混合强度范文

混合强度范文（精选7篇）

混合强度 第1篇

目前对于沥青混合料在常温时的破坏机理研究得还不够, 一般都倾向于采用库伦内摩擦理论分析其强度, 得到计算结果。沥青混合料的抗剪强度主要取决于沥青与矿物物理化学交互作用而产生的粘聚力, 以及矿料在沥青混合料中分散程度不同而产生的内摩阻角。￡=f (c, &)

C、&值一般可通过三轴试验直接获得, 亦可通过测定无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度予以换算。

沥青混合料的粘聚力是许多因素的函数, 最主要的有沥青本身的性质如沥青的粘滞度、化学性质等, 矿粉性质如矿物成分、表面积大小等, 以及沥青与矿粉用量比例等。

1 沥青的粘滞度对沥青混合料强度的影响

沥青混凝土作为一个具有多级空间网络结构的分散体系从其最粗一级网络结构看, 它是各种矿质集料分散在沥青中的分散系。在其他因素固定的情况下, 沥青混合料的粘结力随沥青材料的粘滞度增大而增大。因为沥青的粘滞度大即表示沥青内部的胶团相互位移时, 其分散介质抵抗剪切作用的抗力大, 必然影响到沥青混合料的粘滞阻力增加, 这对提高混合料的抗剪强度, 特别是受瞬时荷载时更为明显。

2 沥青与矿料之间的吸附作用

列宾研究认为:沥青与矿料相互作用后, 沥青在矿料表面产生化学组分的重新排列, 在矿料表面形成一层扩散结构膜。在此膜厚度以内的沥青称为结构沥青, 在此膜以外的沥青称为自由沥青。结构沥青与矿料之间发生相互作用, 使沥青的性质有所改善, 而自由沥青与矿料距离较远, 没有与矿料之间发生相互作用, 仅将分散的矿料粘结起来, 只能保持沥青原有的性质, 不能提高混合料相互间的粘聚力。

根据沥青与矿料之间相互作用原理, 沥青用量需要适量, 使混合料中形成结构沥青, 尽量减少自由沥青膜。在相同沥青用量的情况下, 与沥青相互作用的矿料表面积, 对形成结构沥青有很重要的影响, 矿料表面积愈大, 形成的沥青膜愈薄, 结构沥青所占的比例愈大, 沥青混合料的粘结力也愈高。

按照物理化学观点, 沥青与矿料之间的相互作用过程是比较复杂和多样的吸附过程, 这些吸附过程包括物理吸附、化学吸附。

2.1 沥青与矿料的物理吸附

一切固态物质的相界面上, 都具有将周围介质分子或离子吸引到表面上的能力。因此, 液体与固体的相互作用, 主要是由于分子间引力的作用而产生的, 故被称为物理吸附。这种吸附过程, 就是当沥青材料与矿料之间在仅有分子引力的作用时, 所形成的一种定向多层吸附层。

物理吸附作用的大小, 主要决定于沥青中的表面活性物质以及矿料与沥青的分子亲和性的大小。沥青材料中包含有部分表面活性物质, 根据其含量的不同, 使沥青材料具有不同的极性, 而碳氢化合物为非极性物质部分。当沥青与矿料相互作用时, 矿料对沥青中的极性分子显示出亲和性, 沥青中的极性分子显示出亲和性, 沥青中的极性分子, 根据其极性大小, 形成适当的定向作用, 趋向于矿料表面, 从而在矿料表面构成多层的吸附层。而非极性则转向于沥青介质中。因此, 当沥青中表面活性物质含量越多, 矿料与沥青的分子亲和性愈大, 则物理吸附作用愈强烈, 混合料的粘聚力也就越高。

各种沥青以及沥青中各个组分所表现的表面活性程度是不同的。

沥青以及沥青中各个组分所表现的表面活性程度是不同的。

按沥青组分的表面活性程度而言, 可排列为下列次序:地沥青酸与酐>地沥青质>树脂>油份。按沥青种类而言, 表面活性程度的次序大致可排列为:煤沥青>页岩沥青>天然沥青>氧化沥青。

但是, 根据两相物质极性差愈小, 亲和性愈大的原则, 由于水的极性要比沥青的极性大得多, 所以矿料, 尤其是酸性的亲水性矿料对于水分的吸附作用较之对于沥青的吸附作用要强的多。因此, 当沥青与矿料作用仅产生物理吸附时, 在水的作用下可以破坏沥青与矿料的吸附粘结性, 而将沥青吸附层从矿料表面上排去。它只能使混合料在干燥状态下具有一定的粘结力, 而不能保证其水稳定性。

2.2 沥青与矿料的化学吸附

化学吸附是沥青材料中的活性物质与矿料的金属阳离子产生化学反应在矿料表面构成单分子层的化学吸附层。当沥青与矿料形成化学吸附层时, 相互之间的粘结力大大提高。此时矿料与沥青吸附粘结力要比矿料与水的结合力大。因此, 在水的作用下, 这种吸附是不可逆的。

