石灰土有效钙镁含量衰减规律的试验分析
石灰土有效钙镁含量衰减规律的试验分析

石灰土有效钙镁含量衰减规律的试验分析摘要: 本文通过试验对比的方法,分别对石灰土在常见的洒水与露天条件下,灰剂量的衰减情况和干密度变化规律。
然后进一步分析了石灰土有效钙镁合量和石灰土强度之间的关系, 并论述了石灰土路基与干密度的联系。
最后为确保石灰土施工质量, 提出了一些建议措施。
关键词: 石灰土;干密度;对策;质量石灰土可以简单的理解为用石灰和细粒土相混合得到的混合料。
它较一般的原料有着明显的优点,如具有板体性,强度比砂石路面要高;有一定的水稳性和抗冻性;而且其强度随龄期而增长。
一直以来,尤其是近年随着我国交通运输事业的加速发展,石灰稳定土结构的应用更为广泛。
本文从形成石灰土强度的内因和外因条件论述对石灰土质量构成重要影响的原因,并提出了对策。
1 影响石灰土质量的因素及对策其实影响石灰土质量的因素不外乎两个,即土质与石灰的质量。
1.1 土质我们说土质其实一般包括三方面:(1)土的塑性指数(2)土的颗粒大小(3)土中杂质含量。
根据规定,只要是塑性指数在15~20之间的粘性土,或者是含有一定数量的粘性土的中粒土和粗粒土,均可以满足配置石灰土的需要。
当然施工中的土粒应尽可能细,量化来说土块最大尺寸不应大于15mm,因为灰土强度与土的粒径有着直接的关系。
土中杂质的要求一般为:硫酸盐含量小于0.8%,更不得有明显的杂草或植物根茎等异物。
因为有机质本身的水稳性较差,和水结合后会剧烈膨胀,导致石灰土的强度降低。
1.2石灰质量建筑用石灰土应符合《公路路面基层施工技术规范》的技术指标。
在此基础上石灰的存放时间要尽量的短,因为随着石灰存放时间的延长,特别是在没有良好的保护措施的情况下,石灰中的有效钙和氧化镁的含量会大幅度下降,导致活性降低。
而活性低的石灰会直接导致石灰强度的降低。
其次石灰务必要得到充分消解,未充分消解的石灰如果在工程结束后遇水就会继续消解,引起局部爆裂崩解,严重影响土层的强度和平整度。
1.3混合比例不同的石灰剂量会使得石灰起到不同的作用。
基层灰土的灰含量随时间衰减的试验研究

基层灰土的灰含量随时间衰减的试验研究刘亚东摘要:以临连高速公路石灰稳定土为例,通过室内对几组不同灰含量的稳定土进行试验,由试验数据来分析灰含量随测定时间的变化,得到灰含量随时间的衰减规律,对石灰稳定土进行了定量的总结,为灰含量的测定提供参考依据。
关键词:石灰稳定土;灰含量;EDTA滴定;衰减分析Keywords:limestabilizedsoil;ashcontent;EDTAtitration;atte nuationanalysis0 引言在石灰稳定土的检测中,不同灰含量所对应的最大干密度参照标准不同,灰含量与最大干密度成负相关线性关系。
由于检测时间越长,滴定出的灰剂量越低,取用的最大干密度越大,从而反映出的路基压实度越小,因此检测时间对灰含量有直接影响。
文章根据试验经历,以临连高速公路所用石灰稳定土为研究对象,对石灰稳定土灰含量随时间衰减问题加以探讨。
1 灰含量与路基土强度的关系基层灰土中石灰含量小于百分之三或者百分之四时,石灰主要起稳定作用,使土的塑性、膨胀性、吸水性降低,具有一定的水稳定性。
随着灰含量的增加,灰土的性能均增强,但当含量超过一定数量,过多石灰将导致灰土的强度降低。
由此可见,灰土中石灰含量存在一个中间量,即最佳含量。
通过工程使用实践数据,石灰最佳含量的常用数据,对于粘性土及粉性土为百分之八到百分之十六,对于砂性土则为百分之十到百分之十八。
2 EDTA滴定法的测试原理该方法是根据EDTA二钠溶液与游离Ca2+反应,记录EDTA的耗量,再依据石灰含量与EDTA耗量的标准曲线,查出其所对应的石灰含量。
