聚酯纤维对水泥碎石强度影响的试验研究

聚酯纤维对水泥碎石强度影响的试验研究（精选8篇）

篇1：聚酯纤维对水泥碎石强度影响的试验研究

聚酯纤维对水泥碎石强度影响的试验研究

为研究聚酯纤维的掺入对水泥碎石强度产生的`影响,通过试验获得水泥碎石抗压、劈裂强度随纤维掺量的变化规律,分析了聚酯纤维对水泥碎石强度影响的作用机理,提出基于强度指标的最佳纤维掺量.试验结果表明:劈裂强度比抗压强度对纤维掺量更为敏感,最佳纤维含量在0.70×10-3左右.

作 者：霍宏娟 徐博书 张素青 李金 HUO Hong-juan XU Bos-hu ZHANG Su-qing LI Jin 作者单位：霍宏娟,HUO Hong-juan(中煤西安设计工程有限责任公司,陕西,西安,710054)

徐博书,XU Bos-hu(大连理工大学,辽宁,大连,116024)

张素青,ZHANG Su-qing(长安大学,公路学院,陕西,西安,710054)

李金,LI Jin(中国矿业大学,建筑工程学院,江苏,徐州,221008)

刊 名：徐州建筑职业技术学院学报英文刊名：JOURNAL OF XUZHOU INSTITUTE OF ARCHITECTURAL TECHNOLOGY年，卷(期)：20099(2)分类号：U414关键词：聚酯纤维 水泥碎石 强度 作用机理

篇2：聚酯纤维对水泥碎石强度影响的试验研究

聚丙烯纤维和水泥对粘性土强度的影响及机理研究

选取聚丙烯纤维和水泥作为加固材料,在室内试验的基础上,研究了单独的纤维和水泥对粘性土强度的.影响及其的综合作用,分析了它们的作用机理.试验中,3种不同百分比(0.05%,0.15%和0.25%素土重)的纤维和两种不同百分比的(5%和8%素土重)水泥分别掺入到粘土试样中,配制了12组试样,进行了无侧限抗压试验.试验结果表明,纤维和水泥均能够提高土体的强度,纤维的加入改善了水泥土样的脆性破坏模式;纤维水泥土样的强度远远高于相同掺量下的纯纤维土和纯水泥的强度,甚至高于它们的强度之和.运用扫描电镜(SEM)从微观层次上分析了纤维和水泥加固粘性土的力学机理,发现纤维表面与土介质之间的粘结力和摩擦力对加固效果有直接影响.

作 者：唐朝生 施斌 高玮 TANG Chaosheng SHI Bin GAO Wei 作者单位：南京大学地球环境计算科学研究所,南京,210093刊 名：工程地质学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ENGINEERING GEOLOGY年，卷(期)：200715(1)分类号：P64关键词：纤维 水泥 加固 粘性土 SEM 微观结构 强度

篇3：水泥稳定碎石强度试验研究

1 水泥稳定碎石组成设计试验

1.1原材料试验

本次试验采用马陵山产325号水泥,主要技术指标如表1,从中可知其初凝时间在3h以上,终凝时间在6h以上,符合规定要求。对三种不同碎石集料分别进行筛分试验,颗粒组成情况如表2。

12级配设计

本次试验采用具有代表性的四种不同级配进行试验,从而可以对级配因素进行分析。第一种级配为工程级配,所采用的工程上一般通过图解法得出的合成级配;第二种是中值级配,采用规范所要求的级配范围中值所得的合成级配;第三种是偏上级配,采用规范中值与上边界值中的中值所得的合成级配;第四种是偏下级配,采用规范中值与下边界的中值所得的合成级配。由于本次采用的三种碎石集料26.5mm的通过百分率为100%,因此合成级配对315mm和26.5mm两种粒径没有考虑,且参考旧规范对19.0mm和9.5mm两档颗粒组成范围调整为88～99和57～77,其余不变,然后再对这两档颗粒取中值、偏上和偏下值。具体级配如表3。

13组成设计试验

分别对四种不同的级配采用4%,5%和6%的水泥剂量进行击实试验,测得最佳含水量和最大干密度,然后按照各自的最佳含水量制备试件,每组6个。试件在规定温度下保温养生6天,浸水24小时后进行无侧限抗压强度试验。实验结果如表4,其中R、R为均值和95%概率值,单位为Mpa,S为标准差。

2 级配影响因素规律

由表4,可以看到采用不同的级配,所得试件的强度也不同。其影响规律如下:

在同一水泥剂量水平下,采用不同的级配对强度的影响不显著,但是当级配和水泥剂量同时变化时,对强度的影响非常显著;在同一水泥剂量水平下,强度从大到小采用的级配依次为中值级配、工程级配、偏下级配和偏上级配。并且强度由采用中值级配到采用偏下级配的减小量比到采用偏上级配的减小量要小;随着水泥剂量的增加,级配因素对强度的影响越不明显。如在4%水泥剂量时,采用偏上级配比采用中值级配的强度小0.50Mpa,而水泥剂量在5%和6%时分别只为0.07Mpa和0.04Mpa。

3 结论

根据以上内容可得如下结论:

级配因素对强度的影响不显著,而水泥剂量因素以及级配和水泥剂量交互作用对强度的影响非常显著;在工程实践进行组成设计时,如果要对强度进行较大的调整,需要采用调整水泥剂量或同时采用调整级配和水泥剂量的方法:如果对强度只进行微调整,如往上提高时,可以采用在水泥剂量水平不变,将级配向中值级配靠拢或者向偏下级配靠拢的处理办法。

