半刚性基层材料疲劳试验概述
半刚性基层疲劳引起的路面受力变化
破坏 的极 限状态的 ， 如疲劳方程 ； 另一方面是 针对 基层疲劳加载过程 ．
如 疲 劳过 程 应 力 一 变 关 系 、 计 损 伤 规 律 及 刚 度 衰 减 。 应 累
半 刚性 基层疲劳次数 比沥青面层疲 劳次 数小得多 已经是个不争 的事实 。 本文着重研究了半刚性 基层路 面的基层各位置在疲 劳过程 的 应 力 、 变 状 态 ， 及 基 层模 量 衰 变 的 特性 。 应 以 １半 刚 性 基 层材 料 疲 劳 发 展 过 程 中底 部 。和 Ｅ 变 化 规 律 ． 的 我 国沥青 路面设计规范对 高等级道路必须 验算半 刚性 材料结构 层 的拉应力 ， 要求结构层底 面的最 大拉应力不大 于结 构层材料的容许 拉应力 。因而必须考虑基层层底 拉应力在疲劳 发展过程 中的变化规 律。 现 在 采 用 的 典 型半 刚性 基 层 沥 青 路 面结 构 及 参 数 为 ：荷 载 Ｂ Ｚ 路基 顶面压应变的增 加 ， 以在选 用模量较低 的基层时 。 Ｚ一 所 必须验证路 １０ １ １．５ｍ，＝ ． ７ ａ 土基 弹 模 Ｅ＝ ０ ａ ０ ，＝ ０６ ｅ ｐ ０７ ＭＰ ； ５ ０ ￣ ５ ＭＰ ，自松 比 Ｏ３ 沥 基 的 承 载力 是 否满 足 要求 ． ５； 青 面层 弹模 Ｅ＝１０ ＭＰ ， ｌ ５ ０ ａ 泊松 比 ＝ ，５ ｈ＝１ｅ 半刚性基层模 弹 Ｏ２ ， ｉ ５ ｍ； 半 刚性 基层模量下 降到 ８ ０ ａ时 ， ０ ＭＰ 基层材料几乎衰 变成粒料基 Ｅ＝１０ ＭＰ ， 松 比 ２Ｏ２ ｈ＝ ０ｍ； 基 层 Ｅ＝ ０ ＭＰ ， 松 比 ３ 层 ，必 须 重 新 验 证 基 层 顶 面 的 粒 料 变 形 等 。 这 时 基 层 模 量 下 降 到 ￣ ６ ０ ａ泊 ＝ ． ｚ３ ｃ 底 ５， ３６ ０ ａ泊 ＝ ０ ２ ｈ＝２ ｅ 。 ．５， ￣ ０ ｍ Ｉ０ ＭＰ Ｏ ０ ａ时 ， 底 的 拉 应 变 上 升 到 最 大 ， 到 ２６ 。 一 定 程 度 上 来 层 达 ．％ 从 沥青面层与半 刚性基层层 间连续。随着交通荷 载作用次 数的增 说 ，使弯拉应 变的增加有 可能导致半 刚性基层这 种脆 性材料开裂 ． 破 加， 基层模量将逐渐下降 。 基层底 坏板体结构 。 应力减小的幅度是弯拉应变增加的幅度的 ２ 倍 。 ５ 如果改 部的弯拉应力和弯拉应变也将会 善半刚性材料脆性 的弱点则对路 面使用性能大大提高 。 。 Ｉ ‘ Ｊ ｒ ● 发生变化。 ２半 刚 性 基 层 材 料 疲 劳 发 展 过 程 中 内部 受 力 变 化 规 律 ． ｈ １ Ｅ ｉ 采 用 Ｓ Ｅ Ｌ 沥 青 路 面 设 计 ＨＬ 由于基层 内的应力扩散 以及材料 的特点 ，当基层模 量衰变时 ， 基 方 法 的 通 用计 算 程序 对 基 层 底 部 层各位置 的应力 、 应变 的变化率相差较大 。这种结构 的中性面位置处 的弯拉应力 和弯拉应变 进行了计 于 基 层 内 ， 且 逐 渐 上 升 ， 于 中性 面 以 上 基 层 各 点 受 拉 ， 之 ， 中 并 处 反 在 算 ，位 于 荷 载 轮 隙 中 间 下 的 ｄ点 性 面 以下 受 拉 。 Ｅ 】 位 置 ， 图 １其 弯 拉 应 力 Ｇ 和 弯 如 。 ｒ 现在还 是采用上 面所 列举 的典型半刚性基 层沥青路面 结构及 参 拉应 变 ￡ ｄ的计算 结果 见 图 １所 数 示 。各 模 量 值 对 应 的 应 力值 和 应 采用 Ｓ Ｅ Ｌ沥青路 面设计 方法的通用计算程序对基 层内部 的弯 ＨＬ 图 １ 半 刚 性 路 面 结 构 图 变 值 见 表 １ 。 拉（ ） 压 应力和弯拉（ ） 压 应变 进行 了计算 ， 基层各点 的弯拉 （ 应力 压） 表 １ 各 模 ■ 值 对 应 的应 力值 和 应 变 值 的计算结果 ， 见图 ３ 所示 。 为便于 比较 ， 还计算 了弯拉 （ ） 压 应力和弯拉 （ ） 压 应变的变化率 。 见图 ４所示 。 基层模量 值 （ ａ ＭＰ ） １０ ６０ ｌ０ ４０ ｌ０ ２０ １（ ） ０ｏ ８０ ０ 图 中 ３给 出 了 ａｂ、、 、 ｃ ｄ４点 的拉 （ ） 力 值 。 压 应 ａ点 的应 力 状 态 为 压应 力 ， 并且逐渐变小 ， 其他点都为拉应力 。 ｂ是拉应 力较小但 逐渐增