2.3 沥青与矿粉的用量比例

沥青用量过少, 沥青不足以形成薄膜粘结矿料颗粒表面, 随着沥青用量的增加, 能完全地包裹在矿料表面, 逐渐形成结构沥青, 使沥青与矿料间的粘结力随沥青用量的增加而增加。当沥青用量为最适宜时, 沥青胶结物具有最优的粘结力。矿粉用量不足同样不能形成结构沥青, 降低沥青粘结物质的粘聚力, 但增加矿粉用量过多, 在低温时混凝土脆性加大, 路面在冬季容易产生裂缝, 特别是矿粉中小于0.005毫米的含量过多, 还会使沥青混合料结成团块, 增加施工困难。

2.4 矿料的粒度、形状与表面粗糙度

为了提高沥青混合料的嵌挤力和摩阻力, 应选用表面粗糙、形状方正、有棱角的矿料, 并适当增加矿料的粗度。但如果过分强调颗粒粗度, 容易使细料过少, 密实度不够, 强度和水稳性降低, 应根据各方面条件以权衡考虑。

2.5 温度和形变速度对沥青混合料的抗剪强度的影响

沥青混合料时一种粘弹性材料, 它的抗剪强度与温度及剪变率有关, 而矿料的内摩阻角与上述因素关系很小。沥青与矿料间的粘结力在其他条件相同的情况随温度与形变速度而变化。

通过以上分析, 沥青混合料中的自由沥青一般只起到与矿料粘结在一起的作用, 粘结力的大小主要决定于沥青本身的性质, 而结构沥青是与矿料发生了一系列相互作用的过程, 因而其间的粘附力较沥青本身的粘聚力大得多。因此, 为了提高混合料的强度, 除采用质量良好的沥青外, 还应合理控制沥青用量, 在使矿料表面被沥青充分包裹的前提下, 尽量减薄沥青膜的厚度。在密实级配混合料中通常都需要有适量的矿粉, 这是因为矿粉不仅在混合料中起到填充料的作用, 还大大提高矿料的比面积。另外还应注意选择矿粉与沥青的粘附能力, 一般碱性的矿粉较酸性矿粉的效果好。

参考文献

[1]道路建筑材料.同济大学道路工程教研室编[M].人民交通出版社, 1979.

混合强度 第2篇

摘要：水泥稳定碎石本身具有强度高，刚度大，整体性强等特点，因此被广泛应用于我国高等级公路建设中。而水泥稳定碎石的强度指标受到多种因素的影响，结合实际工程，从集料级配、混合料的配合比、含水率等方面进行强度对比试验，探讨满足实际工程要求的最优水泥稳定碎石配合比方案，并提出控制其性能的措施。

关键词：水泥稳定碎石;强度;配合比;強度性能

路基作为路面结构中的主要承重层，其性能好坏显著影响着路面结构的整体强度、使用性能。而水泥稳定碎石基层的整体稳定性和耐久性良好、强度和承载能力较高，因而被广泛应用于我国高等级公路建设中。文章结合承秦高速公路工程建设项目，针对其基层拟采用的水泥稳定碎石进行试验分析，找出满足要求的最优配合比方案，并对关键影响因素进行分析。

1.原材料性能检验

1.1水泥

本次研究采用京丰水泥厂生产的水泥。水稳基层采用32.5级缓凝水泥，初凝时间不小于3h，终凝时间不小于6h。水泥质量检测结果见下表。

1.2集料

本次实验水泥稳定碎石基层采用遵化新发采石场碎石，石料分为四档：1#(10～30mm)、2#(10～20mm)、3#(5-10mm)、4#(0～5mm)。根据规范中对级配的要求，基层集料级配设计见表2：

2.水稳混合料击实与强度试验

2.1重型击实试验

重型击实试验试筒容积2177cm3，分3层击实，每层98次，采用混合料烘干后的含水量计算最大干密度与最佳含水量。

按照表2的.级配，取水泥剂量3.5%、4.0%、4.5%、5.5%，每个水泥剂量按加水量3%、4%、5%、6%、7%进行重型击实试验。两次平行试验如下：

两组试验的最大干密度相差均小于0.08，满足规范要求。

2.2 7天无侧限抗压试验

在击实试验结果基础上，采用所确定的含水量拌制混合料静压成型试件。在标准养护室养生7天后测定其抗压强度，结果如下表：

回归的线性关系：y=0.7452x+0.9948，相关系数：RZ=0.9642。实验结果显示：水泥稳定碎石混合料的强度随含水量的增加而增强。根据规范规定，下基层7天无侧限抗压强度在实际生产中宜采取4.0MPa为控制目标，故取水泥剂量为4.1%，上基层7天无侧限抗压强度在实际生产宜接近4.5MPa，故取水泥剂量为4.5%。

2.3振动击实对比试验

按水泥剂量4.1%和4.5%进行振动击实验证试验，采用相同的级配，分三层装料，每层振动时间为3分钟，频率为30Hz。振动击实的数据图形和结果如下：

振动击实得出的干密度略大于重型击实的结果，而最佳含水量略小于重型击实的结果。

3.结语

通过以上水泥稳定碎石混合料击实与强度试验可知：

(1)水泥稳定碎石混合料生产时，1#、2#、3#、4#档石料比例按照表2，取为20：28：21：31。若各档矿料颗粒级配组成与配合比设计的颗粒级配组成偏差较大，应调整原材料比例，确保级配满足要求。

混合强度 第3篇

【关键词】高强度添加剂；SBS改性沥青；SMA混合料；路用性能

【Abstract】This text is main research to add Gao strength additive empress of the asphalt Ma hoof fat to SMA mixture anticipate road to use function of influence， with Gao strength additive act for the SBS change sex application at the SMA for research point， respectively change sex asphalt SMA， the Ji quality asphalt SMA and add for the SBS dissimilarity quantity Ken especially Lai Gao the SMA of the strength additive mixture anticipate road carry on comparison research with the function， detection Ken especially Lai Gao the strength additive use function to the SMA road of improvement is to show Zhao， use it act for SBS's doing SMA road noodles be viable， and construction simple easy line， easy to in actually the engineering expansion application.