摘要：水泥稳定碎石的强度受众多因素影响。本文采取具有代表性的四种不同级配的碎石进行组成设计试验,对试验结果采用方差分析法来确定级配、水泥剂量以及二者交互作用对强度的影响程度,并着重分析了随着级配变化,强度的变化规律。

关键词：级配,水泥剂量,方差分析,强度

参考文献

[1]交通部,公路路面基层施工技术规范(JTJ034-2000).北京:人民交通出版社2000.6

篇4：水泥稳定碎石强度的影响因素研究

关键词：水泥稳定碎石；无侧限抗压强度；含水量

中图分类号：U416.214 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）14-0140-02

水泥稳定碎石主要是将水泥、级配碎石、水等原材料通过一定的拌合、摊铺、碾压并养生形成的一种材料。

由于水泥稳定碎石具有强度高、稳定性好、工程造价低等优点，所以被广泛应用于高速公路路面基层施工中，而且随着时间的推移，水泥稳定碎石的强度还会不断增加。水泥稳定碎石的强度主要通过无侧限抗压强度来控制，也是施工质量的控制依据。

同时，水泥稳定碎石基层也存在着一些本身自有的问题，如对施工机械设备要求较高；施工速度如果不能再水泥终凝前施工完毕，就会影响施工质量；施工中如果出现质量问题，很难进行再处理修补；干缩裂缝和收缩裂缝对水泥稳定碎石的早期破坏带来不利影响，就如何提高水泥稳定碎石的抗裂性进行了研究。

本文根据水泥稳定碎石强度的影响因素，通过室内试验定量的研究了各因素对水泥稳定碎石强度特性影响规律。

1 原材料

水泥：秦岭牌PO32.5普通硅酸盐水泥，陕西耀县水泥厂，基本性能见表1。

集料：集料级配是在规范允许范围的基础上，结合以往实际工程经验，同时考虑水泥稳定碎石的收缩变形和关键筛孔通过率的情况下确定的。具体数据见表2。

水：自来水。

2 研究方法

本文在级配固定的基础上，通过水泥剂量、养护龄期和含水率的变化，研究三种参数对水泥稳定碎石强度的影响规律。采用静压成型法成型，每组6个试件，按照规范要求脱模后标准养护6 d，然后保水24 h，在路面材料强度仪上进行无侧限抗压强度试验。

3 试验结果与分析

3.1 水泥剂量变化对水泥稳定碎石强度的影响

在级配固定的基础上，分别掺入不同水泥剂量制作无侧限抗压强度试件，水泥剂量分别为3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%，强度变化规律如图1所示。

由图1可以明显的看出，根据水泥剂量的不同，无侧限抗压强度也随着变化。在水泥剂量3.5%～5.0%之间，无侧限抗压强度几乎成直线上升。

分析认为：随着水泥剂量的增加，水泥中起到主要粘结作用的硅酸三钙和硅酸二钙数量也随之增加，通过水泥的水化和硬化，水泥对级配碎石的凝结作用不断增加，所以无侧限抗压强度也会不断增加；当水泥剂量为5.0%时无侧限抗压强度达到极限值6.9 MPa，是水泥剂量3.5%时的1.8倍。随着水泥剂量的增加，无侧限抗压强度又开始缓慢下降，但是下降速率较低，从水泥剂量5.0%时的最高值6.9 MPa下降到水泥剂量6.0%时的6.5 MPa，仅仅下降了6%，分析认为是水泥剂量远远超过了最佳含量，通过水泥的粘结作用增加强度已不再明显，且水泥含量过高，影响了级配的连续性，破坏了级配嵌挤作用形成的强度，所以无侧限抗压强度反而降低。

3.2 养护龄期对水泥稳定碎石强度的影响

在固定级配和固定水泥剂量（4.5%）的基础上，按照标准的实验方法制作无侧限试件，通过养护时间的变化来分析时间对无侧限抗压强度的影响，养护时间分别为6 d、9 d、12 d、15 d、28 d，强度变化规律如图2所示。

由图2可以看出，随着养护龄期的增加，无侧限抗压强度也在增加，但是早期增加的快，后期增加的慢，养护龄期从6 d增加到12 d，抗压强度从5.9 MPa增加到6.2 MPa，6 d时间增加了0.3 MPa，而从15 d到28 d，13 d时间抗压强度从6.4 MPa增加到6.8 MPa，抗压强度增加了0.3 MPa。同时，由图2可以看出，养护龄期对抗压强度的影响不明显，随着时间的增加，抗压强度增加幅度较小。

3.3 含水量对水泥稳定碎石强度的影响

在固定级配和固定水泥剂量（4.5%）的基础上，按照标准的实验方法制作无侧限试件，通过含水量的变化来分析含水量对无侧限抗压强度的影响，含水量分别为3%、4%、5%、6%、7%、8%，强度变化规律如图3所示。

由图3可以看出，最佳含水量为5%，当含水量小于最佳含水量时，随着含水量的增加，无侧限抗压强度也增加，分析认为主要原因是随着含水量的增加，水的润滑作用不断增加，材料密实度也在不断增加，所以无侧限抗压强度也就会不断增加；当含水量超过最佳含水量时，随着含水量的增加，无侧限抗压强度不断减小，主要原因是随着含水量的增加，在一定体积内碎石和水泥的数量就不断减少，而水的密度远远小于上述两种材料的密度，从而总的密实度降低，强度也随之降低。同时由图3还可以观察出，含水量从7%～8%时，抗压强度急剧下降，说明含水量已经太大了。

4 结 语

通过以上文图表和实验数据可以得出以下结论：

①水泥剂量对无侧限抗压强度的影响明显，但是当水泥剂量超过5.0%时，随着水泥剂量的增加，抗压强度也在不断降低。

②随着养护龄期的增加，抗压强度也在增加，但是增加的量非常小。

参考文献：

[1] JTJ 034—2000，公路路面基层施工技术规范[S].

