林文明
摘 要:水泥穩(wěn)定碎石的強度較高,在公路工程建設中容易出現(xiàn)裂縫,進一步造成路面的開裂,這不僅影響車輛的正常通行,同時也會給施工企業(yè)帶來較大的經濟損失。以水泥穩(wěn)定碎石強度的影響因素為研究課題,進行了詳細的闡述。
關鍵詞:水泥穩(wěn)定碎石;強度;裂縫;含水量
中圖分類號:U416.214 文獻標識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.086
水泥穩(wěn)定碎石是一種脆性材料,對溫度和濕度的變化比較敏感,因此,在建筑施工中,如果溫度、濕度控制不當或荷載過重,則會導致路面裂縫等病害出現(xiàn)。雖然細小的裂縫在短時間內不會對車輛的行駛造成不便,但隨著路面使用時間的延長,道路內部的基層結構就會遭到破壞,從而影響路面的使用性能。
1 水泥穩(wěn)定碎石強度的形成及影響因素
1.1 水泥穩(wěn)定碎石強度的形成
在建筑施工中,為了增強碎石的穩(wěn)定性,多數(shù)情況下會利用水泥來穩(wěn)定碎石。在穩(wěn)定碎石的過程中,水泥、碎石和水之間的作用變化較為復雜,從而使水泥和碎石由分散性材料變成整體性材料,這也是水泥穩(wěn)定碎石強度逐漸形成的一個過程。
1.2 水泥穩(wěn)定碎石強度的影響因素
水泥穩(wěn)定碎石基層材料由水泥、粗細集料等多種材料組成?!氨姸嗖牧霞稀边@一特質決定了水泥穩(wěn)定碎石的強度受多種因素的影響。一般情況下,水泥穩(wěn)定碎石的強度會受原材料、配合比例、攪拌時間、攤鋪和碾壓工藝、開放交通時間等多種因素的影響,這就增加了判斷主要影響因素和次要影響因素的難度,進而需要進行大量的實驗來研究哪些因素為影響水泥穩(wěn)定碎石強度的主要因素,哪些為次要因素。由此可見,針對水泥穩(wěn)定碎石強度影響因素的研究還需要借助大量的實驗,然后根據(jù)實驗結果判斷主要影響因素和次要影響因素。因此,水泥穩(wěn)定碎石強度影響因素的研究需要一個長期的過程。
2 水泥穩(wěn)定碎石強度影響因素的實驗研究
與其他基層材料相比,水泥穩(wěn)定碎石這種半剛性基層材料的剛度較高、脆性較大、抗變形能力較差,尤其是在溫度和濕度變化較為明顯的情況下,使用水泥穩(wěn)定碎石建成的路面很容易出現(xiàn)裂縫。對于一些較薄的瀝青路面來說,裂縫現(xiàn)象會直接反映到面層,比如發(fā)生干縮和溫縮應變,從而形成反射裂縫。為了避免水泥穩(wěn)定碎石基面開裂的情況出現(xiàn),在設計水泥穩(wěn)定碎石基層混合料的配合比例和具體的工程施工時,需要對影響因素進行系統(tǒng)的研究,從而找出影響水泥穩(wěn)定碎石強度的主要因素和次要因素,并通過實驗確定影響因素在哪個范圍內對水泥穩(wěn)定碎石的強度是有利的。以下通過正交實驗來研究水泥穩(wěn)定碎石強度的影響因素。
2.1 正交實驗
2.1.1 正交實驗的目的
實驗目的:研究水泥穩(wěn)定碎石強度的影響因素,找出主要影響因素和次要影響因素,并在此基礎上找出其影響規(guī)律,確定影響因素在哪個范圍內對水泥穩(wěn)定碎石的強度最有利。
2.1.2 正交實驗的實驗方法和結果
在測試水泥穩(wěn)定碎石強度的影響因素時,多數(shù)情況下采用擊實實驗。擊實實驗標準如表1所示。
結合擊實實驗中的每組數(shù)據(jù),以干密度為縱坐標,含水量為橫坐標,繪制干密度和含水量的曲線圖,就可以得出水泥穩(wěn)定碎石的最大干密度,具體如圖1所示。
2.2 實驗結果分析
在不考慮其他因素的情況下,假設級配、水泥劑量、含水量和壓實度都為正交因素,將7 d無側限抗壓強度和90 d劈裂強度作為水泥穩(wěn)定碎石強度的測試指標。7 d無側限抗壓強度實驗結果如表2所示。
由這四個因素的F檢驗結果得知:水泥劑量F>F0.01,說明水泥劑量對7 d無側限抗壓強度有著非常顯著的影響;級配F0.01>F>F 0.05,說明級配對7 d無側限抗壓強度沒有任何影響或者影響不明顯;含水量和壓實度F0.05>F,說明含水量和壓實度對7 d無側限抗壓強度沒有任何影響。
表3所示為90 d劈裂強度方差分析結果。從表3中可以看出,在90 d劈裂強度實驗中,級配、水泥劑量、含水量、壓實度的F檢驗結果與7 d無側限抗壓強度實驗結果基本一致。
綜合表2和表3的數(shù)據(jù)可以得出,以上四種因素中對水泥穩(wěn)定碎石強度影響最大的是水泥劑量,其次是級配、壓實度、含水量。
3 提升水泥穩(wěn)定碎石強度的建議
水泥穩(wěn)定碎石是建筑施工中常用的施工材料,具有造價低、強度高和整體性優(yōu)良等特點,得到了眾多建筑施工企業(yè)的認可。但是,水泥穩(wěn)定碎石也是一種脆性建筑施工材料,在施工中,如果操作不當、荷載過重或溫濕度變化較為明顯,就很容易導致路面開裂,這不僅會嚴重影響路面的使用性能,還會給車輛的行駛造成不便。因此,在水泥穩(wěn)定碎石施工中應定時養(yǎng)護,并及時對細小的裂縫進行維修,嚴防開裂情況出現(xiàn)。此外,還需要加強對水泥穩(wěn)定碎石強度影響因素的研究,找出主要影響因素,然后根據(jù)主要因素的成因,制訂相應的解決方案,從根本上解決路面開裂問題。
4 結束語
綜上所述,水泥穩(wěn)定碎石強度的影響因素有很多。這主要是因為水泥穩(wěn)定碎石所需的原材料種類較多,施工工藝比較復雜。另外,荷載大小、溫濕度變化也會對水泥穩(wěn)定碎石的強度造成一定的影響。因此,應對水泥穩(wěn)定碎石強度的影響因素進行綜合判斷,并對水泥穩(wěn)定碎石的組成成分、配合比例、含水量和壓實度等進行深入的研究,從而找出影響水泥穩(wěn)定碎石強度的主要因素,然后根據(jù)主要因素的成因采取相應的解決措施。
參考文獻
[1]李明杰.水泥穩(wěn)定碎石強度影響因素的試驗研究[J].公路交通科技,2010,27(4):6-11,43.
〔編輯:劉曉芳〕