水泥稳定砂岩碎石混合料力学性能与抗冻性能试验研究

发布时间：2020-07-17 04:33

【摘要】：党的十九大后,我国踏上建设交通强国新征程,公路建设量持续增长。在此背景下,水泥稳定碎石混合料因其优异的路用性能及低廉的造价被广泛地用于路面基层或底基层。因此,各地对于优质筑路石材的需求量激增。但近年来,多数石料厂因环保问题被停顿整改,这使得全国多地石料市场出现供不应求现象。所以,本文利用陕西省丰富的砂岩资源,将砂岩作为级配碎石用于水泥稳定碎石基层中,缓解当地优质筑路石材紧缺的现象。本文对陕西省某在建高速公路项目沿线的砂岩进行试验研究,分析其物理、力学性能以及适用性,并对以砂岩为级配碎石的水泥稳定砂岩碎石混合料进行试验研究,分析影响水泥稳定砂岩碎石混合料力学性能及抗冻性能的关键因素,本文主要研究结论如下:(1)本文砂岩取自陕西省某在建高速公路项目沿线石料厂,所出产砂岩来自陕北地区,其主要矿物组成为长石与石英,物理力学性能较石灰岩差,但除砂岩集料的压碎值与砂当量不符合规范要求外,砂岩集料的各技术指标均能符合规范要求。(2)本文设计的水泥稳定碎石混合料试件的7天无侧限抗压强度代表值符合规范要求,且当水泥掺量增加至4.0%时,各水稳砂岩试件的7天无侧限抗压强度代表都值大于3.5MPa。(3)水泥稳定砂岩碎石混合料的龄期以及水泥掺量对其强度、刚度、耐水性以及抗冻性能有较大影响。当水泥掺量的一定时,水泥稳定碎石混合料试件的强度与龄期呈对数函数形态,试件在90天龄期时,强度基本形成;水泥掺量可以有效地提高水泥稳定砂岩碎石混合料试件强度及刚度,当水泥掺量增加至4.0%以上时,试件的强度与刚度均有显著提高,建议水泥稳定砂岩碎石混合料的水泥掺量大于4.0%;试件龄期与水泥掺量对水泥稳定砂岩混合料的耐水性有较大影响,适当的增加水泥掺量可有效地提高水泥稳定砂岩碎石混合料的耐水性,试件龄期超过60天后,各混合料试件的软化系数增长幅度减小,各混合料试件的强度接近未饱水时的强度。水泥掺量为4.0%的混合料试件的软化系数大于0.75;同一水泥掺量的试件,冻融前试件与对比组试件的强度随着龄期的增长的趋势大致相同,当水泥稳定砂岩混合料龄期到达90天时,具有一定的抗冻性;水泥掺量可以有效地提高水泥稳定砂岩碎石混合料试件的抗冻性,水泥掺量在4.0%以上时,试件的抗冻性能显著提高。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U414
【图文】：

实体图,砂岩,块石,石料厂

试验实体图

块石,砂岩,砂岩骨架

第二章砂岩物理力学特性分析岩矿物组成分析岩按其矿物组成成分可分为石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩和杂砂岩。取项目沿线三家石料厂的砂岩都源自陕北地区。现有研究表明，陕北地区盆地中南部，所产砂岩主要为长石砂岩，少部分为岩屑长石砂岩，其中，石。以陕北地区三叠系延长组砂岩为例，长石在砂岩骨架颗粒中的平均岩屑在砂岩骨架颗粒中的平均含量为 14.5%，石英在砂岩骨架颗粒中的9.2%[35-38]。为进一步确定选样砂岩的种类，本文对各石料厂随机抽取 10 个 X 衍射试验，检测结果见表 2.1。砂岩块石、样本分如图 2.1、图 2.2 所示

砂当量,细集料

300 660.7 848.9 2.68300 653.5 843.3 2.72表示细集料中粘性矿物以及杂基的含量。这些包裹在砂岩集料周扰水泥的水化反应，减少水化产物，使得混合料内部胶结作用减碎石混合料的强度及耐久性。细集料砂当量值按式（3.2）计算21hSEh —细集料的砂当量（%）；—试筒中用活塞测定的集料沉淀物的高度（mm）；—试筒中絮凝物和沉淀物的总高度（mm）。

【参考文献】