[2] 王艳，倪富健，李再新.水泥稳定碎石基层收缩性能影响因素试验研究[J].公路交通科技，2007，（10）.

[3] 孙兆辉.水泥稳定碎石温度变形特性试验研究[J].建筑材料学报，2009，（2）.

[4] 周卫峰，赵可，王德群，等.水泥稳定碎石混合料配合比的优化[J].长安大学学报：自然科学版，2006，（1）.

篇5：聚酯纤维对水泥碎石强度影响的试验研究

柬埔寨西港高速公路有几段共约50 km路基A, B组填料缺乏, 到其他取土场取土运距较远, 成本增加, 不利于控制工程造价。涉及路段土类以细砂土为主, 而细砂土作为路基的填料, 不仅强度较低, 且容易液化。细砂土作路基填料必须对其进行改良, 改善其力学特性。

1 试验材料的物理特性

1.1 细砂土材料

在柬埔寨西港高速涉及细砂土填筑路基路段取试验用土, 取土深度约2 m, 颗粒相对密度为Gs=2.59 g/cm3, 最大干密度ρd=1.76 g/cm3, 最优含水率ωopt=13.5%, 粘粒含量较少, 粘性低, 基本无塑性。采用颗粒分析试验确定扰动砂土的级配曲线如图1所示。

颗粒组成集中在0.25 mm~0.075 mm, 颗粒组成单一, 分选性一般, 级配不良, 按JTG E40—2007公路土工试验规程[2]的分类, 试验用土属细砂土。

1.2 水泥材料

试验所用水泥为32.5 (R) 矿渣硅酸盐水泥。性能指标:安定性合格;初凝时间4.5 h, 终凝时间6.67 h;7 d抗折强度4.6 MPa, 28 d抗折强度4.6 MPa;7 d抗压强度21.0 MPa, 28 d抗压强度30.0 MPa。

2 试样制备及试验过程

2.1 试样制备

计算试验所需试样质量, 将烘干后的细砂土过2 mm筛。取部分素土按最优含水率ωopt=13.5%加水搅拌后密封24 h。其他部分作为水泥改良土试验材料, 水泥掺入比按2%, 4%, 6%, 掺入比= (掺入水泥质量/烘干后细砂质量) ×100%。取其他部分烘干后的细砂土分成三部分, 为使掺入水泥后的试样含水率相同, 分别按最优含水率ωopt=13.5%的102.1%, 104.2%, 106.4%倍加水搅拌后同样密封24 h, 待焖料完成后按不同水泥掺入比量取水泥, 掺入上述3种不同含水率的土样中搅拌均匀。

分别将素土及不同水泥掺入比的土料制成直径3.91 cm, 高8 cm试样, 压实度控制在95%。试样制好后用保鲜膜包裹好, 放在标准养护室养护。

2.2 试验方案

无侧限抗压强度试验所用仪器TSZ-6A型应变控制式三轴仪, 应变速率为4 mm/min。

无侧限抗压试验的破坏强度选择:当应力—应变关系曲线有峰值时选择峰值强度为抗压强度;当应力—应变关系曲线无峰值或峰值不明显时, 取轴向应变为15%所对应的强度为抗压强度[2]。

干湿循环的实现:将素土试样及养护期为28 d的3种水泥掺入比的试样采用抽真空饱和24 h, 取出试样放入自然条件下风干, 按30%失水率控制。对于多次干湿循环的试样, 重复上述过程, 直到满足试验要求循环次数为止。

素土的无侧限抗压强度试验:将素土分别按0, 1, 2, 4, 6次干湿循环进行无侧限抗压试验。

水泥改良细砂土的无侧限抗压强度试验:改良土的试验分两部分, 首先对不同养护龄期的试样进行无侧限抗压强度试验, 养护龄期分别为0 d, 3 d, 7 d, 14 d, 28 d;后对养护龄期28 d后的试样进行干湿循环, 过程同上。将养护28 d后的水泥改良土试样, 按1, 2, 4, 6次干湿循环进行无侧限抗压试验。

上述相同条件试验个数不少于3个, 取平均值作为试验结果。

3 试验结果及分析

3.1 素土的无侧限抗压强度

细砂土试样在0, 1, 2, 4, 6次干湿循环下进行无侧限抗压试验, 结果如图2所示。

细砂土中含少量的粘粒, 具有较低的粘聚力, 未经干湿循环试样无侧限抗压强度还不足0.15 MPa。经1次干湿循环后试样无侧限抗压强度降低21%, 说明试样在1次干湿循环后试样内部结构发生变化, 强度降低, 但1次干湿循环还不足以使试样完全失去强度。经2次干湿循环后的试样, 试样的外观已经有明显变化, 试样有脱皮现象。此时强度已经降到了未经干湿循环的1/3以下, 试样基本失去强度。经3次干湿循环后的素土试样已完全无法进行强度试验, 可以认为无侧限抗压强度为0。证明处于季风性热带气候区的柬埔寨西港高速无法使用未经改良的细砂土作为路基填料。