【Key words】Gao strength additive；The SBS change sex asphalt；The SMA mixture anticipate；The road use function

1. 前言

（1）目前，SMA混合料普遍要使用SBS改性沥青，但其中存在一定的弊端，如：SBS改性沥青存储易分离，稳定性差；SBS改性沥青在生产加工和存储过程中性能会发生衰变。这些问题均会导致SMA混合料的路用性能下降。因此，以高强度添加剂替代SBS改性剂应用于SMA的试验研究非常必要。

（2）试验研究方法是对三种类型的SMA混合料的路用性能进行对比试验，一是基质沥青SMA混合料，二是在基质沥青SMA混合料中添加不同剂量的高强度添加剂所形成的混合料即高强度添加剂改性SMA混合料，三是SBS改性沥青SMA混合料。

2. 基质沥青SMA混合料和SBS改性沥青SMA混合料配合比设计

2.1 基质沥青SMA混合料配合比的确定。

（1）设计级配的确定。

选用油石比6.2%作为初试油石比，试验测定试件的毛体积相对密度和各项体积指标。通过干捣试验测定粗集料松间隙率VCADRC，对三种SMAl3级配进行VCA的检验。

设计级配1：VCAmix=34.92设计级配2：VCAmix=34.06

设计级配2：VMA=17.51>17

设计级配3：VMA=16.81<17

三种级配均满足：VCAmix（2）最佳油石比的确定。

分别选择5.9%、6.2%和6.5%进行最佳沥青用量确定，马歇尔试验指标见表4。据表4试验数据，确定最佳油石比为6.3%。

（3）配合比设计检验。

谢伦堡沥青析漏试验结果见表5。肯塔堡飞散试验结果见表6。经检验，设计的SBS改性SMAl3混合料符合规范要求。

3. 高温稳定性试验

车辙试验（60℃）结果见表7。表7表明高强度添加剂对SMA混合料的高温稳定性有改善作用，并随着剂量的增大越来越明显，当掺量大于6‰时，其动稳定度完全满足规范要求；当剂量达到8‰时，其动稳定度与5%SBS改性沥青SMA混合料的动稳定度相当。

4. 水稳性试验

4.1 冻融劈裂试验结果见表8。

4.2 表8表明高强添加剂对TSR的改善明显，均满足规范大于80%的要求，并且剂量为8‰时与SBS效果相当。

5. 低温抗裂性能试验

5.1 小梁低温（-10℃）弯曲试验结果见表9。

5.2 表9表明，高强度添加剂可提高破坏应变并与剂量成正比，当剂量为8‰时满足规范关于冬冷区的最高要求，同时也接近5%改性沥青SMA13混合料。

6. 高强度添加剂的添加方法

高强度添加剂的添加方法有自动添加与人工添加两种。

自动添加是在拌和楼上加一套专用高强度外掺剂添加系统，采用专用的自动添加和计量装置，实现生产过程中添加的自动化和计量的精确化。该法简单易行，同时便于精确科学的掌握用量，以避免高强度添加剂的浪费。人工添加是袋装（定量）投放，用于间歇式拌和。

7. 高强度添加剂发挥作用的机理

本试验采用的是北京天成垦特莱公司生产的垦特莱高强度添加剂（英文简写K），外观为灰黑色颗粒状或片状，并且可在常温下长期保存。它是一种由多种聚合物复合成的沥青混合料添加剂，它通过与集料表面的增粘、加筋、填充以及沥青改性等多重作用，从而大幅提高沥青混合料的路用性能。

8. 结语

通过上述研究能够得出如下结论：

（1）高强度添加剂能够改良基质沥青SMA混合料的路用性能，并且能够满足规范要求，可以和SBS改性沥青SMA混合料相媲美。

（2）高强度添加剂的使用是直接对基质沥青SMA混合料进行改性，克服了SBS改性沥青SMA混合料必须先改性存在的弊端——沥青改性难度大、改性沥青不稳定且性能易衰变等，并且施工温度相比较低，能够节能减排，低碳环保。

（3）施工简便，质量易保证，便于推广应用。

参考文献

[1] 沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M].北京：人民交通出版社.200.1.

[2] 沈金安，李福普.SMA路面设计与铺筑[M].北京：人民交通出版社.2003.

[3] 肖庆一，芮少权，王航等.添加PR.PLASTS抗车辙剂沥青混合料试验研究[J].武汉理工大学学报（自然科学版），2006，28（7）：36.39.

[4] 申爱琴，付符.SMA混合料组成结构、强度机理及影响因素分析研究[J].西安公路交通大学学报.1998，10.

