废旧橡胶粉对水泥稳定碎石无侧限抗压强度影响

2020-10-29 07:11:48李淑媛王可良隋同波
中国建材科技 2020年3期
关键词:无侧橡胶粉侧限

李淑媛 王可良 隋同波

(1山东交通学院,山东 济南 250357;2中材国际工程股份有限公司,北京 100102)

0 前言

水泥稳定碎石具有良好的整体性和稳定性,作为基层材料被广泛应用[1]。但是随着使用时间增长,容易出现一些严重问题,道路在未达到使用年限之前,由于交通量过大导致路面受损,影响道路的正常使用[2]。因此,研究能够延长使用寿命的基层材料具有重要意义。

废旧橡胶粉改性水泥稳定碎石是一种新型基层材料,抗疲劳性能优异,具有较高的耐久性,但对其力学性能研究较少。结合试验,设计水泥稳定碎石基层的无侧限抗压强度为6.0MPa,在水泥稳定碎石中掺入废旧橡胶粉,研究橡胶粉对水泥稳定碎石的无侧限抗压强度的影响,确定橡胶粉的最佳掺量,为实际工程提供技术指导。

1 试验

1.1 原材料

水泥:普通硅酸盐水泥42.5,山东济南;石屑:0-5mm,山东济南;粗骨料:5-10mm碎石、10-20mm碎石、10-31.5mm碎石,山东泰安;橡胶粉:40-60目,山东邹平。

1.2 试验仪器

全自动击实仪,天津试验仪器厂;压力机,济南试验机厂。

1.3 试验方法

根据《公路工程集料试验规程JTGE42-2005》,优化骨料碎石级配;按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTGE51-2009》选择5个不同水泥剂量,进行击实试验,确定不同水泥剂量的混合料最大干密度和最佳含水率;采用静压成型法制备ø150mm×150mm圆柱型试件,在标准养生室养生至试验龄期测定不同水泥剂量混合料的无侧限抗压强度。

1.4 结果与讨论

1.4.1 优化碎石级配

采用筛分法优化碎石级配组成,结果见表1。

表1 碎石级配组成

由表1可知,水泥稳定碎石的级配组成为10-31.5mm:10-20mm:5-10mm:石硝=23:25:25:27。

1.4.2 确定混合料最大干密度和最佳含水率

选择水泥剂量分别为5%,6%,7%,8%,9%,进行击实试验,测定不同水泥剂量的混合料最大干密度和最佳含水率,结果见表2。

表2 混合料最佳含水率和最大干密度

1.4.3 水泥稳定碎石基准配比

根据不同水泥剂量的最大干密度对应的最佳含水率,拌合成型试件,养生7d,测试无侧限抗压强度,结果见表3。

表3 不同水泥剂量混合料无侧限抗压强度

由表3可知,水泥剂量为5%时可满足抗压强度6.0MPa。结合表1,水泥稳定碎石基准配合比组成为10-31.5mm碎石:10-20mm碎石:5-10mm碎石:石硝=23:25:25:27,水泥剂量为混合料的5%。

1.4.4 橡胶粉对水泥稳定碎石无侧限强度的影响

根据基准配比,采用废旧橡胶粉等体积取代部分石硝的方法,分别将10kg·m-3、20kg·m-3和30kg·m-3橡胶粉掺入水泥稳定碎石中,拌合成型,养生7d,测试不同橡胶粉掺量的水泥稳定碎石无侧限抗压强度,结果见表4。

由表4可知,橡胶粉掺量大,水泥稳定碎石的强度降低。橡胶粉掺量10kg·m-3,水泥稳定碎石的无侧限抗压强度为6.2MPa,是基准水泥稳定碎石的98.4%,大于设计强度6.0MPa;橡胶粉掺量20kg·m-3和30kg·m-3,无侧限抗压强度分别为基准水泥稳定碎石的90.5%和85.7%,均小于设计强度。

表4 不同橡胶粉掺量的水泥稳定碎石无侧限抗压强度

2 结论

1)橡胶粉掺量大,水泥稳定碎石的无侧限抗压强度降低。

2)橡胶粉掺量10kg·m-3的水泥稳定碎石无侧限抗压强度满足设计要求。

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