3.2 养护龄期对水泥改良细砂土的无侧限抗压强度影响

取水泥掺入比为2%, 4%, 6%的改良土试样进行龄期0 d, 3 d, 7 d, 14 d, 28 d的无侧限抗压强度试验。试验结果如图3所示。

经过改良的细砂土制成试样立即进行无侧限抗压强度试验, 测得的无侧限抗压强度较素土稍有提高, 但强度很低, 说明此时水泥还没有进行水化反应。改良细砂土的强度随着养护龄期28 d内的增加缓慢增加, 3种不同掺入比的改良土在7 d龄期内强度的增长速率较快, 在7 d之后随着龄期的延长, 强度的增长速率减缓。

在28 d时3种掺入比的改良土与素土试验强度之比:2%掺入比为5倍;4%掺入比为7.5倍;6%掺入比为9倍。

28 d养护龄期6%水泥掺入比是2%水泥掺入比改良细砂土试验强度的2倍。

3.3 干湿循环对水泥改良细砂土的无侧限抗压强度影响

水泥掺入比为2%, 4%, 6%的改良土在养护龄期28 d后进行干湿循环试验。取0, 1, 2, 4, 6次干湿循环无侧限抗压试验结果, 绘制循环次数与强度变化关系图。

同时将素土干湿循环对强度的影响曲线作为比较, 如图4所示。

干湿循环后3种掺入比的改良土强度都有一定程度降低, 由于水泥的胶结作用使土体内部发生变化, 砂粒起到了骨架作用, 但土粒间含有少量的粘粒在由干到湿的过程中改良土也具有了吸水膨胀, 失水收缩[4], 造成土体内部产生微裂缝, 并随循环次数增加微裂缝不断发展, 降低土体强度。

从试验数据可以看出在第1次干湿循环后3种配比改良土的强度下降都很明显。那么第1次干湿循环过程土体内部破坏明显, 造成强度降低;而2次干湿循环后3种改良土的无侧限抗压强度趋于稳定。说明2次循环后改良土体内部微裂缝已经扩展到一定程度, 抗压强度主要由水泥的胶结作用和细砂形成骨架承担, 改良土由干湿循环的破坏趋势减弱, 从而使2次干湿循环后改良土强度衰减随干湿循环次数的增加逐渐趋于稳定。而掺入比为2%水泥改良土经过6次干湿循环后的强度是素土未经干湿循环的强度的2倍, 证明经过水泥改良后的细砂土不但强度增加, 且对干湿循环的抵抗能力也明显增强。

4 结论与展望

1) 柬埔寨西港高速公路不能直接使用细砂土作为路基填料。若使用必须对其进行改良。

2) 相同条件下水泥改良细砂土的强度随水泥掺入比的增加增强。随养护龄期的延长水泥改良土的强度缓慢增长。2%, 4%, 6%水泥掺入比改良细砂土28 d试验强度分别是未改良细砂土试验强度的3.5倍, 5倍, 7倍, 改良后土体强度明显增加。且在养护7 d内强度增长速率较7 d后的增长速率大。3种不同掺入比的改良土7 d的养护龄期改良土试样的强度已经达到28 d强度的70%以上, 对节省施工时间有着重要意义。

3) 水泥改良细砂土有效抵抗干湿循环对强度的影响。在2次干湿循环后改良土强度基本达到稳定状态。

4) 本文未对改良土受压破坏时变形的变化进行探讨, 高速公路路基作为公路的主要受力结构, 对其变形有很高的要求。而公路运营期间路基不但承受结构层等静荷载, 还要承受车辆施加的动荷载。那么对于动荷载作用下水泥改良细砂土的力学性质水泥及改良细砂土的应力应变特征还有待进一步研究。

摘要：以柬埔寨西港高速为工程背景, 从掺入比、龄期、干湿循环次数等方面, 对水泥改良后的细砂土进行了无侧限抗压强度试验, 分析了不同条件下水泥改良细砂土的土体抗压强度及变形规律, 得到了水泥改良细砂土的基本力学特性。

关键词：水泥,细砂土,抗压强度,干湿循环,路基

参考文献

[1]唐玉龙.大何铁路路基水泥改良粉细砂填料的试验研究[J].铁道标准设计, 2012 (6) :24-27.

[2]JTG E40—2007, 公路土工试验规程[S].

[3]陈伟东, 陈伟, 刘运兰.水泥稳定碎石无侧限抗压强度影响因素实验研究[J].施工技术, 2014, 43 (11) :72-75.

