超早强水泥稳定碎石路用性能研究
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摘要
水泥稳定碎石基层的强度形成需要足够长的时间,在此期间,如果被荷载扰动,其力学性质会受到很大影响。为了在大修补强中能尽快完成路面的修补加铺工作,需要水泥稳定碎石尽快形成强度,并且保证其后期性能不受影响。本文对水泥稳定碎石在掺加CS-I型超早强外加剂后的力学性能、收缩特性、水稳定性、抗冲刷性能以及疲劳性能等路用性能进行了系统研究。同时,研究了延迟成型时间对掺加超早强外加剂的水泥稳定碎石的力学性质的影响,并对超早强水泥稳定碎石的早强机理进行了初步分析。试验结果表明,掺加超早强外加剂能大幅度提高水泥稳定碎石的早期强度,而后期强度并无降低,对其他力学性能也有不同程度的提高,也使得水泥稳定碎石的收缩特性、水稳定性、抗冲刷性能以及疲劳性能等路用性能得以不同程度的改善,并且超早强水泥稳定碎石对延迟时间的敏感性降低。此外,本文还得出了水泥剂量、外加剂掺量、试验龄期与抗压强度四者之间的关系式,可以辅助配合比设计。
In order to finish the mending and paving working of road surface as soon as possible, we have to improve the early intensity of the cement stabilized crushed stones basic, and guarantee the excellent performance at later stage. For reason of this is that the cement stabilized crushed stones need long time to form the intensity. If the cement stabilized crushed stones had been loaded during this period, its mechanics nature would be influenced greatly. This paper studied many kinds of pavement performance after the cement stabilized crushed stones had been added the CS-I rapid patching additive based on a large number tests, such as mechanics performance, shrink characteristics, water stability, erode performance and tired performance etc. Meanwhile, this paper studied the delaying time influence on the mechanics performance of the rapid strength cement stabilized crushed stones, and analyzed the early strength mechanism of rapid strength cement stabilized crushed stones. The results indicate that adding the rapid patching additive can improve the early intensity greatly of the cement stabilized crushed stones, and the long time intensity hasn't reduced; The pavement performance of rapid strength cement stabilized crushed stones is more better than the common cement stabilized crushed stones, such as the shrink characteristics, water stability, erode performance and tired performance; Adding the rapid patching additive can reduce the sensitiveness to delaying time of the cement stabilized crushed stones. In addition, this paper had also drawn the relationship between the cement content, the mixing amount of additive, test time and the compression, and that will be auxiliary for material design.
In order to finish the mending and paving working of road surface as soon as possible, we have to improve the early intensity of the cement stabilized crushed stones basic, and guarantee the excellent performance at later stage. For reason of this is that the cement stabilized crushed stones need long time to form the intensity. If the cement stabilized crushed stones had been loaded during this period, its mechanics nature would be influenced greatly. This paper studied many kinds of pavement performance after the cement stabilized crushed stones had been added the CS-I rapid patching additive based on a large number tests, such as mechanics performance, shrink characteristics, water stability, erode performance and tired performance etc. Meanwhile, this paper studied the delaying time influence on the mechanics performance of the rapid strength cement stabilized crushed stones, and analyzed the early strength mechanism of rapid strength cement stabilized crushed stones. The results indicate that adding the rapid patching additive can improve the early intensity greatly of the cement stabilized crushed stones, and the long time intensity hasn't reduced; The pavement performance of rapid strength cement stabilized crushed stones is more better than the common cement stabilized crushed stones, such as the shrink characteristics, water stability, erode performance and tired performance; Adding the rapid patching additive can reduce the sensitiveness to delaying time of the cement stabilized crushed stones. In addition, this paper had also drawn the relationship between the cement content, the mixing amount of additive, test time and the compression, and that will be auxiliary for material design.
引文
[1] 沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防.北京:人民交通出版社,2001年5月,第1版.
[2] 沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面.北京:人民交通出版社,1998年第1版.
[3] 郭忠印.高等级公路半刚性基层局部损坏与修复技术研究.2004年3月.
[4] 田见效,陈拴发,彭波.超早强水泥稳定碎石路用性能.长安大学学报(自然科学版),2003(9):24-27.
[5] 李凌.深圳坪蛇线路用早强水泥混凝土的应用研究.硕士论文.东南大学,2000年10月.