[文章编号]1619-2737（2015）09-02-572

混合强度 第4篇

a.具有足够的力学强度, 因而沥青路面能很好地承受通过路面时所产生的各种作用力。

b.有一定的弹性和塑性变形能力, 因而能承受一定的应变而不至于破坏。

c.与汽车轮胎的附着力好, 抗滑能力高, 从而可保证交通安全。

d.有高度的减振性, 因而可保证汽车快速行使平稳、噪声低。

e.能广泛地实现施工机械化, 具有可快速施工和维修的特性。

f.旧路面可再生利用。

沥青路面相对于水泥混凝土路面的缺点是:养护费用成本较高, 使用期限短, 耐久性差。由于建设施工期间选料、施工工艺控制不当, 将会加剧沥青路面的破坏。因此, 认识沥青混合料 (包括沥青混凝土) 路面强度形成机理以期达到提高沥青路面的使用品质和耐久性的目的尤为重要。

沥青混合料 (包括沥青混凝土) 是由矿质骨架和沥青胶结物所构成的、具有空间网络结构的一种多相分散系。沥青混合料 (包括沥青混凝土) 的强度由两部分组成:矿料之间的嵌挤力与内摩阻力、沥青与矿料之间的粘聚力。

1 矿料之间的嵌挤力与内摩阻力的大小,

主要取决于矿料的级配构成、尺寸均匀度、颗粒形状、表面粗糙度和沥青含量。

沥青混合料按级配构成原则的不同可分为下列3种方式:

1.1 悬浮密实结构:

由连续级配矿质混合料组成的密实混合料, 各种级配连续存在, 同一档较大颗粒都被较小一档颗粒挤开, 大颗粒以悬浮状态处于较小颗粒之中。这种结构通常按最佳级配原理进行设计, 密实度与强度较高, 水稳定性好, 但受沥青的性质和物理状态影响较大, 温度稳定性较差。传统的Ⅰ型和Ⅱ型沥青混凝土 (AC) 属于此类型结构。

1.2 骨架空隙结构:

较粗颗粒矿料彼此紧密相连, 较细集料数量较少, 不足以充分填充空隙, 其空隙率大。这种结构中, 骨料的之间的内摩阻力和嵌挤力起着重要作用, 受沥青的性质和物理状态影响较小, 温度稳定性好, 水稳定性差。抗滑表层 (AK) 、沥青碎石 (AM) 属于此类型结构。

1.3 骨架密实结构:

是综合以上两种方式组成的结构。混合料中既有一定数量的粗骨料形成骨架, 又根据粗骨料的空隙的多少加入一定细料, 形成较高的密实度。间断级配及按此原理构成, 碎石沥青胶砂混凝土 (SMA) 、多碎石沥青混凝土 (SAC) 、薄沥青混凝土 (BBM) 、Superpawe (SPP) 属于此类型结构。此类型结构对材料级配及各施工环节工艺控制要求很严格。

2 粘聚力主要取决于沥青与矿料之间的相互作用力、沥青材料本身的粘结力。

沥青与矿料之间的相互作用是沥青混合料结构形成的决定性因素, 它直接关系到混合料的强度、温度稳定性、水稳定性及老化速度等一系列重要性能。

沥青与矿料接触后, 沥青在矿料表面产生化学组分的重新排列, 在矿料表面形成一层扩散结构膜, 在此薄膜厚度以内的沥青称为结构沥青, 此薄膜以外的沥青称为自由沥青。结构沥青与矿料之间发生相互作用并且沥青性质有所改变;而自由沥青与矿料距离较远, 没有与矿料发生相互作用, 并保持原来的性质。如颗粒之间接触处由结构沥青联结, 则促成沥青具有更高的粘滞度和更大的扩散结构膜的接触面积, 从而获得更大的粘着力;若颗粒之间接触处为自由沥青所联结, 则粘着力很小。

石油沥青的化学组分主要有沥青酸、沥青酸酐、油分、树脂、沥青质、沥青碳和似碳物等组分。沥青与矿料相互作用时发生多种效应, 主要有沥青层被矿物表面物理吸附、沥青与矿料进行的化学吸附、某些种类矿料对沥青组分的选择性吸附。

矿料与沥青之间仅有分子作用力存在时则产生物理吸附, 此时沥青会在矿料表面形成几个分子厚度的沥青定向吸附层, 沥青不发生化学变化。物理吸附形成的结构沥青膜遇水易剥落。

沥青中的酸性物质 (如沥青酸、沥青酸酐) 与碱性矿料在接触面上会发生化学变化, 在接触面形成不溶于水的沥青酸盐, 这时发生的是化学吸附。化学吸附仅吸附一层分子, 但影响到附近几层分子重新按极性定向排列, 形成稳定的结构沥青膜。化学吸附形成的结构沥青膜具有较高的抗水能力。也只有产生化学吸附, 沥青混合料才能具备良好的水稳定性。

化学吸附产生与否以及吸附程度取决于沥青及矿料的化学成分。沥青中最活性组分沥青酸属于高分子羧基酸, 其极性部分为羧基 (COOH) , 羧基中的氢能与碱性石料中的高价金属阳离子交换, 形成不溶于水却能溶于高分子碳氢化合物和油分中间的高价沥青酸盐。沥青分子以分子力与岩石中的阴离子 (如CO32-) 部分相互作用。沥青酸羧基中的氢与石料中的低价金属阳离子交换, 形成的沥青酸盐则易溶于水。