篇6：水泥稳定碎石强度的影响因素研究

【关键词】半刚性基层；水泥稳定碎石；集料级配

0.引言

在我国高等级公路的建设中，水泥稳定碎石基层被用作公路路面的基层材料，并在目前公路建设中越来越占有特殊的重要地位。

国内研究状况：姜永昌，刘雪，宋怀峰等发表的《水泥稳定碎石抗压强度试验变异分析与预控》中提出材料的现场取样、材料本身的剂量和级配、制件过程中的质量损失等方面是抗压强度试验变异的根源，对抗压强度的变异性能有显著影响。杨媛、邓正方发表的《水泥稳定碎石强度影响级配因素试验研究》中得出的结论是级配因素对强度的影响不显著，而水泥剂量因素以及级配和水泥剂量交互作用对强度的影响非常显著；在工程实践进行组成设计时，如果要对强度进行较大的调整，需要采用调整水泥剂量或同时采用调整级配和水泥剂量的方法：如果对强度只进行微调整，如往上提高时，可以采用在水泥剂量水平不变，将级配向中值级配靠拢或者向偏下级配靠拢的处理办法本文将对影响水泥稳定碎石强度的各种原因进行试验、分析得出影响其强度的主要因素。

1.混合料的组成及混合料级配

1.1混合料的组成

1.1.1水泥

水泥的技术标准可参考交通部于2000年新颁布的《公路路面基层施工规范》（JTJ034-2000）中水泥质量标准的规定：普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥都可用于稳定土，但应选用初凝时间3h以上和终凝时间较长（宜在6h以上）的水泥，不应使用快硬水泥、早强水泥以及受潮变质的水泥。

1.1.2 集料

JTJ034-2000《公路路面基层施工技术规范》规定： 对于高速公路和一级公路，当用水泥稳定碎石作基层时，其单个集料颗粒的最大粒径不应超过31.5mm。考虑到大粒径混合料易发生离析以及不少国家采用的最大集料颗粒粒径，本课题采用的最大集料颗粒粒径为31.5 mm。本试验将采用两种不同的原材料，为方便完成论文采用工程料，采用的是两种产地不同的原材料分别为KA7-1、KA10-1的集料，包括四种不同的集料：2-3碎石，1-2碎石，0.5-1碎石和石屑，其中2-3碎石的粒径为19-31.5mm，1-2碎石的粒径为9.5-19mm，0.5-1碎石的粒径为4.75-9.5mm，石屑的粒径为0-0.5mm。

1.1.3水泥稳定碎石组成结构

骨架密实型结构汲取了悬浮密实结构和骨架空隙结构的优点，骨架密实结构的混合料能够使粗集料之间的紧密嵌挤作用充分发挥出来，提高混合料各方面的性能指标，本文中水泥稳定碎石混合料采用的是骨架密实型的。

1.1.4 混合料级配

级配的调试方法：《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中对于骨架密实型规定了级配的上限和下限范围，具体的操作过程是通过原始的集料筛分结果，调试2-3cm，1-2cm，0.5-1cm，石屑四种集料的分配比例使得合成级配的值最终落在级配的上下限范围内，并尽可能的接近级配中值，这样调试出来的结果可认为是合理的骨架密实型级配。

2.混合料试验

2.1击实试验

根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》，本试验的方法适用于在规定的试筒内，对水泥稳定土（在水泥水化前）石灰稳定土及石灰（或水泥）粉煤灰稳定土进行击实试验，以绘制稳定土的含水量-干密度关系曲线，从而确定其最佳含水量和最大干密度。试验集料的最大颗粒宜控制在25mm以内，最大不得超过40mm（圆孔筛）。

计算及制图

每次击实后稳定土的湿密度按下式计算：

Pw=■

式中：Pw—— 稳定土的湿密度（g/cm3）；

Q■——试筒与湿试样的合质量（g）；

Q■——试筒的质量（g）；

V——试筒的容积（cm3）。

每次击实后稳定土的干密度按下式计算：

Pd=■

式中：Pd——试样的干密度（g/cm3）；

w——试样的含水量（%）。

2.2无侧限抗压强度试验

根据 《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）水泥稳定粒料的配合比设计主要根据无侧限抗压强度试验来确定水泥剂量和砂石含量的大小。现行《公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ057-94）中，关于无机结合料稳定粗粒土的试验方法用的试模为直径×高=150×150mm的圆柱待试件成型后，脱模，用塑料薄膜在20±2℃温度中，保湿养生6天，在20±2℃水中浸水24小时，测无机结合料的无侧限抗压强度。两种不同原材料的水泥稳定碎石混合料的七天无侧限抗压强度均满足规范要求。

3.结论

（1）KA7-1的集料与KA10-1的集料两个不同产地的集料，根据GE42-2005《公工程集料试验规程》，得出两种不同集料的物理力学性质指标，得出KA7-1的集料的各项物理力学性能标均好于KA10-1集料。

（2）通过筛分试验，利用原始的集料筛分结果，调试2-3cm，1-2cm，0.5-1cm，石屑四种集料的分配比例使得合成级配的值最终落在级配的上下限范围内，并尽可能的接近级配中值，利用击实试验得出混合料的最佳含水量和最大干密度，通过七天无侧抗压强度试验得出无侧限抗压强度，强度符合要求，可认为调适出来的是合理的骨架密实型级配，消除了级配的影响。

（3）为提高水泥稳定碎石的强度，应选用密实骨架结构，密实骨架结构水泥稳定碎石基层在力学性能、抗冻性能等方面优于其它结构，可以极大的改善基层的路用性能。

（4）通过对不同水泥剂量水泥稳定碎石基层无侧限抗压强度的研究，提高水泥剂量可以提高它的强度，但过多的水泥用量，效果不一定显著，寻找水泥稳定碎石混合料中的最佳水泥剂量。

【参考文献】

[1]周新锋.水泥稳定碎石混合料配合比设计及路用性能研究.长安大学学位论文，2005.

[2]刘昌忠.半刚性基层材料冻融循环强度变化分析，长沙理工大学，中南公路工程，2004，3.

[3]同济大学等.半刚性基层沥青路面[M].北京：人民交通出版社，1991.