[6] 张重禄,肖秋明编译.水泥混凝土路面快速修复技术展望.国外公路,2000,(1):18～22.
[7] 王泽民,张东长,李凌.快硬早强混凝土混合料组成设计关键技术.中国公路学报,1998,(4):1～9.
[8] 李启棣,吴淑华,何亚雄.路面快速修补用特快硬混凝土.市政技术,1993(4):9～13.
[9] 李华等.水泥混凝土路面修补技术.北京:人民交通出版社,1998
[10] 黄美德.采用JK4型快速修补剂修补混凝土路面.中南公路工程,1998,(4):13～15.
[11] 李炜光,陈拴发,李建平,孙已龙.水泥混凝土路面的快速修补.公路,2002(2):97～99.
[12] 长安大学,超早强水泥混凝土修补材料研究报告.2000年8月.
[13] 中华人们共和国行业标准,公路路面基层施工技术规范(JTJ 034-2000).北京:人民交通出版社,2000年.
[14] 中华人们共和国行业标准,公路工程集料试验规程(JTJ 034-93).北京:人民交通出版社,1997年.
[15] 中华人们共和国行业标准,公路工程无机结合料稳定材料试验规程(JTJ057-94).北京:人民交通出版社,1994年.
[16] 庄少勤.水泥稳定碎石变形性能及其影响因素.建筑材料学报,2003(12):356～363.
[17] 杨红辉.掺加膨胀剂及纤维水泥稳定碎石抗裂性能研究.硕士论文,长安大学,2003年.
[18] 同济大学道路与交通工程研究所.半刚性基层沥青路面.1991年.
[19] 杨文丁.半刚性基层材料收缩性能研究.硕士论文,长安大学,2004年.
[20] 武贤慧.半刚性基层龄期路面低温抗裂性研究.硕士论文,长安大学,2003年5月.
[21] 张嘎吱.考虑抗裂性的水泥稳定类材料配合比设计方法研究.硕士论文,长安大学,2001年6月.
[22] 丛林,郭忠印.水泥稳定碎石路用性能.北京科技大学学报,2001(9):151～154.
[23] 胡力群.半刚性基层材料结构类型与组成设计研究.博士论文,长安大学,2004年.
[24] 中华人民共和国行业标准,公路工程水泥混凝土试验规程(JTJ 053-94).北京:人民交通出版社,1994年
[25] 梅传江,牛朋.水泥稳定碎石基层路用性能研究.公路交通科技,2002(6):35～37
[26] 廖公云,黄晓明.水泥稳定粒料集料级配干缩性能研究.公路交通科技,2002(12):41～44.
[27] 王明昌,徐士启,王乐福,杨修志等.半刚性路面基层冲刷唧浆的影响因素与防治.公路,1998(8):45～49.
[28] 胡力群.半刚性基层材料抗冲刷性能试验研究.硕士论文,西安公路交通大学,2000年.
[29] 胡力群,沙爱民.沥青路面水泥稳定类基层材料抗冲刷性能试验及机理研究.中国公路学报,2003(1):15～18.
[30] 郝培文,胡长顺,张炳乾,黄永军.半刚性基层材料抗冲刷性能研究.西安公路交通大学学报,2000(4):9～11.
[31] 沙爱民,胡力群.路面基层材料抗冲刷性能试验研究.岩土工程学报, 2002(5):276～280.
[32] 沙爱民,胡力群.半刚性基层材料抗冲刷性能试验方法研究.中国公路学报,2002(4):4～7.
[33] 郝培文胡长顺,张炳乾,黄永军.半刚性基层材料抗冲刷性能的研究.中国公路学会99学术交流论文集:97～101.
[34] 滕旭秋.二灰碎石混合料配合比设计及路用性能研究.硕士论文,长安大学,2003.
[35] 蒋应军.水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治研究.硕士论文,长安大学,2001年.
[36] 许洁.二灰碎石混合料组成设计及路用性能研究.工程硕士论文,大连理工大学,2003年.
[37] 樊立军.低活性粉煤灰在半刚性基层中的应用.硕士论文,河北工业大学,2003年
[38] 石小平.水泥混凝土的弯曲疲劳特性.土木工程学报,1990,23(3):11～22.
[39] 吴超凡.三灰砂砾综合路用性能研究.硕士论文,长安大学,2004年4月
[40] 王玉锁.新型混凝土复合早强剂的研究.硕士论文,西南交通大学,2004年2月.