沥青混凝土中填加矿粉的作用是以裹附与矿粉表面的结构沥青填充矿料之间的空隙, 有利于增大沥青混合料的粘着力和水稳定性。矿粉一般采用磨细石灰石粉, 也可采用一部分磨细消石灰粉或失效水泥代替矿粉。有时拌和楼会将一部分回收粉尘掺入混凝土中作为替代。根据同济大学道路实验室研究, 塑性指数不大于4%的集尘灰可以充分利用, 塑性指数4%~8%的可以限制利用, 不超过矿粉总量的50%, 塑性指数大于8%的则不可以利用。

矿料对沥青组分的选择性吸附作用, 主要产生于表面具有微孔 (孔隙直径小于0.02mm) 的矿料, 如石灰岩、泥灰岩等, 微孔具有强大的吸附势能。矿料表面吸附沥青中活性较高的沥青质, 树脂吸附于矿料表面小孔中, 而分子量较小的油分则沿毛细管被吸收到矿料内部。选择吸附的结果是沥青性质发生变化, 树脂和油分相对减少, 沥青质和沥青酸相对增加, 沥青变稠, 粘结力增加, 热稳定性和水稳定性得到提高, 抗低温和疲劳裂缝能力下降。沥青与结构致密的矿料 (如石英岩、硅酸盐) 结合时上述过程就失去了必要条件, 因而其选择吸附作用不显著。

3 提高混合料强度的措施

提高沥青混合料的强度包括两个方面:一是提高矿质骨料之间的嵌挤力与摩阻力, 二是提高沥青与矿料之间的粘结力。

3.1 选用材质坚固、表面粗糙、形状方正、有

棱角的石料, 提高矿质骨料之间的嵌挤力与摩阻力。优先使用碱性石料, 缺乏碱性石料, 可使用中性玄武岩, 安山岩, 辉绿岩。有的玄武岩偏于酸性, 要求做粘附性试验来确定是否可用。有资料表明辉绿岩性能优于玄武岩。

3.2 选择空隙率最低的矿料级配, 以降低自由沥青含量。

完善拌和与压实工艺可大大提高混合料嵌挤力和水稳定性。

3.3 经多方案进行试验、比选, 选择合适的

矿粉, 并确定合理用量, 增加混合料中结构沥青含量。矿粉用量过多则需要相应增加拌和时间, 否则难于拌匀, 易结团, 一般取规范规定范围内中值。

3.4 通过在沥青中添加高聚物改性剂 (如热

塑性弹性体类SBS、橡胶类SBR) 或碳黑、硅粉等改性剂改善沥青性质, 进而改善沥青混凝土工作性质。但造价高, 工艺复杂, 不宜在通乡公路应用。

3.5 可使用抗剥落剂, 但抗剥落剂品种较多, 性能不同, 要慎重选择。

添加抗剥落剂能改善和提高沥青混合料抗水损害能力, 但抗剥落剂对集料和沥青有选择性。因此, 不能轻易得出某种抗剥落剂不好或是劣质产品的结论, 应通过周密的试验设计来进行筛选。

混合强度 第5篇

环氧沥青混合料在铺装初期, 由于固化反应不足导致混合料强度较低, 行车荷载特别是重载车辆很容易对铺面造成破坏, 因此要通过封闭交通对路面进行自然养生。对日本TAF环氧沥青进行室内研究时, 混合料采用的养生温度为60℃, 这在实际施工中是很难达到的。由于环氧沥青混合料的强度是随着树脂的固化反应而不断增加, 因此为了确定日本环氧沥青混合料摊铺压实之后需要封闭交通自然养生的时间, 有必要在室内进行环氧沥青混合料强度增长规律的研究。试验中发现, 环氧沥青混合料的马歇尔稳定度没有很好的增长规律, 这里采用25℃劈裂强度来表征混合料的强度。

1 日本环氧沥青

1.1 日本环氧沥青结合料材料组成

日本TAF环氧沥青结合料由三种组分组成, 包括主剂、固化剂以及基质沥青。通常所说的环氧树脂实际上就是主剂和固化剂的混合物。首先主剂和固化剂在一定的温度下按照61∶39的比例 (质量比) 混合, 然后加入基质沥青, 混合好之后在一定的条件下固化养生, 最后形成环氧沥青。日本环氧沥青材料商推荐基质沥青与环氧树脂的掺配比例为60∶40 (即掺量为40%) 。

基质沥青与环氧树脂混合后一起作为沥青混合料的结合料, 比例合理的环氧沥青可以结合基质沥青和环氧树脂的优点, 使环氧沥青混合料具有良好的路用性能。因此, 基质沥青与环氧树脂要有良好的相溶性, 保证能生产出质量稳定、均匀的沥青混合料。经过比选, 试验中采用埃索90#沥青。

