半剛度材料分析及改進(jìn)方案

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1、半剛度材料（基層）分析及改進(jìn)方案半剛度材料定義：無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的完工初期具有柔軟的工作特征，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，起強(qiáng)度和剛度逐漸提高，液體性增加。結(jié)構(gòu)成型后，起剛度介柔性材料與剛性材料之間，又稱之為半剛性材料。半剛性材料的主要力學(xué)特性為：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，疲勞特性和收縮（溫縮和干縮）特性。1、應(yīng)力-應(yīng)變特性：作為半剛性材料的最重要的特點(diǎn)之一就是起強(qiáng)度和模量隨齡期不斷提高，并逐漸具有剛性性質(zhì)。其中表征半剛性材料力學(xué)強(qiáng)度參數(shù)的主要指標(biāo)是抗拉，抗壓強(qiáng)度和抗拉，抗壓模量，抗彎拉強(qiáng)度和抗彎拉模量：（1）抗壓強(qiáng)度：主要材料抵抗垂直荷載

2、作用的能力，可用50*50、100*100、150*150的圓柱試件。經(jīng)7D養(yǎng)護(hù)，并在試驗(yàn)前飽水浸泡1D后，在路面強(qiáng)度試驗(yàn)儀上進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，計(jì)算無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。（2）抗壓彈性模量：采用分級(jí)加載，卸載的試驗(yàn)方法，記錄回彈變形，然后按公式求出回彈模量（3）劈裂強(qiáng)度：反應(yīng)抵抗由溫度作用而產(chǎn)生脹縮應(yīng)力的能力和抗剪切能力。2、疲勞特性：受到重復(fù)荷載作用時(shí)，材料的強(qiáng)度將低于材料在承受經(jīng)何在作用時(shí)的極限強(qiáng)度，這種材料強(qiáng)度降低的現(xiàn)象，成為疲勞。應(yīng)力的反復(fù)作用會(huì)使微裂縫逐步擴(kuò)展，從而不斷減少有效受力面積最終導(dǎo)致破壞，這種成為疲勞破壞。3、

3、溫度收縮特性：材料中較大顆粒的溫度的收縮系數(shù)較小，而較小顆粒以下的溫度收縮系數(shù)較大，它們之間的差別反應(yīng)了材料的脹縮性能。4、干燥收縮特性：其主要影響因素為類(lèi)型，計(jì)量，被穩(wěn)定類(lèi)別，粒料含量，齡期。接下來(lái)以具體的材料所做的基層來(lái)分析改基層的優(yōu)缺點(diǎn)，并從結(jié)構(gòu)，材料角度提出改進(jìn)途徑！一：石灰穩(wěn)定基層在粉碎的土或原狀松散的土中參入一定量的石灰，加水拌合，經(jīng)攤鋪，碾壓養(yǎng)護(hù)成型的滿足強(qiáng)度要求的基層，稱為石灰土基層。石灰穩(wěn)定土設(shè)計(jì)齡期為180D，凝結(jié)初期表現(xiàn)在土的結(jié)團(tuán)、塑性降低、最佳含水量增大。最大密實(shí)度降低，后期變化主要表現(xiàn)在結(jié)晶體結(jié)

4、構(gòu)的形成，從而提高強(qiáng)度、穩(wěn)定性。（其中后期主要有（1）離子交換作用、（2水化作用、（3）碳酸化作用，石灰的碳酸化作用和自身的結(jié)晶作用都需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，這也是石灰土后期強(qiáng)度形成的主要原因。）石灰穩(wěn)定土的優(yōu)點(diǎn)包括：(1)具有較高的抗壓強(qiáng)度和一定的抗拉強(qiáng)度；較好的水穩(wěn)性和一定的冰凍穩(wěn)定性(2)多數(shù)土都可以用石灰進(jìn)行穩(wěn)定：(3)便于施工：(4)缺乏優(yōu)質(zhì)粒料的地區(qū)較經(jīng)濟(jì)；(5)設(shè)計(jì)正確、施工質(zhì)量好的石灰穩(wěn)定土基層或底基層，使用效果經(jīng)常是好的。缺點(diǎn)為水穩(wěn)定性差、塑性不如瀝青。綜上所述，石灰的強(qiáng)度提高主要在后期，并且根據(jù)石灰

