李裕振 楊建明 馬勇 劉建亮 伊力夏提·艾爾肯
摘 要 以新疆地區(qū)最具代表性的水泥穩(wěn)定砂礫半剛性基層為研究對(duì)象,通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)分析總結(jié)了聚酯纖維的含量和長(zhǎng)度對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律,結(jié)果表明:聚酯纖維含量約1‰的水泥穩(wěn)定砂礫的抗彎拉強(qiáng)度較優(yōu)于其他參量,長(zhǎng)度約6 mm的聚酯纖維水泥穩(wěn)定砂礫的抗彎拉強(qiáng)度較優(yōu)于其他長(zhǎng)度。
關(guān)鍵詞 聚酯纖維;水泥穩(wěn)定砂礫;半剛性基層;抗彎拉強(qiáng)度
中圖分類(lèi)號(hào):U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)06-0038-02
水泥穩(wěn)定砂礫是新疆地區(qū)使用最為廣泛、經(jīng)濟(jì)較為合理的道路工程半剛性基層材料。然而,水泥穩(wěn)定砂礫容易收縮開(kāi)裂使其作為半剛性基層的整體性下降,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大為削弱,從而影響道路的使用質(zhì)量和使用壽命。聚酯纖維材料是綜合性能最優(yōu)的軟纖維之一,其強(qiáng)度高、延伸度適中、回彈性能較好、并且耐酸、耐微生物、耐蝕能力優(yōu)異。國(guó)內(nèi)外對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫摻加聚酯纖維以改善其性能進(jìn)行了較多的研究,并取得了一定的成果?;诖?,本文以新疆地區(qū)最具代表性的水泥穩(wěn)定砂礫半剛性基層為研究對(duì)象,分析總結(jié)聚酯纖維的含量和長(zhǎng)度對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律,對(duì)促進(jìn)新疆地區(qū)聚酯纖維半剛性基層的廣泛應(yīng)用,改善公路和城市道路的使用質(zhì)量,延長(zhǎng)其使用壽命具有很好的現(xiàn)實(shí)意義。
1 原材料
1)水泥:采用普通32.5#硅酸鹽水泥。
2)聚酯纖維:見(jiàn)表1。
3)集料礦料級(jí)配:砂礫石材料取自烏魯木齊附近料場(chǎng)的常見(jiàn)材料(表2)。
4)水:采用烏魯木齊市城市自來(lái)水。
2 試驗(yàn)方法
2.1 試驗(yàn)過(guò)程
采用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī),100 mm×100 mm×400 mm尺寸的梁式試件進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)分別按纖維含量為0‰、0.5‰、1‰、2‰、4‰、6‰分組,采用振動(dòng)法成型的水泥穩(wěn)定砂礫試件。測(cè)定齡期90天的抗彎拉強(qiáng)度。各纖維含量分設(shè)10組平行實(shí)驗(yàn),以減小干擾,保證誤差在允許范圍之內(nèi)。
此外,由于絲狀纖維易聚團(tuán)且遇水后與礦料粘聚現(xiàn)象較為顯著,使得纖維不易與集料拌和均勻,對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大影響。故,本試驗(yàn)采用干拌法摻加聚酯纖維,以避免上述情況發(fā)生。具體步驟如下:1)按設(shè)計(jì)級(jí)配稱(chēng)量礦料并簡(jiǎn)單拌和至均勻;按試驗(yàn)設(shè)置加入聚酯纖維,與集料充分拌和使纖維均勻分布;3)摻加水泥并充分拌和均勻;4)加入水并快速拌和至無(wú)液態(tài)水流動(dòng)狀態(tài),裝入準(zhǔn)備好的試模振動(dòng)成型試件。
試驗(yàn)操作過(guò)程具體如下:1)試件檢查,在跨長(zhǎng)1/3的受拉區(qū)域內(nèi)不得有深度超過(guò)2 mm、直徑7 mm以上的表面孔洞;2)試件安放在試驗(yàn)機(jī)支座上,按三分點(diǎn)加荷的規(guī)定安置支座、壓頭位置,間距尺寸的偏差控制在1 mm內(nèi)。試件安放好后開(kāi)動(dòng)試驗(yàn)機(jī),在壓頭接近試件時(shí),調(diào)整壓頭和支座達(dá)到接觸均衡的要求;3)以0.02 MPa/s加荷速度連續(xù)均勻加載,直至試件破壞,停止加載。記錄荷載和形變狀況。
2.2 試驗(yàn)結(jié)果
按上述試驗(yàn)方法測(cè)得試件抗彎拉強(qiáng)度見(jiàn)表3。
3 聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫強(qiáng)度的影響規(guī)律