表1列出了主剂和固化剂的部分技术指标要求和试验结果。

1.2 日本环氧沥青固化后的技术指标

哑铃型试件拉伸试验是研究环氧沥青结合料固化后强度和变形能力的常见试验方法之一。

先将日本环氧沥青的主剂和固化剂在60℃的条件下充分混合, 然后把基质沥青加热到150℃, 两者放入搅拌器中搅拌4min后浇注在准备好的矩形试模中, 将浇筑好的模板放在150℃的烘箱里固化3h, 然后在60℃的烘箱里再固化4d, 取出后次日脱模。用专门的切割机将脱模后的沥青板切割成标准的哑铃型试件。整个试验在万能试验机上进行。拉伸试验开始时, 先将试件置于23℃保温箱中保温3h, 然后再进行试验。试件中部拉伸处设计厚度为3.0mm, 宽6.0mm。试验夹具的拉伸速度为500±50mm/min, 软件自动记录试件拉伸过程中及断裂时的力和位移。试验完毕, 计算拉伸强度和断裂延伸率。试验结果如表2所示。

2 环氧沥青混合料材料组成设计

为了保证桥面铺装质量, 环氧沥青混凝土对骨料的要求较高, 骨料应该采用干燥、洁净、质地坚硬、颗粒形状好的的非酸性矿料。同时, 还要与沥青有良好的粘附性。

综合考虑桥面铺装层的抗疲劳性能和抗滑性能, 本研究中采用我国规范中的AC-13级配。AC-13级配属于细粒式密级配沥青混凝土矿料级配, 既能考虑到混凝土的疲劳寿命, 又能满足路面的抗滑要求。

对于日本环氧沥青混合料而言, 不适合直接套用我国规范中采用的沥青混合料马歇尔设计法确定最佳油石比。本研究中采用控制空隙率VV指标来确定日本环氧沥青混合料的最佳油石比。结合试件完全固化和未固化两种情况, 确定日本环氧沥青混合料的最佳油石比为5.5%。

3 日本环氧沥青混合料强度增长规律

根据环氧沥青混合料配合比设计确定的最佳油石比, 成型马歇尔试件。试件分为两组:一组正常养护 (60℃养生4d) ;另一组在自然条件下养生, 养生时间分别为1d、3d、5d、7d、9d、11d。按规定的方法测试试件的空隙率和25℃劈裂强度。试验结果见表3。

沥青∶环氧树脂=60∶40主剂∶固化剂=61∶39

日本环氧沥青混合料马歇尔试件在60℃烘箱中养生4d后, 其25℃最终劈裂强度可达到5.21MPa, 要远大于普通沥青混合料和改性沥青混合料。即便在常温下养护, 1d的劈裂强度也要明显大于普通沥青混合料和改性沥青混合料。试验结果表明, 未固化试件放在常温下养护, 与1d的劈裂强度相比, 3d的25℃劈裂强度增长超过1倍, 达到最终劈裂强度的62%左右。但是从第3d以后, 虽然劈裂强度继续增大, 但是增长幅度开始降低。试件7d的劈裂强度能达到最终劈裂强度的90%, 7d以后混合料的劈裂强度增长已十分缓慢, 增长速率要远小于前3d, 这表明试件常温养护的前7d是混合料强度形成的主要时期。此外, 养生温度和时间对空隙率的影响均没有明显的规律。因此, 综合考虑日本环氧沥青混合料摊铺碾压完成以后7d即可开放交通。

4 结论

(1) 日本环氧沥青混合料试件经过正常条件养护 (60℃养生4d) , 其25℃最终劈裂强度要远大于普通沥青混合料和改性沥青混合料。

(2) 未固化试件放在常温下养护, 随着常温养生时间的延长混合料强度是不断增长的, 前期强度增长较快, 后期增长速度较慢, 且养生温度和时间对空隙率均没有明显的影响。

(3) 结合试验结果综合考虑, 日本环氧沥青混合料摊铺碾压完成以后7d即可开放交通。

摘要：选取用于桥面铺装的日本TAF环氧沥青混合料作为试验对象, 重点研究探索了日本TAF环氧沥青混合料的强度增长规律。试验结果表明, 日本环氧沥青混合料在摊铺压实之后养生7d, 即可开放交通。

关键词：日本环氧沥青,劈裂强度,强度增长规律,养生,固化

参考文献

[1]吕伟民.国内外环氧沥青混凝土材料的研究与运用[J].石油沥青, 1994 (3) .

[2]李瑞敏.钢桥面铺装用环氧沥青混凝土特性研究[D].南京:东南大学, 2000.3.

[3]朱铭义.国产环氧沥青混合料性能研究[D].南京:东南大学交通学院, 2006.

[4]刘大梁, 刘小燕.环氧沥青混合料性能试验研究[J].公路交通科技, 2005, 22 (4) .

[5]杨若冲, 程刚.环氧沥青混合料性能及其应用[J].中外公路, 2004, 24 (2) .