这种方法可以快速测定灰土中石灰的含量,同时可以检查拌和的均匀性。
检查时随着灰土龄期增长,灰土Ca2+发生反应,使得Ca2+浓度逐渐降低,因此测得的灰含量也会变小,这种现象称为灰含量的衰减。
3 EDTA滴定法的试验方法此试验方法含标准曲线的制作和施工现场灰土含量的测定。
3.1室内标准曲线的制作3.1.1材料用量按照规范要求计算。
石灰稳定土石灰剂量衰减的机理和规律

铺筑、碾压注意事项 Ⅰ挖掘机挖掘时应对砂土混合填 料进行有效拌和,使粘土与粉细砂保持 均匀; Ⅱ铺筑平整后应采用宝马机或旋 耕机对填筑土层进行拌合,进一步提高 混合填料的均以程度; Ⅲ保持规定的碾压行压完成后应及时进行压实度
检测,满足要求后立即开展下一层的填 土程序;
影响化学反应的因素
从上述内容中不难看出CaO和MgO 反应的速率和百分比影响了灰剂量的检测 结果,CaO和MgO形成CaC03和MgCO3 需要环境条件,在干燥的空气中其实这个 反应过程很难实现,除非高温,所以短期 内露天放置形成CaCO3和MgCO3的数量 不会形成影响试验结果。
但是有水的情况下就大不一样 了,水对CaO和MgO形成CaCO3和 MgCO3这个过程可以起到催化作用。
曲线
EDTA耗量相对愈高。因为当含水率越
通过下列公式进行混合料组成的 大时就会有充足的水分使石灰和土发生
H现代公路 IGHWAY
石灰稳定土石灰剂量衰减的机理和规律
文/马泽铭
目前公路工程建设中大部分高速公 路路床和部分路堤大量使用了石 灰改良土,以提高土方路基的整体稳定 性或者改善土的承载比(CBR)不满足 路基填筑要求的某种土。设计了为了满 足施工和质量要求的石灰剂量,在施工 中施工单位都按照此设计剂量严格掺加 了石灰,为了验证改良土中灰剂量是否 达到设计要求,试验检测部门需要通过 化学分析即EDTA滴定法检测改良土的 石灰剂量。而质量监督部门验收灰土的 时候往往时间已经很滞后,容易产生灰 剂量检测不满足设计要求,使施工单位 很多时候进行了不必要的返工处理,笔 者通过大量的分析和室内试验揭示石灰 稳定土中,石灰剂量衰减的化学物理机 理和衰减规律,建立EDTA消耗量与灰 剂量消耗量随时间降低的标准曲线和回 归公式。以便在今后的工程施工中得以 借鉴以减少施工单位返工带来不必要的 浪费。
EDTA络合滴定石灰石中钙镁含量的实验分析

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标准物质 ( 氧化镁含量 为 1. 03% )
计算 Mg 的含量以及原子吸收光谱法测定氧化镁 。 Mg 含 量 较 低 时 ( 以 通过 表 中 数 据 可 发 现, 0. 5% 为界) , 加入糊精滴定终点颜色变化提前, 不加 2+ 入糊精颜色变化明显, 并与仪器结果相接近。Mg 含量较高时 ( 以 0. 5% 为界 ) , 糊精的加入影响不确 定, 但是整体上结果影响在误差范围内。此次实验的 过程中, 还发现在加入糊精、 三乙醇胺、 氢氧化钾、 盐 酸羟胺、 氨缓溶液后放置, 会使滴定结果偏小。
原子吸收光谱法 0. 54 0. 5 0. 5 0. 45 0. 45 0. 64 0. 59 1. 06 1. 08 1. 01 1. 03 1. 07 1. 08 0. 5 0. 3 0. 48 0. 4 0. 39 0. 32 0. 32 1. 01 1. 01 0. 90 0. 90 1. 14 0. 93 0. 87 0. 86 0. 91 0. 92 0. 87 0. 85 0. 50 0. 31 0. 31 0. 34 0. 35 0. 29 0. 29 0. 88 1. 68 1. 70 1. 24 1. 24 0. 97 1. 00 0. 98
3# 2# 样品编号
1#