篇7：聚酯纤维对水泥碎石强度影响的试验研究

【关键词】高强度添加剂；SBS改性沥青；SMA混合料；路用性能

【Abstract】This text is main research to add Gao strength additive empress of the asphalt Ma hoof fat to SMA mixture anticipate road to use function of influence， with Gao strength additive act for the SBS change sex application at the SMA for research point， respectively change sex asphalt SMA， the Ji quality asphalt SMA and add for the SBS dissimilarity quantity Ken especially Lai Gao the SMA of the strength additive mixture anticipate road carry on comparison research with the function， detection Ken especially Lai Gao the strength additive use function to the SMA road of improvement is to show Zhao， use it act for SBS's doing SMA road noodles be viable， and construction simple easy line， easy to in actually the engineering expansion application.

【Key words】Gao strength additive；The SBS change sex asphalt；The SMA mixture anticipate；The road use function

1. 前言

（1）目前，SMA混合料普遍要使用SBS改性沥青，但其中存在一定的弊端，如：SBS改性沥青存储易分离，稳定性差；SBS改性沥青在生产加工和存储过程中性能会发生衰变。这些问题均会导致SMA混合料的路用性能下降。因此，以高强度添加剂替代SBS改性剂应用于SMA的试验研究非常必要。

（2）试验研究方法是对三种类型的SMA混合料的路用性能进行对比试验，一是基质沥青SMA混合料，二是在基质沥青SMA混合料中添加不同剂量的高强度添加剂所形成的混合料即高强度添加剂改性SMA混合料，三是SBS改性沥青SMA混合料。

2. 基质沥青SMA混合料和SBS改性沥青SMA混合料配合比设计

2.1 基质沥青SMA混合料配合比的确定。

（1）设计级配的确定。

选用油石比6.2%作为初试油石比，试验测定试件的毛体积相对密度和各项体积指标。通过干捣试验测定粗集料松间隙率VCADRC，对三种SMAl3级配进行VCA的检验。

设计级配1：VCAmix=34.92设计级配2：VCAmix=34.06

设计级配2：VMA=17.51>17

设计级配3：VMA=16.81<17

三种级配均满足：VCAmix（2）最佳油石比的确定。

分别选择5.9%、6.2%和6.5%进行最佳沥青用量确定，马歇尔试验指标见表4。据表4试验数据，确定最佳油石比为6.3%。

（3）配合比设计检验。

谢伦堡沥青析漏试验结果见表5。肯塔堡飞散试验结果见表6。经检验，设计的SBS改性SMAl3混合料符合规范要求。

3. 高温稳定性试验

车辙试验（60℃）结果见表7。表7表明高强度添加剂对SMA混合料的高温稳定性有改善作用，并随着剂量的增大越来越明显，当掺量大于6‰时，其动稳定度完全满足规范要求；当剂量达到8‰时，其动稳定度与5%SBS改性沥青SMA混合料的动稳定度相当。

4. 水稳性试验

4.1 冻融劈裂试验结果见表8。

4.2 表8表明高强添加剂对TSR的改善明显，均满足规范大于80%的要求，并且剂量为8‰时与SBS效果相当。

5. 低温抗裂性能试验

5.1 小梁低温（-10℃）弯曲试验结果见表9。

5.2 表9表明，高强度添加剂可提高破坏应变并与剂量成正比，当剂量为8‰时满足规范关于冬冷区的最高要求，同时也接近5%改性沥青SMA13混合料。

6. 高强度添加剂的添加方法

高强度添加剂的添加方法有自动添加与人工添加两种。

自动添加是在拌和楼上加一套专用高强度外掺剂添加系统，采用专用的自动添加和计量装置，实现生产过程中添加的自动化和计量的精确化。该法简单易行，同时便于精确科学的掌握用量，以避免高强度添加剂的浪费。人工添加是袋装（定量）投放，用于间歇式拌和。

7. 高强度添加剂发挥作用的机理

本试验采用的是北京天成垦特莱公司生产的垦特莱高强度添加剂（英文简写K），外观为灰黑色颗粒状或片状，并且可在常温下长期保存。它是一种由多种聚合物复合成的沥青混合料添加剂，它通过与集料表面的增粘、加筋、填充以及沥青改性等多重作用，从而大幅提高沥青混合料的路用性能。

8. 结语

通过上述研究能够得出如下结论：

（1）高强度添加剂能够改良基质沥青SMA混合料的路用性能，并且能够满足规范要求，可以和SBS改性沥青SMA混合料相媲美。

（2）高强度添加剂的使用是直接对基质沥青SMA混合料进行改性，克服了SBS改性沥青SMA混合料必须先改性存在的弊端——沥青改性难度大、改性沥青不稳定且性能易衰变等，并且施工温度相比较低，能够节能减排，低碳环保。

（3）施工简便，质量易保证，便于推广应用。

参考文献

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[2] 沈金安，李福普.SMA路面设计与铺筑[M].北京：人民交通出版社.2003.

[3] 肖庆一，芮少权，王航等.添加PR.PLASTS抗车辙剂沥青混合料试验研究[J].武汉理工大学学报（自然科学版），2006，28（7）：36.39.

[4] 申爱琴，付符.SMA混合料组成结构、强度机理及影响因素分析研究[J].西安公路交通大学学报.1998，10.