混合强度 第6篇

1 试验设计

试验分两批进行:第一批为验证性试验, 为验证回弹法、贯入法、原位轴压法、原位单剪法等而设计, 共设计M0.4、M2.5、M5、M10四个砂浆强度等级 (但由于M10等级的实测砂浆试块抗压强度与其他方法检测结果均不符合, 故该组不计) , 其中M0.4、M2.5等级的试件 (第1组和第2组) 用烧结多孔砖砌筑, M5等级的试件 (第3组) 分别用烧结普通砖和烧结多孔砖砌筑, 按长约1m的两条相邻灰缝组成一个贯入测区, 每组试件设计6～9个贯入测区。第二批为建立新的贯入法测强曲线和原位双剪法强度换算公式而设计, 共设计M1、M2.5、M5、M7.5、M10、M15六个砂浆强度等级 (分别为第4～第9组) , 按长约0.8m的相邻4条灰缝组成1个贯入测区, 每组设计4个贯入测区。两批试件每个贯入测区测16个贯入点 (砌体正、反两面各8个点) 。贯入法检测均在试件砌筑28d后进行。每组试件预留1组砂浆试块, 砂浆试块与试件同条件自然养护, 按《建筑砂浆基本性能试验方法》 (JGJ70-90) 在试验当天进行砂浆抗压强度试验。

试件均采用烧结普通砖和烧结多孔砖。砂浆由32.5普通硅酸盐水泥、普通泥砂 (中砂) 、石灰膏和自来水拌制而成。

2 试验结果与分析

2.1 试验结果

由表1列出试验结果可以看出, 对砌体灰缝砂浆强度进行检测时, 检测结果的离散性相当大。以测区为单位统计, 一般相同设计强度等级的砂浆 (由于砌墙量较大, 采用不同批次搅拌) 检测得的最大强度值最小强度值的2倍～3倍。对于采用相同设计强度等级的砂浆砌筑的砌体, 在多孔砖砌体上检测的贯入深度一般小于在普通砖砌体上的检测结果, 因此, 若采用相同的测强曲线换算, 在多孔砖砌体上的检测强度均高于在普通砖砌体上的检测结果, 比值可达1.3～1.7。

注:本表检测结果均按本文拟合式 (2) 换算。

2.2 不同测强曲线的比较

现行“规程” (JGJ/T136-2001) 规定的混合砂浆测强曲线如式 (1) :

f2=159.2906d-2.1801 (1)

式中:f2砂浆抗压强度换算值, MPa;

d贯入深度, mm。

本文试验结果按式 (1) 换算时, 其相对误差很大, 特别是试块强度低于M2的第1、第4两组, 相对误差均超过100%;将强度低于M2的第1、第4组和强度过高的第9组剔除后统计 (本文认为该3组已超出贯入法的适用范围) , 其平均相对误差和相对标准差才刚达到“规程” (JGJ/T136-2001) 中分别不超过18%和20%的要求, 如表2所列。为提高测强曲线的换算精度, 本文重新根据试验结果拟合得到一条适用于砌体灰缝中砂浆强度检测的贯入法测强曲线:

f2=611.47d-3.0589 (2)

该曲线相关系数为0.925, 其相对误差比式 (1) 有所减小, 剔除第1、第4、第9组后的平均相对误差和相对标准差分别为15%和17%, 如表2所列。

两条测强曲线的比较见图1和表3。对于砌体灰缝中砂浆强度的检测, 按式 (1) 换算的砂浆强度, 在低强度段偏高, 在高强度段偏低, 这个结果与试验结果基本一致;按式 (2) 换算的砂浆强度与试验结果基本吻合;在M2～M12的砂浆强度等级范围内, 两条曲线换算结果之间的最大相对误差约为26%。

2.3 几个问题的探讨

2.3.1 贯入法检测的适用范围

由图1可见, 在低强度段, 曲线的斜率较小, 也即砂浆强度与贯入深度的相关性很差。以式 (2) 为例, 当贯入深度由8.3 mm减小至6.6 mm时, 两者相差1.7 mm, 但砂浆强度仅增加1MPa。在高强度段, 曲线的斜率又较大, 微小的贯入深度变化会导致砂浆强度的大幅度变化。以式 (2) 为例, 当贯入深度由3.6 mm减小至3.3 mm时, 两者仅相差0.3 mm, 但砂浆强度增加3.7 MPa, 这对贯入深度测量精度提出了过高要求, 而对实际工程, 砂浆表面的平整度一般较差, 要使贯入深度测量结果达到如此高的精度很难做到。因此, 贯入法检测结果在低强度段和高强度段均会出现很大的误差。为保证检测精度, 贯入法的适用范围应适当缩小, 建议由规程规定的适用范围M0.4～M16缩小至M2～M12。对于强度低于M2或高于M12的砂浆, 应采用其他可靠方法检测。

注:贯入深度为3.3 mm～3.6 mm与6.6 mm～8.3 mm超过贯入法的适用范围。

2.3.2 不能忽视约束条件对贯入法检测结果的影响

比较测强曲线式 (1) 与式 (2) 可以发现, 用贯入法检测砌体灰缝中砂浆强度与检测砂浆试块强度有较大的差异;用贯入法检测普通砖砌体砂浆强度与检测多孔砖砌体砂浆强度也有不容忽视的差异。由于试件数量尚不足, 本文仍将普通砖与多孔砖砌体砂浆强度的检测结果混合在一起进行拟合分析, 得到测强曲线式 (2) 。这个问题仍有待进一步通过试验进行研究探讨。

2.3.3 应保证贯入法抽样检则的数量

从试验结果看, 砌体灰缝中砂浆强度贯入法检测结果的离散性比砂浆试块上检测结果大得多相同设计强度等级的砂浆测得最大强度为最小强度的2倍～3倍。为保证检测结果的代表性, 同批构件中的抽样检测数量应有保证。