15 mL 氢氧化钾溶液, 溶液, 使溶液 pH 值大于12. 5 , 加少许钙羧酸指示剂, 摇匀。 用 EDTA 标准滴定溶 液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色为终点 。 实验主要分析糊精对滴定结果的影响, 因此同 样吸取 50. 00 mL 制备溶液置于 300 mL 锥形瓶中, 5 mL 三乙醇胺溶液, 15 mL 氢氧化钾 加 100 mL 水, 溶液, 使溶液 pH 值大于 12. 5 , 加少许钙羧酸指示 , 。 EDTA 剂 摇匀 用 标准滴定溶液滴定至溶液由酒 红色变为纯蓝色为终点。 3. 2 氧化镁的测定 吸取 50. 00 mL 溶液置于 300 mL 锥形瓶中。加 100 mL 水, 5 mL 盐酸羟胺溶液, 5 mL 三乙醇胺溶 液, 摇匀, 加 10 mL 氨性缓冲溶液, 加入酸性铬蓝 K 指示液和萘酚绿 B 指示液, 摇匀, 用 EDTA 标准滴定 溶液滴定至溶液由暗红色变为亮绿色为终点 。 4 结果与讨论 表 1 给出了在滴定氧化钙时, 加糊精、 不加糊精
水泥、石灰、稳定土钙镁含量的检测

定 土 中 的 钙 镁 含 量 来 指 导 施 工 , 首 先 应 在 试
验 室 配 备 不 同 比例 的 水 泥 、石 灰 、 稳 定 土 的
土 样 , 测 定 与 之 对 应 的不 同 E T 化 学 试 剂 的 DA 耗 量 , 绘 制 标 准 曲 线 ,为 下 步 采 用 E T 滴 定 DA 法 现 场 测 定施 工 拌 和 时 做 检 测准 备 。 2 、标 准 曲 线
的 含 水 量 是 7 5 。利 用 公式 :含 水 量 = ( . 湿 土 重 一 干 土 重 )/ 土 重 ,计 算 相 应 各 组干 料 干 的 湿料 组 成 。 石 灰 剂 量 为 6 ,水 泥 、石 灰 、土 、水 的 时 用量分别是3 4、 1.g 4 .g 61 ; . g 8 5 、2 2 O 、3 . g
尽 互虿 曼星旦 △ 曼 蚕 星 巨
水 泥 、 石 灰 、稳 定 土钙 镁 含 量 的检 测
文◎ 李久 勇 高洁
摘 要 : 水 泥 、 石 灰 、 稳 定 土 钙 镁 含 量 的
检 测 和 控 制 是 公 路 基 层 施 工 质 量 控 制 关键 的 步 如 何 快 速 检 验 其 中 的 含 量 是 保 i Y程  ̄- - 质 量和 施 工 进 度 的 重要 途 径 ,E)A 定 试 验 I 滴 T
《 路工程无 机结合 料稳定材 料试验规程 》 公 (0 0 — 4 E T 滴 定法 中的要求 ,现场取样 T899) DA 是 尽 量选 取 有 代 表 性 的 水 泥 、石 灰 、 稳 定 土 混 合 料 ( 料 )3 0 ,每 2 0m或 一 个 工作 段 湿 0g 0 0 选 取 6 试 样 , 根 据 上 面 绘 制 的E T 标 准 曲线 个 DA 来 检 测 工 地 实 际 的 钙 镁 含量 。 4 结果 控 制 、 本 试 验 方 法 适 用 于 在 工 地 快 速 测 定 水 泥 、石灰 、稳定土 中钙镁含 量,并 可用 以检 查稳 定土拌 和的均匀 性 ,用 本方法进行一 次 剂 量 测 量 只 需 l mi 左 右 。 通 过 对 实 际 施 工 O n 中集料 的钙镁 含量的检 测 ,水 泥、石灰 、稳 定 土 中 的 钙 镁 含 量 满 足 设 计 要 求 。 另 外 设 计 无 侧 限抗 压 强 度 设 计 值 为 0 6 P 。 根 据 《 .M a 公 路路 面 基层 施 工 技 术 规 范 》 (Y 0 4 2 0 ) J J 3 — 0 0 的 要求 ,无侧 限抗压试块 以6 保 湿,浸水2 d 4h 后无侧 限抗压强度 进行控制 ,达到 了此项控 制 指 标 。 由 此 证 明 该 项 方 法 完 全 达 到 了 快 速 检 测 水 泥 、 石 灰 、 稳 定 土 中 的 钙 镁 含 量 的 要