[文章编号]1619-2737（2015）09-02-572

篇8：聚酯纤维对水泥碎石强度影响的试验研究

【摘要】聚乙烯醇（PVA）纤维作为一种新型合成纤维，在工程领域已经得到了广泛的应用。综述了PVA纤维的基本性能及近年来国内外关于PVA纤维对水泥基复合材料抗冻与抗侵蚀性能影响的研究进展，分析并总结冻融、氯盐侵蚀以及硫酸盐侵蚀情况下，PVA纤维对水泥基复合材料性能的改善。在改善抗冻性能方面，研究主要集中在PVA纤维掺量及国内外PVA纤维对抗冻性能的影響；在抗侵蚀性能提高方面，研究主要集中在PVA纤掺量对水泥基复合材料抗侵蚀性能的影响。在此基础上，提出进一步研究的方向。

【关键词】聚乙烯醇纤维；水泥基复合材料；抗冻性；抗侵蚀；纤维掺量

【中图分类号】TU528.581

【文献标识码】A

【Abstract】Polyvinyl alcohol （PVA） fiber as a new type of synthetic fiber has been widely used in the field of engineering. In this paper， the basic properties of PVA fiber and its influence on the frost resistance and corrosion resistance of PVA fiber in cementitious composites are reviewed. The properties of PVA fiber in cementitious composites are also analyzed and summarized under the condition of freeze-thaw， chloride and sulfate attack. In the aspect of the frost resistance improvement， the research mainly concentrates on the influence of the PVA fiber content and the PVA fiber at home and abroad on the frost resistance. In terms of the anti erosion performance improvement， the research mainly concentrates on the influence of PVA fiber content on cementitious composites. On this basis， it puts forward the direction of further research.

【Key words】Polyvinyl alcohol fiber；Cementitious composites；Frost resistance；Corrosion resistance；Fiber content

1. 引言

（1）冻融、侵蚀等环境因素是导致混凝土及其他水泥基复合材料结构耐久性下降的重要因素。Mehta[1]指出：“当今世界混凝土破坏原因，按重要性递减顺序排列是：钢筋锈蚀、冻害、腐蚀作用”。因此，改善混凝土及其他水泥基复合材料的抗冻性与抗侵蚀性对其耐久性的提高意义重大。在高层建筑、桥梁、隧道、地铁、港口码头、铁路等工程建设领域，对高强高性能混凝土的需求日益增加，但我国南方地区的混凝土均处在一定的受侵蚀环境下，北方地区的混凝土均处在一定的受冻环境下，导致一些混凝土结构存在严重耐久性不足的问题，制约了其发展。因此，为了进一步提高混凝土的耐久性，对提高其抗冻性与抗侵蚀性提出了更高的要求。

（2）自从水泥基复合材料（ECC）出现以后，其高抗拉强度、高韧性、高耐久性等优点，受到了国内外广大学者的重视，尤其在耐久性方面已经取得了一系列研究成果[2～7]。高抗拉强度和高弹性模量的PVA纤维是实现ECC优良性能的关键材料，对提高ECC的抗冻性能与抗侵蚀性能有重要的作用。

（3）但是，在掺加高强高模的PVA纤维来提高水泥基复合材料的抗冻性与抗侵蚀性的试验研究与工程应用方面，目前还缺少系统的研究。本文综述了近年来PVA纤维对水泥基复合材料抗冻与抗侵蚀性能影响的研究进展，并对进一步研究作了展望。

2. PVA纤维的基本性能

与常见的合成纤维相比，PVA纤维具有以下几点优势：（1）高弹性模量与高抗拉强度；（2）亲水性好；（3）与水泥基复合材料具有较好的界面结合状态；（4）直径适中。此外，由于其环保、无毒、分散性好、成本较低等优点，成为制备ECC的首选而得到广泛应用。PVA纤维在水泥基复合材料中分散均匀、乱向分布，在水泥基复合材料中起到增强整体性、提高抗裂性的作用，从而提高水泥基复合材料的抗冻及抗侵蚀性能。

3. PVA纤维对水泥基复合材料抗冻性影响的试验研究

（1）近年来，国内外逐渐开展了采用PVA纤维提高水泥基复合材料抗冻性的研究。

在北方寒冷地区，冻融作用往往是导致建筑物劣化乃至破坏的最主要因素， 为了评价PVA纤维增强水泥基复合材料抗冻融能力，国内外学者进行了一系列抗冻性能试验。

（2）Nam[8]通过以PVA纤维增强水泥基复合材料、聚丙烯纤维增强水泥基复合材料及普通混凝土三者为对比，对相对动弹性模量的变化和质量损失进行了试验研究，结果表明：相对于原始试件，经过300次冻融循环后PVA纤维增强水泥基复合材料仍具有较好的耐久性。说明PVA纤维的掺入对PVA纤维增强水泥基复合材料的抗冻性提高具有相当大的作用。

（3）ahmaran等[9]通过掺加PVA纤维与不掺加PVA纤维的两组非引气ECC试件的对比，得出结论：PVA纤维的掺入明显改善了ECC的抗冻性能，且由PVA纤维掺入所带来的更大体积的孔隙也可能对ECC抗冻性能的改善有一定作用。

（4）刘曙光等[10]通过快速冻融试验方法，研究了不同PVA纤维掺量（0%、1.0%、1.5%、2.0%）的PVA纤维水泥基复合材料试件在不同冻融循环次数下的动弹性模量，进而研究了材料的抗盐冻性能。试验结果表明：1.5%纤维体积掺量的PVA纤维水泥基复合材料的抗盐冻性能较好。