圖1纖維含量對(duì)抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律,可見(jiàn)摻加纖維的抗彎拉強(qiáng)度明顯強(qiáng)于未摻加的,且各纖維長(zhǎng)度的抗彎拉強(qiáng)度隨纖維摻量的變化有一個(gè)明顯的峰值,峰值時(shí)纖維含量約1‰。圖2纖維長(zhǎng)度對(duì)抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律,可見(jiàn)6 mm長(zhǎng)度聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫的抗彎拉強(qiáng)度的增強(qiáng)效果較優(yōu)其他長(zhǎng)度。
由此可見(jiàn),水泥穩(wěn)定砂礫摻加聚酯纖維對(duì)其性能有明顯的改善,抗彎拉強(qiáng)度明顯的增強(qiáng)。1‰含量6 mm長(zhǎng)聚酯纖維,對(duì)水泥穩(wěn)定沙礫抗彎拉強(qiáng)度的增強(qiáng)最為有利,增強(qiáng)約1.58倍。
圖1 纖維含量對(duì)抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律
圖2 纖維長(zhǎng)度對(duì)抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律
4 結(jié)論
聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫的強(qiáng)度增強(qiáng)效果,隨著聚酯纖維含量的增加變化是,先上升后下落,在聚酯纖維含量約1‰時(shí)出現(xiàn)峰值。較不含纖維、6 mm纖維、12 mm纖維得出,試件強(qiáng)度隨纖維長(zhǎng)度的變化也成一定的規(guī)律性,6 mm聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫強(qiáng)度增強(qiáng)效果最佳。建議,新疆地區(qū)水泥穩(wěn)定砂礫半剛性基層的道路工程中,選用6 mm聚酯纖維,摻量1‰為宜。
項(xiàng)目基金
聚酯纖維水泥穩(wěn)定砂礫強(qiáng)度試驗(yàn)研究,項(xiàng)目類(lèi)別:新疆大學(xué)2013年度大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。
參考文獻(xiàn)
[1]尚志剛,魏宏.聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度影響規(guī)律研究[J].中外公路,2012,32(2).
[2]徐秀維.聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定碎石抗彎拉性能影響的試驗(yàn)研究[J].中外公路,2012,32(6).
[3]付春梅,施小明.聚酯纖維水泥穩(wěn)定碎石抗裂性能試驗(yàn)研究[J].路基工程,2012(3).endprint
摘 要 以新疆地區(qū)最具代表性的水泥穩(wěn)定砂礫半剛性基層為研究對(duì)象,通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)分析總結(jié)了聚酯纖維的含量和長(zhǎng)度對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律,結(jié)果表明:聚酯纖維含量約1‰的水泥穩(wěn)定砂礫的抗彎拉強(qiáng)度較優(yōu)于其他參量,長(zhǎng)度約6 mm的聚酯纖維水泥穩(wěn)定砂礫的抗彎拉強(qiáng)度較優(yōu)于其他長(zhǎng)度。
關(guān)鍵詞 聚酯纖維;水泥穩(wěn)定砂礫;半剛性基層;抗彎拉強(qiáng)度
中圖分類(lèi)號(hào):U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)06-0038-02
水泥穩(wěn)定砂礫是新疆地區(qū)使用最為廣泛、經(jīng)濟(jì)較為合理的道路工程半剛性基層材料。然而,水泥穩(wěn)定砂礫容易收縮開(kāi)裂使其作為半剛性基層的整體性下降,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大為削弱,從而影響道路的使用質(zhì)量和使用壽命。聚酯纖維材料是綜合性能最優(yōu)的軟纖維之一,其強(qiáng)度高、延伸度適中、回彈性能較好、并且耐酸、耐微生物、耐蝕能力優(yōu)異。國(guó)內(nèi)外對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫摻加聚酯纖維以改善其性能進(jìn)行了較多的研究,并取得了一定的成果。基于此,本文以新疆地區(qū)最具代表性的水泥穩(wěn)定砂礫半剛性基層為研究對(duì)象,分析總結(jié)聚酯纖維的含量和長(zhǎng)度對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律,對(duì)促進(jìn)新疆地區(qū)聚酯纖維半剛性基層的廣泛應(yīng)用,改善公路和城市道路的使用質(zhì)量,延長(zhǎng)其使用壽命具有很好的現(xiàn)實(shí)意義。
1 原材料
1)水泥:采用普通32.5#硅酸鹽水泥。
2)聚酯纖維:見(jiàn)表1。