石灰石中钙镁含量的测定

石灰石中钙镁含量的测定石灰石是一种含有高含量钙(carbonate)和镁的沉积性岩石。
测定石灰石中钙和镁的含量对于确定岩石矿物组成、矿石品质评估和工业应用都非常重要。
下面将介绍一种测定石灰石中钙镁含量的方法。
测定方法:目前常用的测定方法有两种:酸解法和复合指标法。
1.酸解法:这种方法主要通过用稀盐酸溶解石灰石中的钙与镁,然后通过络合滴定法测定被酸溶解出来的钙和镁的含量。
a.样品准备:首先,需要将石灰石样品研磨成粉末,取适量的样品放入烧杯中,并将其干燥至恒定质量,以确定样品中的水含量。
b.酸解:取一定量的干燥样品放入烧杯中,加入足量浓盐酸(约5-10倍样品质量)。
用玻璃棒搅拌均匀,然后将烧杯放入石化橱或消化器中,并加热至酸溶液完全挥发,得到溶解的金属离子。
c.滴定:用其中一种络合剂(例如:酞菁络合剂)作为指示剂,并用其中一种标准的金属络合滴定剂(例如:EDTA溶液)进行滴定。
在滴定过程中,络合剂会与溶解出的钙和镁形成稳定的络合物,从而起到指示的作用。
在滴定过程中,溶液的颜色会发生明显的变化,从而判断滴定的终点。
d.计算:通过反应的化学方程式和滴定的体积,可以计算出石灰石中钙和镁的含量。
2.复合指标法:这种方法是通过测定石灰石样品中的酸可溶性镁和酸不可溶性镁的含量,然后结合石灰石中钙和镁之间的比例关系,计算出总的钙镁含量。
a.样品准备:首先,需要将石灰石样品研磨成粉末,取适量的样品放入烧杯中,并将其干燥至恒定质量,以确定样品中的水含量。
b.酸溶:将一定量的干燥样品放入烧杯中,加入足量稀盐酸(约5-10倍样品质量),用玻璃棒搅拌均匀,并加热约30分钟至1小时,使得样品中的酸可溶性镁得以溶解。
c.滤液处理:将溶解样品过滤,将过滤后的固体洗净,并将其干燥至恒定质量。
此固体为酸不可溶性镁。
d.计算:通过测定溶解样品中的酸可溶性镁和酸不可溶性镁的含量,并结合钙镁之间的比例关系,可以计算出石灰石中钙和镁的含量。
石灰改善土路床压实度衰减情况实验总结

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l 9 6 过 程 的试 验 与 检 测
l 标 准 试 验 、 分别对取土场掺加 4 %的石灰土进行室内重型标准击实 ( 千土 法 )试 验 ,确 保 最 大 丁密 度 准 确 合理 。 2、现 场 灰 计 量 和 压 实度 检 测
张 石高 速 公路 保 定 段 一 期 j程 全 长 1 .9公 里 , 山于 路 线 二 5 5 3 长, 沿线 土 质莘 异 较 大 , 此 , 张石 筹 建 处决 定 路 基 顶 层为 石 灰 改
善: ,即对 路 基 顶 层 2 厘米 土掺加 3 … 5 熟石 灰 进行 改 良和加 0 % 一% 固 ,经改 良后 C R值 能 满 足 《 范 》要 求 。后 来 发 现石 灰 上 的十 B 规
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有效钙镁含量及灰土中灰剂量测定的技术关键

第20卷第1期2004年3月长沙交通学院学报JOURNAL OF CHAN GSHA COMMUN ICA TIONS UN IV ERSIT YVol.20No.1Mar.2004 文章编号:1000-9779(2004)01-0025-03有效钙镁含量及灰土中灰剂量测定的技术关键陶海生(长沙理工大学,湖南长沙 410076)摘 要:结合试验规程及实践经验,阐述了石灰有效钙镁含量及灰土中灰剂量测定的原理,指出了关键点、注意点,介绍了公式的由来,有利于提高试验的准确度。