5、土的強(qiáng)度主要影響因素，1、我們應(yīng)該選用優(yōu)質(zhì)土作為石灰穩(wěn)定土。2、由于石灰土中石灰劑量占比較重要的位置，其CAO和MGO的含量越高，穩(wěn)定效果越好；石灰的細(xì)度越大，其表面積也越大，穩(wěn)定效果也好，所以石灰消解后，也應(yīng)盡量縮短存放時(shí)間，最好在生產(chǎn)后不遲于3個(gè)月投入使用，以免降低石灰活性。3、含水量的控制，太大會(huì)開(kāi)裂，太小不易壓實(shí)，宜去適當(dāng)?shù)暮俊?、由于石灰土的強(qiáng)度隨密實(shí)度的增加而提高。5、齡期，石灰隨齡期而增長(zhǎng)強(qiáng)度。6、養(yǎng)生條件：施工期間的最低溫度贏在5度以上，并在第一次到來(lái)之前一個(gè)月之內(nèi)完成石灰基層的施工。7、適當(dāng)?shù)男熊?chē)碾

6、壓，有利于提高石灰土基層的強(qiáng)度。在施工中應(yīng)注意施工季節(jié)，材料的組成設(shè)計(jì)，施工含水量，并可以適當(dāng)?shù)募尤胨槭?，可以防止開(kāi)裂。二、水泥穩(wěn)定土基層在粉碎的土或原狀松散的土中參入一定量的水泥，加水拌合，經(jīng)攤鋪，碾壓養(yǎng)護(hù)成型的滿足強(qiáng)度要求的基層，稱為水泥穩(wěn)定土基層。水泥的設(shè)計(jì)齡期為90D。水泥穩(wěn)定土的水化完全是在土中進(jìn)行的，土對(duì)這一過(guò)程有很大的影響，故其凝結(jié)速度比水泥混凝土的凝結(jié)速度慢，水化物種有的自身繼續(xù)硬化形成水泥石骨架，有的則有活性的土反應(yīng)，其反應(yīng)主要表現(xiàn)在（1）離子交換及團(tuán)?；饔?，主要使水泥形成一個(gè)封閉的空間，使其堅(jiān)固的聯(lián)

7、連，使水泥具有較高的強(qiáng)度。（2）硬凝反應(yīng)，析出的CA2+，在堿性環(huán)境中與粘土的SIO2和AL2O3進(jìn)一步反應(yīng)，提高強(qiáng)度。（3）碳酸化作用，形成碳酸鈣，使土固結(jié)，進(jìn)一步提高強(qiáng)度。水泥穩(wěn)定土的缺點(diǎn)包括：(1)強(qiáng)度可調(diào)節(jié)范圍不大，抗拉強(qiáng)度較低；(2)塑指小的土，達(dá)不到好的穩(wěn)定效果；(3)收縮系數(shù)大，易產(chǎn)生收縮裂縫；(4)遇水易軟化。優(yōu)點(diǎn)為其水穩(wěn)定性非常好、具有良好的整體性和足夠的力學(xué)強(qiáng)度以及足夠的抗水性和抗凍性。其初期強(qiáng)度高且強(qiáng)度隨齡期不斷增長(zhǎng)。但水泥穩(wěn)定土基層不適用于高級(jí)公路或一級(jí)公路瀝青路面和水泥混凝土路面板下的基層，只能

8、用作低基層。而根據(jù)水泥混凝土的影響因素來(lái)看，（1）、土質(zhì)，土的類(lèi)別和性質(zhì)是影響水泥土強(qiáng)度的重要因素之一，現(xiàn)在我國(guó)規(guī)范規(guī)定，水泥穩(wěn)定細(xì)粒土，其塑性指數(shù)不得大于17。（2）水泥成分和劑量：一般認(rèn)為各種類(lèi)型的水泥均可以用于穩(wěn)定土，由數(shù)據(jù)也可以看出水泥穩(wěn)定土忠所需水泥用量隨土中細(xì)粒含量的增加而增加，所以盡量選用細(xì)度高的，表面