3)集料礦料級(jí)配:砂礫石材料取自烏魯木齊附近料場(chǎng)的常見(jiàn)材料(表2)。
4)水:采用烏魯木齊市城市自來(lái)水。
2 試驗(yàn)方法
2.1 試驗(yàn)過(guò)程
采用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī),100 mm×100 mm×400 mm尺寸的梁式試件進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)分別按纖維含量為0‰、0.5‰、1‰、2‰、4‰、6‰分組,采用振動(dòng)法成型的水泥穩(wěn)定砂礫試件。測(cè)定齡期90天的抗彎拉強(qiáng)度。各纖維含量分設(shè)10組平行實(shí)驗(yàn),以減小干擾,保證誤差在允許范圍之內(nèi)。
此外,由于絲狀纖維易聚團(tuán)且遇水后與礦料粘聚現(xiàn)象較為顯著,使得纖維不易與集料拌和均勻,對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大影響。故,本試驗(yàn)采用干拌法摻加聚酯纖維,以避免上述情況發(fā)生。具體步驟如下:1)按設(shè)計(jì)級(jí)配稱(chēng)量礦料并簡(jiǎn)單拌和至均勻;按試驗(yàn)設(shè)置加入聚酯纖維,與集料充分拌和使纖維均勻分布;3)摻加水泥并充分拌和均勻;4)加入水并快速拌和至無(wú)液態(tài)水流動(dòng)狀態(tài),裝入準(zhǔn)備好的試模振動(dòng)成型試件。
試驗(yàn)操作過(guò)程具體如下:1)試件檢查,在跨長(zhǎng)1/3的受拉區(qū)域內(nèi)不得有深度超過(guò)2 mm、直徑7 mm以上的表面孔洞;2)試件安放在試驗(yàn)機(jī)支座上,按三分點(diǎn)加荷的規(guī)定安置支座、壓頭位置,間距尺寸的偏差控制在1 mm內(nèi)。試件安放好后開(kāi)動(dòng)試驗(yàn)機(jī),在壓頭接近試件時(shí),調(diào)整壓頭和支座達(dá)到接觸均衡的要求;3)以0.02 MPa/s加荷速度連續(xù)均勻加載,直至試件破壞,停止加載。記錄荷載和形變狀況。
2.2 試驗(yàn)結(jié)果
按上述試驗(yàn)方法測(cè)得試件抗彎拉強(qiáng)度見(jiàn)表3。
3 聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫強(qiáng)度的影響規(guī)律
圖1纖維含量對(duì)抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律,可見(jiàn)摻加纖維的抗彎拉強(qiáng)度明顯強(qiáng)于未摻加的,且各纖維長(zhǎng)度的抗彎拉強(qiáng)度隨纖維摻量的變化有一個(gè)明顯的峰值,峰值時(shí)纖維含量約1‰。圖2纖維長(zhǎng)度對(duì)抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律,可見(jiàn)6 mm長(zhǎng)度聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫的抗彎拉強(qiáng)度的增強(qiáng)效果較優(yōu)其他長(zhǎng)度。
由此可見(jiàn),水泥穩(wěn)定砂礫摻加聚酯纖維對(duì)其性能有明顯的改善,抗彎拉強(qiáng)度明顯的增強(qiáng)。1‰含量6 mm長(zhǎng)聚酯纖維,對(duì)水泥穩(wěn)定沙礫抗彎拉強(qiáng)度的增強(qiáng)最為有利,增強(qiáng)約1.58倍。
圖1 纖維含量對(duì)抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律
圖2 纖維長(zhǎng)度對(duì)抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律
4 結(jié)論
聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫的強(qiáng)度增強(qiáng)效果,隨著聚酯纖維含量的增加變化是,先上升后下落,在聚酯纖維含量約1‰時(shí)出現(xiàn)峰值。較不含纖維、6 mm纖維、12 mm纖維得出,試件強(qiáng)度隨纖維長(zhǎng)度的變化也成一定的規(guī)律性,6 mm聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫強(qiáng)度增強(qiáng)效果最佳。建議,新疆地區(qū)水泥穩(wěn)定砂礫半剛性基層的道路工程中,選用6 mm聚酯纖維,摻量1‰為宜。
項(xiàng)目基金
聚酯纖維水泥穩(wěn)定砂礫強(qiáng)度試驗(yàn)研究,項(xiàng)目類(lèi)別:新疆大學(xué)2013年度大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。
參考文獻(xiàn)
[1]尚志剛,魏宏.聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度影響規(guī)律研究[J].中外公路,2012,32(2).