关键词:石灰;土;钙镁含量中图分类号:U414 文献标识码:A Ξ 众所周知,石灰能改善土的工程性质,便于施工,也易达到规范要求,并且成本低,故越来越广泛地被应用于公路工程中。
在梨温高速公路上饶段,由于其土质复杂,有高液限粘土、粉质土、砂性土,高液限粘土含水量高达在35%左右,水份难以蒸发,而粉质土的强度及稳定性又极差,为了保证路基工程的质量,掺入了约3%的石灰后,不但保证了工程质量,而且大大加快了施工进度。
为了有效地控制灰土的质量,必须准确地对石灰的有效钙、镁含量和灰剂量进行测定[1]。
而在实际检测中,常出现以下几种异常现象:①试验人员对自己的试验结果不自信,如平行试验差值较大,做完后也不知是合格还是不合格;②石灰的有效钙镁含量或灰剂量实际已超出设计要求,可是试验结果却不合格;③石灰的有效钙镁含量或灰剂量达不到设计要求,可试验结果合格,这样势必造成工程质量问题,如劣质石灰进场、灰剂量超标或灰剂量不够而造成质量隐患。
要解决以上几个问题,除了要严格按试验规程认真操作外,还要对灰土的强度形成原理、试验原理及计算公式的由来进行充分的理解消化,从而提高试验的准确性。
由于测定石灰有效钙镁含量的试验方法很多,现仅对公路工程无机结合料稳定材料试验规程[2]中的几个常用试验加以剖析。
1 有效氧化钙的测定1.1 测试原理利用石灰中的氧化钙能溶于蔗糖中,并能与盐酸反应生成蔗糖钙,而氧化镁则与蔗糖反应缓慢的原理,来测定氧化钙的含量。
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石灰土有效钙镁含量衰减规律的试验分析
摘要: 本文通过试验对比的方法,分别对石灰土在常见的洒水与露天条件下,灰剂量的衰减情况和干密度变化规律。
然后进一步分析了石灰土有效钙镁合量和石灰土强度之间的关系, 并论述了石灰土路基与干密度的联系。
最后为确保石灰土施工质量, 提出了一些建议措施。
关键词: 石灰土;干密度;对策;质量
石灰土可以简单的理解为用石灰和细粒土相混合得到的混合料。
它较一般的原料有着明显的优点,如具有板体性,强度比砂石路面要高;有一定的水稳性和抗冻性;而且其强度随龄期而增长。
一直以来,尤其是近年随着我国交通运输事业的加速发展,石灰稳定土结构的应用更为广泛。
本文从形成石灰土强度的内因和外因条件论述对石灰土质量构成重要影响的原因,并提出了对策。
1 影响石灰土质量的因素及对策
其实影响石灰土质量的因素不外乎两个,即土质与石灰的质量。
1.1 土质我们说土质其实一般包括三方面:(1)土的塑性指数(2)土的颗粒大小(3)土中杂质含量。
根据规定,只要是塑性指数在15~20之间的粘性土,或者是含有一定数量的粘性土的中粒土和粗粒土,均可以满足配置石灰土的需要。
当然施工中的土粒应尽可能细,量化来说土块最大尺寸不应大于15mm,因为灰土强度与土的粒径有着直接的关系。
土中杂质的要求一般为:硫酸盐含量小于0.8%,更不得有明显的杂草或植物根茎等异物。
因为有机质本身的水稳性较差,和水结
合后会剧烈膨胀,导致石灰土的强度降低。
1.2石灰质量建筑用石灰土应符合《公路路面基层施工技术规范》的技术指标。
在此基础上石灰的存放时间要尽量的短,因为随着石灰存放时间的延长,特别是在没有良好的保护措施的情况下,石灰中的有效钙和氧化镁的含量会大幅度下降,导致活性降低。
而活性低的石灰会直接导致石灰强度的降低。
其次石灰务必要得到充分消解,未充分消解的石灰如果在工程结束后遇水就会继续消解,引
起局部爆裂崩解,严重影响土层的强度和平整度。
1.3混合比例
不同的石灰剂量会使得石灰起到不同的作用。
当石灰剂量较低时,石灰主要起稳定作用;当石灰剂量渐渐增加,石灰土的强度和水稳性逐渐增强,石灰就转为起加固作用;但当石灰剂量超过一定限度时,反而将导致石灰土的强度下降。
