沥青路面水泥改性级配碎石级配与回弹模量研究.docVIP

沥青路面水泥改性级配碎石级配与回弹模量研究 田小革 陈永兴 (长沙理工大学 交通运输学院，湖南 长沙 410114) 摘 要：通过室内重复加栽三轴试验研究3种级配下水泥改性之后的级配碎石的回弹特性，分析体应力、偏应力、级配类型对回弹模量的影响。实验结果表明，应力状态对其级配类型对回弹模量起着最为主要的影响；回弹模量在基本趋势上与偏应力、体应力成正关系。然后应用非线性回归方法得到Usan模型下各种情况的本构模型。 关键词：路面结构、水泥改性、级配碎石、动三轴、本构模型 Study on gradation and resilient modulus of cement modified graded crushed stones in asphalt pavement Tian xiaoge Chen yongxing （Changsha University of Science Technology, transportation college，Hunan Changsha 410114) Abstract: Dynamic resilient modulus of three kinds of cement modified graded crush stones were studied by repeated loading triaxial test, and the effects of bulk stress，deviation stress and gradation type on the resilient modulus were analyzed．Results indicate that the stress state plays the most major character in resilient modulus. The resilient modulus show a positive relationship with deviator stress and body stress basically. Then Usan model of the constitutive model were got by the application of nonlinear regression method. Keywords: pavement structure, cement modified, graded crushed stones, dynamic triaxial, constitutive model 1 前沿 众所周知，水泥稳定碎石在中国高等级公路的成功应用，具有不可置疑性，但与之而来的路面问题不断显现，并且在工程实际和学术界不能得到很好的解答。国内学者对这种情况进行了不同深度和不同方面的研究，涉及路面结构体系的设计、材料的组成和施工工艺、新材料的应用等等，取得了不同程度的效果。 水泥稳定碎石在国内的普遍应用，路用性能表现良好，但沥青路面大量的路面反射裂缝，进一步显现出了水泥稳定碎石的局限性，为此，国内尝试性铺筑了低剂量水泥稳定碎石沥青路面。通常来讲，当水泥剂量不低于3%时，结构层表现为板体性，即通常意义上的水泥稳定碎石。鉴于此，国内学者将添加了少剂量的水泥（1%～2.5%）的级配碎石称之为水泥改性级配碎石。它作为一种水泥稳定碎石和级配碎石之间的过渡性材料，初期表现为水泥稳定碎石的板体性，然后在一定路用荷载的反复作用下逐渐表现为级配碎石的散体性,理论上认为，由于其具有一定程度上的水泥稳定碎石特性，可以为面层及基层提供可靠的强度支撑；此外，其又表现出级配碎石的散体性，可以考虑作为整个路面结构的排水层，并且可以减少水泥稳定碎石基层沥青路面结构出现的反射裂缝及水损坏现象的发生[1]。 2 试验方案 2.1 原材料 石灰岩：技术指标均符合要求； 水泥：PO32.5。 2.2 集料级配 依据当前不同规范[2-3]对级配碎石提出的级配要求，采用骨架密实级配下限（级配Ⅰ）和悬浮密实级配上限（级配Ⅲ），并根据沙院士提出的SAC级配设计理论[４～５]拟定出一条级配曲线（级配Ⅱ）。在利用SAC级配设计方法时，将0.075mm、4.75mm、26.5mm作为控制筛孔，然后借鉴他人文献中关于级配的论述，将控制筛孔的通过率设为如下表1中Ⅱ级配： 表1 三种级配 编号 不同孔径（mm）的通过率（%） 0.075 0.6 2.36 4.75 9.5 19 26.5 31.5 Ⅰ 0 6 14.2 22 36.8 61.7 79 100 Ⅱ 6 13.9 24.1 32 48.6 73.7 90 100 Ⅲ 7 19.5 38.3 54 69.2 88.8 100