[41] 田中青.沥青路面快速施工工艺的研究与应用.硕士论文,武汉理工大学,2001年4月.
[42] 匈 A.凯兹迪,张起森,梁锡山等译.稳定土道路.北京:人民交通出版社,1989:168～169.
[43] 沙庆林.水泥稳定土基层与底基层.北京:人民交通出版社,1981年.
[44] 李均亮.高等级规律水泥稳定集料基层施工非常规试验.东北公路,2000(3):22～24,33.
[45] 陈拴发.超快速硬修补材料及其作用机理研究.硕士论文,长安大学,2000年6月.
[46] 张登良.加固土原理.北京:人民交通出版社,1990年12月,第1版.
[47] 吴幼珍.水泥稳定土基层的特性及质量控制.云南交通科技,1999(12):19～22.
[48] 孙杰慧,王岳平.水泥稳定碎石基层中水泥剂量范围试验.公路,2001(5):38～41.
[49] 职雨风.超早强水泥混凝土修补剂的研究.硕士论文,长安大学,2000年6月.
[50] M. Nehdi et al. Rheology of High Performance Concrete: Effect of Ultrafine Particles. Cement and Concrete Research, Vol.28, NO.5, 687～697, 1998.
[51] X. Wu and D. M. Roy. Cement Rheology. Proc. Symp. M., Materials Research Society, 1982, J. Skalny Ed., 1983.
[52] R. H. Feldman, J. Beaudion. Cement and Concrete Reasearch. Vol. 6, 1976.
[53] J. Beaudion, P. W Brown. The Structure of Hardened Cement Paste. 9th International congress on cement chemistry. New Dehil, 1992, 1.
[54] Dodson V. Concrete admixtures. Van Nostrand reinhold, New York, 1990.
[55] 陈德鹏.高流动性超早强修补混凝土的研究.硕士论文.河北工业大学,2003年3月.
[2] 沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面.北京:人民交通出版社,1998年第1版.
[3] 郭忠印.高等级公路半刚性基层局部损坏与修复技术研究.2004年3月.
[4] 田见效,陈拴发,彭波.超早强水泥稳定碎石路用性能.长安大学学报(自然科学版),2003(9):24-27.
[5] 李凌.深圳坪蛇线路用早强水泥混凝土的应用研究.硕士论文.东南大学,2000年10月.
[6] 张重禄,肖秋明编译.水泥混凝土路面快速修复技术展望.国外公路,2000,(1):18～22.
[7] 王泽民,张东长,李凌.快硬早强混凝土混合料组成设计关键技术.中国公路学报,1998,(4):1～9.
[8] 李启棣,吴淑华,何亚雄.路面快速修补用特快硬混凝土.市政技术,1993(4):9～13.
[9] 李华等.水泥混凝土路面修补技术.北京:人民交通出版社,1998
[10] 黄美德.采用JK4型快速修补剂修补混凝土路面.中南公路工程,1998,(4):13～15.
[11] 李炜光,陈拴发,李建平,孙已龙.水泥混凝土路面的快速修补.公路,2002(2):97～99.
[12] 长安大学,超早强水泥混凝土修补材料研究报告.2000年8月.
[13] 中华人们共和国行业标准,公路路面基层施工技术规范(JTJ 034-2000).北京:人民交通出版社,2000年.
[14] 中华人们共和国行业标准,公路工程集料试验规程(JTJ 034-93).北京:人民交通出版社,1997年.
[15] 中华人们共和国行业标准,公路工程无机结合料稳定材料试验规程(JTJ057-94).北京:人民交通出版社,1994年.
[16] 庄少勤.水泥稳定碎石变形性能及其影响因素.建筑材料学报,2003(12):356～363.
[17] 杨红辉.掺加膨胀剂及纤维水泥稳定碎石抗裂性能研究.硕士论文,长安大学,2003年.
[18] 同济大学道路与交通工程研究所.半刚性基层沥青路面.1991年.
[19] 杨文丁.半刚性基层材料收缩性能研究.硕士论文,长安大学,2004年.
[20] 武贤慧.半刚性基层龄期路面低温抗裂性研究.硕士论文,长安大学,2003年5月.
[21] 张嘎吱.考虑抗裂性的水泥稳定类材料配合比设计方法研究.硕士论文,长安大学,2001年6月.