（5）徐世烺[11]通过对掺加PVA纤维的超高韧性水泥基复合材料（UHTCC）在冻融循环条件下质量损失、动弹性模量损失的试验研究及与普通混凝土、钢纤维混凝土和引气混凝土的对比可知，经过300次冻融循环后UHTCC动弹性模量损失不超过5%、质量损失不超过1%，抗冻性指数为92%，抗冻等级大于F300，而普通混凝土与钢纤维混凝土的抗冻等级则分别为F100和F150。在不掺加引气剂的条件下，UHTCC质量损失和动弹性模量损失方面与引气4.7%的引气混凝土接近。由此可知，掺加PVA纤维的UHTCC材料的抗冻性明显优于普通混凝土和钢纤维混凝土。

（6）Yun等[12]通过快速冻融试验，以总体积掺量为1.5%的PVA与PE混合纤维及水胶比为试验变量，研究了延性纤维增强水泥基复合材料（DFRCCs）100mm×100mm×400mm棱柱体试件在不同冻融循环次数下的相对动弹性模量及质量损失，结果指出：经过300次冻融循环后，四种不同工况DFRCC试件的相对动弹性模量均下降约3%，质量损失均小于2%，表明PVA与PE混合纤维的掺入提高了DFRCC的抗冻融破坏能力。

（7）纤维掺量过大会降低混凝土抗冻融能力，其主要原因是由于過多纤维的存在会阻塞毛细孔，致使混凝土吸水率降低，冻融循环过程中混凝土需要大量结晶水，而由于纤维掺量过多导致的吸水率降低，使得抗冻融性能有所下降[13]。

（8）通过国内外学者的研究可知，PVA纤维的掺入能够显著改善水泥基复合材料的抗冻性能。现今国内外主要研究PVA纤维掺量及不同种类PVA纤维对水泥基复合材料抗冻耐久性能的影响，而PVA纤维取向、分布、长径比、锚固长度及不同种类PVA混合纤维对水泥基复合材料抗冻性能影响的研究略有不足，需要进一步探讨。

4. PVA纤维对水泥基复合材料抗侵蚀性影响的试验研究

（1）遭受环境因素的侵蚀是导致水泥基材料性能退化的直接原因之一，氯盐与硫酸盐侵蚀是水泥基复合材料受环境因素作用而发生侵蚀破坏的重要形式。具有优良性能的PVA纤维的掺入在一定程度上改善了水泥基复合材料的抗裂性能，有效地降低了外界有害物质的侵入，提高了水泥基复合材料的抗侵蚀性能。

（2）氯离子侵蚀是导致结构耐久性下降的一个重要因素，氯离子是各种侵蚀介质中侵蚀性最强的离子之一。加入纤维后，大量纤维均匀分布于水泥基复合材料中，从而起到约束裂缝的的作用。由于纤维的阻裂作用，显著减少裂缝的数量、长度和宽度，降低生成贯通缝的可能性，从而使抗氯离子渗透性得到加强[13]。

（3）闫长旺等[14]通过在试验研究基础上，应用灰色模型GM（1.1）对氯离子浓度沿PVA纤维水泥基复合材料深度的变化规律进行研究，结果表明：在基体中掺入PVA纤维可对基体起到良好的约束作用，从而减小微裂缝的产生，改善了PVA纤维水泥基复合材料抗氯离子渗透性能，从而对抗氯离子侵蚀能力起到了积极的作用。研究通过对氯离子浓度的分布情况进行分析，认为1.5%PVA纤维掺量对水泥基复合材料抗氯离子渗透性的改善效果最好。

（4）刘曙光等[15]通过湿通电法研究了将不同纤维掺量的150mm×150mm×150mm标准立方体试件浸泡在5%氯化钠溶液中的钢筋锈蚀试验。试验结果表明：不掺纤维的试件锈蚀率最大，纤维掺量1.5%和2%的试件钢筋锈蚀率最小。在恒电流条件下PVA纤维掺量的增加会降低钢筋的锈蚀率，但降低幅度很小，最大降低幅度仅为6.27%。表明PVA纤维的掺入明显降低了氯离子的侵蚀速度，改善了氯离子对水泥基复合材料的侵蚀作用，增强了其抗渗透性能。

（5）近年来，国内外主要研究混凝土的抗侵蚀性能，而关于水泥基复合材料抗侵蚀性能的研究较少，主要集中于单一侵蚀环境下PVA纤维掺量对水泥基复合材料抗侵蚀性能的影响。随着试验研究的发展，PVA纤维取向、分布、长径比及锚固长度对水泥基复合材料在多重盐侵环境下抗侵蚀性能的影响将会成为未来土木工程领域的重要研究方向。

5. 结语与展望

（1）PVA纤维是具有多种优良性能的新型合成纤维。在水泥基复合材料中掺入PVA纤维，能够对整体起到一定的约束与裂缝控制作用，降低外界有害物质的侵入，显著改善水泥基复合材料的抗冻及抗侵蚀性能；

（2）目前主要集中于在冻融、氯盐侵蚀、硫酸盐侵蚀等单一因素作用下纤维增强水泥基复合材料的研究上，而在多因素共同作用下对纤维增强水泥基复合材料的研究还很少，应对多因素共同作用下纤维增强水泥基复合材料的性能、微观结构、损伤机理等方面进行更深层次的研究。

参考文献

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