纤维对水泥稳定碎石材料性能影响的实验研究

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水泥稳定碎石基层凭借强度高、整体性好等良好的性能被广泛应用于道路基层。水泥稳定碎石基层存在抗裂性能差的缺点,基层裂缝会影响路面使用性能及使用寿命。在水泥稳定碎石材料中掺加适量的纤维材料是提高其抗裂性能的重要方式之一。本文将纤维掺加到水泥稳定碎石和多孔水泥稳定碎石中用于改善其路用性能。本文主要研究内容:(1)纤维工程性质分析。探究纤维水泥砂浆适用的拌和方式,进行纤维水泥砂浆抗裂性实验。(2)纤维水泥砂浆性能实验。探究纤维水泥砂浆流动度变化规律,进行纤维水泥砂浆强度实验。(3)纤维水泥稳定碎石材料组成设计。确定多孔水泥稳定碎石级配设计方法,确定有效空隙率、渗水系数。(4)纤维水泥稳定碎石路用性能研究。进行纤维水泥稳定碎石抗压强度、弯拉强度、冻融实验等,探究纤维对水泥稳定碎石抗裂性等路用性能的影响。本文主要研究结论:(1)根据拌和均匀性及胶浆强度,推荐适用的纤维胶浆拌和方式;(2)水泥砂浆抗裂性实验结果显示,五种纤维均能提高水泥胶浆抗裂性;掺加纤维,水泥胶浆的7d抗折强度提高,28d抗压、抗折强度提高。强度提升效果好的是聚丙烯纤维和玻璃纤维粉。(3)掺加纤维,水泥稳定碎石抗压强度增大(聚丙烯纤维增大29.7%,玻璃纤维粉增大20.0%)、劈裂强度提高(聚丙烯纤维提高11.1%,玻璃纤维粉提高5.6%)。(4)掺加纤维,水泥稳定碎石弯拉强度提高(聚丙烯纤维提高11.1%、玻璃纤维粉提高21.2%)、弯拉破坏应变增大(聚丙烯纤维增加26.0%,玻璃纤维粉增加18.7%)(5)纤维水泥稳定碎石材料的水稳定性提高,掺聚丙烯抗压强度损失减少13.6%,掺玻璃纤维粉抗压强度损失下降3.2%。(6)掺加纤维,水泥稳定碎石干缩系数减小(掺聚丙烯纤维减少7.4%,玻璃纤维粉减少4.7%)。研究结果表明聚丙烯纤维和玻璃纤维粉能够有效提高水泥稳定碎石路用性能。
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