[2]徐秀維.聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定碎石抗彎拉性能影響的試驗(yàn)研究[J].中外公路,2012,32(6).
[3]付春梅,施小明.聚酯纖維水泥穩(wěn)定碎石抗裂性能試驗(yàn)研究[J].路基工程,2012(3).endprint
摘 要 以新疆地區(qū)最具代表性的水泥穩(wěn)定砂礫半剛性基層為研究對(duì)象,通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)分析總結(jié)了聚酯纖維的含量和長(zhǎng)度對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律,結(jié)果表明:聚酯纖維含量約1‰的水泥穩(wěn)定砂礫的抗彎拉強(qiáng)度較優(yōu)于其他參量,長(zhǎng)度約6 mm的聚酯纖維水泥穩(wěn)定砂礫的抗彎拉強(qiáng)度較優(yōu)于其他長(zhǎng)度。
關(guān)鍵詞 聚酯纖維;水泥穩(wěn)定砂礫;半剛性基層;抗彎拉強(qiáng)度
中圖分類(lèi)號(hào):U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)06-0038-02
水泥穩(wěn)定砂礫是新疆地區(qū)使用最為廣泛、經(jīng)濟(jì)較為合理的道路工程半剛性基層材料。然而,水泥穩(wěn)定砂礫容易收縮開(kāi)裂使其作為半剛性基層的整體性下降,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大為削弱,從而影響道路的使用質(zhì)量和使用壽命。聚酯纖維材料是綜合性能最優(yōu)的軟纖維之一,其強(qiáng)度高、延伸度適中、回彈性能較好、并且耐酸、耐微生物、耐蝕能力優(yōu)異。國(guó)內(nèi)外對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫摻加聚酯纖維以改善其性能進(jìn)行了較多的研究,并取得了一定的成果?;诖?,本文以新疆地區(qū)最具代表性的水泥穩(wěn)定砂礫半剛性基層為研究對(duì)象,分析總結(jié)聚酯纖維的含量和長(zhǎng)度對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律,對(duì)促進(jìn)新疆地區(qū)聚酯纖維半剛性基層的廣泛應(yīng)用,改善公路和城市道路的使用質(zhì)量,延長(zhǎng)其使用壽命具有很好的現(xiàn)實(shí)意義。
1 原材料
1)水泥:采用普通32.5#硅酸鹽水泥。
2)聚酯纖維:見(jiàn)表1。
3)集料礦料級(jí)配:砂礫石材料取自烏魯木齊附近料場(chǎng)的常見(jiàn)材料(表2)。
4)水:采用烏魯木齊市城市自來(lái)水。
2 試驗(yàn)方法
2.1 試驗(yàn)過(guò)程
采用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī),100 mm×100 mm×400 mm尺寸的梁式試件進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)分別按纖維含量為0‰、0.5‰、1‰、2‰、4‰、6‰分組,采用振動(dòng)法成型的水泥穩(wěn)定砂礫試件。測(cè)定齡期90天的抗彎拉強(qiáng)度。各纖維含量分設(shè)10組平行實(shí)驗(yàn),以減小干擾,保證誤差在允許范圍之內(nèi)。
此外,由于絲狀纖維易聚團(tuán)且遇水后與礦料粘聚現(xiàn)象較為顯著,使得纖維不易與集料拌和均勻,對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大影響。故,本試驗(yàn)采用干拌法摻加聚酯纖維,以避免上述情況發(fā)生。具體步驟如下:1)按設(shè)計(jì)級(jí)配稱(chēng)量礦料并簡(jiǎn)單拌和至均勻;按試驗(yàn)設(shè)置加入聚酯纖維,與集料充分拌和使纖維均勻分布;3)摻加水泥并充分拌和均勻;4)加入水并快速拌和至無(wú)液態(tài)水流動(dòng)狀態(tài),裝入準(zhǔn)備好的試模振動(dòng)成型試件。
