基层预锯缝缝隙处若预加处理,那么就可以防止基层裂缝反射到沥青面层上 来。 如何确定基层预锯缝的最大缩缝间距是基层预锯缝措施的主要内容。 预锯缝间距越小,接缝越多,不仅增加施工的复杂性,同时如果对基层预锯缝处理不当还容易 使面层产生反射裂缝,从而影响路面的整体强度。但是基层预锯缝过长也会带来一些问题:例如基 层的干缩、温缩及温度翘曲应力增大,增加了基层开裂的可能性等。通过试验和分析,确定合理预 锯缝间距对提高路面的使用质量也具有重要意义

©版权声明
相关文章