因此控制土和石灰剂量的配比关系极为重要。
当前在建筑领域常用的石灰剂量大于5%,小于12%,可以灵活的在这个区间选择最合适的配比。
其次石灰中的含水量也会极大的影响石灰土的强度(如表1)。
当我们配好的石灰土处于最佳含水量时,碾压后就可以得到很好的密实度。
因此有必要在搅拌的过程中以及开始碾压时对石灰土的含水量进行及时的检验,并作出合理的调整。
2.灰剂量的衰减实验研究
2.1用EDTA滴定法研究石灰土灰的剂量衰减
我们知道石灰活性的有效成分为钙镁离子。
当石灰与土混合后,石灰土就会在离子交换、碳酸化、结晶等一系列作用下固化。
可以说石灰土的固化过程就是石灰活性的丧失过程。
本次试验中采用的灰剂量分别为4%、6%和8%,压实度分别为93%、94%和96%。
然后再分别在密闭、低温、洒水、恒温恒湿和暴露这五种养护条件下,隔几天测一下灰剂量衰减情况(以EDTA消耗量来表示)。
五种环境的设计:
密闭养生环境,即将石灰土置于密闭的多层塑料袋中保存。
低温养生,即将石灰土放置于4℃的恒温箱内。
洒水养生,即把石灰土置于常温下,进行定期的洒水保湿度。
恒温恒湿养护,即将石灰土装入塑料袋中,进行恒温与恒湿的养护,并且保证石灰土处于大于96%的湿度和20±2℃的温度环境。
暴露养生,即把试件放置在室内常温条件下。
而由于只有洒水和暴露在实际中较为常见,研究的应用价值高,因此下面仅对这两种条件下的石灰土剂量衰减作出具体的论述。
在洒水条件下EDTA 的消耗量随时间的变化如表2 所示。
在洒水养护条件下压实度为94%的石灰土EDTA 消耗量随龄期的变化如图1 所示。
而在暴露条件下EDTA消耗量的变化如表3 所示。
随着时间的增长, EDTA 耗量逐渐下降。
从而石灰土中有效钙镁合量也不
断减少。
并且随着压实度增大, EDTA 消耗量也逐增大,且其消耗量的速度也增大。
同时,在养护的前期与后期, 有效钙镁合量衰减也不同,一般是养护前期衰减较后期快。
3.石灰土路面的质量问题措施石灰土的主要质量问题一般有“起皮”现象、“裂缝”现象、“弹簧”现象。
根据以上的分析我们要:(1)重视土的塑性指数测试,
坚决杜绝使用不符合要求的土;(2)控制压实含水量;(3)改善土质,降低土的塑性指数至20以内;(4)提高石灰质量,使用完全消解的石灰;(5)对于灰土混合料中出现的“弹簧”现象,及时采取补救措施。
4. 结论
通过以上试验图表的分析,我们已经对于石灰土有效钙镁含量衰减规律有了深入的认识。
接下来就应该运用规律,更好的服务生产。
如鉴于石灰活性氧化物的衰减的存在,生产中的石灰土混合料在混合均匀后要尽快碾压成型。
如拖延时间过长造成石灰钙化、结晶则下一步的石灰土压实就会较为困难。
为了对工程质量作出科学、准确的评估,检测人员应及时检测石灰土的压实度, 以确保施工质量。
并且更为重要的是注意保养,因为不同的养护条件尤其是温度条件,往往会极大地影响工程的的质量。
参考文献:
[1] 沙爱民.半刚性路面材料结构性能[M].北京:人民交通出版社,2005.
[2] 沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面[M]. 北京:人民交通出版社.2006.
[3] 张福海,等.石灰改良膨胀土的灰剂量衰减规律的研究[J].公路交通科技.2006(12).
[4] 郭大进,等.稳定土中水泥或石灰剂量衰减问题的研究[J].公路交通科技,2007(10).
[5] 范文忠.石灰稳定土最大干密度与龄期关系的试验分析[J].公路交通科技.2005(10).
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。