試驗(yàn)操作過(guò)程具體如下:1)試件檢查,在跨長(zhǎng)1/3的受拉區(qū)域內(nèi)不得有深度超過(guò)2 mm、直徑7 mm以上的表面孔洞;2)試件安放在試驗(yàn)機(jī)支座上,按三分點(diǎn)加荷的規(guī)定安置支座、壓頭位置,間距尺寸的偏差控制在1 mm內(nèi)。試件安放好后開(kāi)動(dòng)試驗(yàn)機(jī),在壓頭接近試件時(shí),調(diào)整壓頭和支座達(dá)到接觸均衡的要求;3)以0.02 MPa/s加荷速度連續(xù)均勻加載,直至試件破壞,停止加載。記錄荷載和形變狀況。
2.2 試驗(yàn)結(jié)果
按上述試驗(yàn)方法測(cè)得試件抗彎拉強(qiáng)度見(jiàn)表3。
3 聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫強(qiáng)度的影響規(guī)律
圖1纖維含量對(duì)抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律,可見(jiàn)摻加纖維的抗彎拉強(qiáng)度明顯強(qiáng)于未摻加的,且各纖維長(zhǎng)度的抗彎拉強(qiáng)度隨纖維摻量的變化有一個(gè)明顯的峰值,峰值時(shí)纖維含量約1‰。圖2纖維長(zhǎng)度對(duì)抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律,可見(jiàn)6 mm長(zhǎng)度聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫的抗彎拉強(qiáng)度的增強(qiáng)效果較優(yōu)其他長(zhǎng)度。
由此可見(jiàn),水泥穩(wěn)定砂礫摻加聚酯纖維對(duì)其性能有明顯的改善,抗彎拉強(qiáng)度明顯的增強(qiáng)。1‰含量6 mm長(zhǎng)聚酯纖維,對(duì)水泥穩(wěn)定沙礫抗彎拉強(qiáng)度的增強(qiáng)最為有利,增強(qiáng)約1.58倍。
圖1 纖維含量對(duì)抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律
圖2 纖維長(zhǎng)度對(duì)抗彎拉強(qiáng)度的影響規(guī)律
4 結(jié)論
聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫的強(qiáng)度增強(qiáng)效果,隨著聚酯纖維含量的增加變化是,先上升后下落,在聚酯纖維含量約1‰時(shí)出現(xiàn)峰值。較不含纖維、6 mm纖維、12 mm纖維得出,試件強(qiáng)度隨纖維長(zhǎng)度的變化也成一定的規(guī)律性,6 mm聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定砂礫強(qiáng)度增強(qiáng)效果最佳。建議,新疆地區(qū)水泥穩(wěn)定砂礫半剛性基層的道路工程中,選用6 mm聚酯纖維,摻量1‰為宜。
項(xiàng)目基金
聚酯纖維水泥穩(wěn)定砂礫強(qiáng)度試驗(yàn)研究,項(xiàng)目類(lèi)別:新疆大學(xué)2013年度大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。
參考文獻(xiàn)
[1]尚志剛,魏宏.聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度影響規(guī)律研究[J].中外公路,2012,32(2).
[2]徐秀維.聚酯纖維對(duì)水泥穩(wěn)定碎石抗彎拉性能影響的試驗(yàn)研究[J].中外公路,2012,32(6).
[3]付春梅,施小明.聚酯纖維水泥穩(wěn)定碎石抗裂性能試驗(yàn)研究[J].路基工程,2012(3).endprint