3 结 论

(1) 本文基于砌体灰缝中混合砂浆强度的贯入法检测结果与砂浆试块强度的对比建立的测强曲线式 (2) 比用砂浆试块建立的测强曲线式 (1) 更加符合工程实际, 更适用于现场砌体灰缝中混合砂浆强度的检测, 检测精度有所提高。

(2) 建议贯入法检测混合砂浆的适用范围缩小为M2～M12。对于强度低于M2或高于M12的砂浆, 应采用其他可靠方法检测。

(3) 初步试验表明, 若采用相同的测强曲线, 用贯入法检测普通砖砌体砂浆强度与检测多孔砖砌体砂浆强度会有不小的差异, 这个问题仍有待进一步通过试验进行研究探讨。

混合强度 第7篇

关键词：水泥砂浆,水泥混合砂浆,强度对比

砖混结构砖砌体是主要承重构件, 承重墙抗压强度主要由砖和砂浆的强度来保证。一般砌体砂浆标号设计, 基础采用水泥砂浆较多, 上部结构采用水泥混合砂浆较多, 施工中砂浆标号应达到设计要求。但目前由于有些施工现场过于窄小, 不便于淋制石灰膏, 有的施工单位为施工方便也经常提出要求修改设计混合砂浆的建议, 即用M5.0水泥砂浆代替M5.0水泥混合砂浆 (以下简称混合砂浆) 。这种情况, 对于砂浆本身强度来说并无影响, 仍然还是M5.0, 而且降低了砌体强度。砖石结构设计规范 (GBJ3-73) 中明确规定, 当砌体用纯水泥砂浆砌筑时, 砖砌体抗压强度R值比用混合砂浆的砌体抗压强度R值降低15%。如M7.5砖、M5.0水泥混合砂浆R值为0.27KN/㎝2, 用M7.5砖、M5.0水泥砂浆R值0.23KN/㎝2, 对砖砌体沿阶梯形截面的抗剪强度R值, 降低25%, 如M5.0水泥混合砂浆Rj值为0.03KN/㎝2, 在M5.0水泥砂浆Rj值为0.025KN/㎝2。

在一般砖混结构中, 对安全系数 (K≥2.65) 的砖砌体轴心受压和偏心受压构件, 虽然砂浆的代替降低了砌体强度, 但仍然满足安全系数K>2.30的要求。因此, 人们往往认为砂浆代替对砌体强度并无多大影响, 但对一些大开间的设置大梁结构的承重砌体强度和安全系数较小 (K>2.60) 的砖砌体受压构件, 确应予以充分重视, 决不可盲目代替, 以免带来不安全因素, 留下安全隐患, 一般应对砂浆代替后的砌体强度进行核算, 以满足安全度的要求。

比如某三层仓库承重纵墙, 窗间墙为T形截面, 截面各A=5700㎝2, 墙体传载至±0.000处荷载N=696.2KN, 设计采用M10.0砖、M5.0水泥混合砂浆R值为0.31KN/㎝2, 经计算可知, e0=0, a=1, ψ=0.91, 按砖石结构设计规范受压构件公式:ψa AR/N>k=2.3, 将已知条件代入式中:ψa AR/N=0.91157000.31/696.2=2.31>2.3 (安全) ;用M5.0水泥砂浆代替, R=0.2635KN/㎝2, ψa AR/N=0.91157000.2635/696.2=1.96<2.3 (不安全) 。

由此可见, 如改用M5.0水泥砂浆, 砌体强度降低15%, 不能满足结构的安全要求。同时, 这种代替不仅仅是对砌体抗压强度有降低的影响, 而且对房屋抗震墙体的抗剪强度也有降低的影响。震害表明, 地震区多层砖房的破坏, 一类是房屋整体性不强, 砖墙、楼板等主要构件间的联结发生破坏, 承重砖墙因丧失平面外稳定而倾斜或倒塌;另一类则是由于承重墙的剪压和弯剪强度不足, 墙体出现交叉斜裂或水平缝, 造成墙体酥碎坍塌。所以要对承重墙进行抗震强度验算。通过验算我们能看到墙体的抗震强度除与房屋的建筑面积抗震墙体的面积楼盖的刚性程度水平地震剪力大小等有关系, 与砌体的抗剪强度也有直接关系。而砌体的抗剪强度又主要取决于砂浆标号以及砌体的竖向压应力。

例如:某五层住宅, 横墙承重, 设计抗震八度。已知墙体的地震剪力Q=408KN, 墙体水平截面面积A=1.97m2, 砖砌体平均压应力G0=0.06, 设计用M5.0水泥混合砂浆Rj=0.03KN/㎝2, 按工业与民用建筑设计规范, 砖墙的抗剪强度公式验算:ARr/1.2>k=2.0, Rr=Rj (1+G0/Rj) 1/2。

Rr验算抗震强度砖砌体的抗剪强度

Rj砖砌体的主拉应力强度, 按现行《砖石结构设计规范》规定的砖砌体沿阶梯形截面的抗剪强度 (KN/㎝2) 采用。

代入公式为:0.052KN19700/ (1.2408KN) =2.09>2.0 (安全) ;

改用M5.0水泥砂浆Rj=0.0225 KN/㎝2代入公式为:0.043KN19700/ (1.2408KN) =1.73<2.0 (不安全) ;