[22] 丛林,郭忠印.水泥稳定碎石路用性能.北京科技大学学报,2001(9):151～154.
[23] 胡力群.半刚性基层材料结构类型与组成设计研究.博士论文,长安大学,2004年.
[24] 中华人民共和国行业标准,公路工程水泥混凝土试验规程(JTJ 053-94).北京:人民交通出版社,1994年
[25] 梅传江,牛朋.水泥稳定碎石基层路用性能研究.公路交通科技,2002(6):35～37
[26] 廖公云,黄晓明.水泥稳定粒料集料级配干缩性能研究.公路交通科技,2002(12):41～44.
[27] 王明昌,徐士启,王乐福,杨修志等.半刚性路面基层冲刷唧浆的影响因素与防治.公路,1998(8):45～49.
[28] 胡力群.半刚性基层材料抗冲刷性能试验研究.硕士论文,西安公路交通大学,2000年.
[29] 胡力群,沙爱民.沥青路面水泥稳定类基层材料抗冲刷性能试验及机理研究.中国公路学报,2003(1):15～18.
[30] 郝培文,胡长顺,张炳乾,黄永军.半刚性基层材料抗冲刷性能研究.西安公路交通大学学报,2000(4):9～11.
[31] 沙爱民,胡力群.路面基层材料抗冲刷性能试验研究.岩土工程学报, 2002(5):276～280.
[32] 沙爱民,胡力群.半刚性基层材料抗冲刷性能试验方法研究.中国公路学报,2002(4):4～7.
[33] 郝培文胡长顺,张炳乾,黄永军.半刚性基层材料抗冲刷性能的研究.中国公路学会99学术交流论文集:97～101.
[34] 滕旭秋.二灰碎石混合料配合比设计及路用性能研究.硕士论文,长安大学,2003.
[35] 蒋应军.水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治研究.硕士论文,长安大学,2001年.
[36] 许洁.二灰碎石混合料组成设计及路用性能研究.工程硕士论文,大连理工大学,2003年.
[37] 樊立军.低活性粉煤灰在半刚性基层中的应用.硕士论文,河北工业大学,2003年
[38] 石小平.水泥混凝土的弯曲疲劳特性.土木工程学报,1990,23(3):11～22.
[39] 吴超凡.三灰砂砾综合路用性能研究.硕士论文,长安大学,2004年4月
[40] 王玉锁.新型混凝土复合早强剂的研究.硕士论文,西南交通大学,2004年2月.
[41] 田中青.沥青路面快速施工工艺的研究与应用.硕士论文,武汉理工大学,2001年4月.
[42] 匈 A.凯兹迪,张起森,梁锡山等译.稳定土道路.北京:人民交通出版社,1989:168～169.
[43] 沙庆林.水泥稳定土基层与底基层.北京:人民交通出版社,1981年.
[44] 李均亮.高等级规律水泥稳定集料基层施工非常规试验.东北公路,2000(3):22～24,33.
[45] 陈拴发.超快速硬修补材料及其作用机理研究.硕士论文,长安大学,2000年6月.
[46] 张登良.加固土原理.北京:人民交通出版社,1990年12月,第1版.
[47] 吴幼珍.水泥稳定土基层的特性及质量控制.云南交通科技,1999(12):19～22.
[48] 孙杰慧,王岳平.水泥稳定碎石基层中水泥剂量范围试验.公路,2001(5):38～41.
[49] 职雨风.超早强水泥混凝土修补剂的研究.硕士论文,长安大学,2000年6月.
[50] M. Nehdi et al. Rheology of High Performance Concrete: Effect of Ultrafine Particles. Cement and Concrete Research, Vol.28, NO.5, 687～697, 1998.
[51] X. Wu and D. M. Roy. Cement Rheology. Proc. Symp. M., Materials Research Society, 1982, J. Skalny Ed., 1983.
[52] R. H. Feldman, J. Beaudion. Cement and Concrete Reasearch. Vol. 6, 1976.
[53] J. Beaudion, P. W Brown. The Structure of Hardened Cement Paste. 9th International congress on cement chemistry. New Dehil, 1992, 1.
[54] Dodson V. Concrete admixtures. Van Nostrand reinhold, New York, 1990.
[55] 陈德鹏.高流动性超早强修补混凝土的研究.硕士论文.河北工业大学,2003年3月.