教案项目十一半刚性基层和底基层材料检测
教案项目十一半刚性基层和底基层材料检测一、教学目标：1.了解半刚性基层和底基层的定义和特点；2.学习半刚性基层和底基层材料的检测方法和标准；3.掌握半刚性基层和底基层材料检测的注意事项；4.培养学生做实验、分析实验结果、解决问题的能力。
二、教学内容：1.半刚性基层和底基层的定义和特点；2.半刚性基层和底基层材料的检测方法和标准；3.半刚性基层和底基层材料检测的注意事项。
三、教学过程：1.导入：通过展示一段已施工好的半刚性基层或底基层的照片，引发学生对半刚性基层和底基层的兴趣，让学生提出对基层材料的检测的问题。
3.教学重点：介绍半刚性基层和底基层材料的检测方法和标准。
讲解半刚性基层和底基层材料的检测仪器和设备，以及检测过程中需注意的事项。
通过实验演示，让学生清楚了解各个步骤的操作方法和注意事项。
4.教学扩展：通过选取几个典型的材料检测实验例子，让学生分析实验结果，并对不合格的材料进行原因分析和改进措施提出建议。
通过这个环节，培养学生的实验操作能力、观察分析能力和问题解决能力。
5.课堂小结：对本节课的内容进行总结，提醒学生复习巩固知识，并激发学生的思考。
教师可以随机提问学生，检查学生对本节课内容的理解和掌握情况。
四、教学评价方式：通过课堂讨论和实验结果分析，教师评价学生对半刚性基层和底基层材料检测方法和标准的掌握情况，以及对材料检测结果的分析和问题解决能力。
五、教学资源准备：1.纸质教材及课件，包含半刚性基层和底基层的定义和特点；2.展示照片，用于导入教学内容；3.实验设备和材料，包括半刚性基层和底基层材料的检测仪器和设备；4.实验例子及相关资料。
六、教学反思：通过本节课的教学，学生能够了解半刚性基层和底基层的定义和特点，并掌握了半刚性基层和底基层材料的检测方法和标准。
通过实验演示和分析实验结果，学生能够培养实验操作能力、观察分析能力和问题解决能力。
因此，本节课的教学目标得到了有效的实现。
但在教学过程中，可以通过更多的实例和案例分析，增加学生的兴趣和理解力度，提高教学效果。
材料疲劳试验
材料疲劳试验材料疲劳试验是一种用于研究材料在长期循环加载下的性能变化的试验方法。
它可以测试材料的寿命及其耐久性，以确保材料在实际使用环境中的可靠性。
下面，我将详细介绍材料疲劳试验的主要内容和步骤。
首先，材料疲劳试验通常使用万能材料试验机进行，这是一种具有一定加载能力和频率调节范围的试验设备。
试验的目的是通过反复加载和卸载材料来模拟实际的工作负荷条件，观察材料在不同循环次数下的性能变化。
在进行材料疲劳试验之前，需进行试验的准备工作。
首先，选择合适的试样进行试验，试样的尺寸和形状应符合标准规定或实际应用需求。
然后，根据试验要求制备试样，并进行必要的表面处理，以确保试样的质量和试验结果的准确性。
准备工作完成后，开始进行材料疲劳试验。
试验过程分为以下几个步骤：1. 载荷设定：在试验机上设定试样的加载载荷，并确定试验的频率、循环次数和卸载条件。
2. 试验开始：通过试验机的控制系统启动试验，开始进行周期性加载和卸载操作。
加载过程中，试验机会将所设定的载荷作用在试样上，而卸载过程中，试验机则会将载荷移除。
3. 试验数据采集：在试验过程中，对试样的载荷和位移等参数进行实时采集，并记录下来。
这些数据可以用于后续的数据处理和分析。
4. 试验监测：在试验过程中，及时监测试样的变形、裂纹和断裂情况，以判断试样的疲劳寿命。
5. 试验停止：当试样达到预定的循环次数或发生失效时，试验停止。
此时，可以对试样进行评估和分析，以确定其疲劳性能和耐久性。
最后，根据试验结果和分析，评估材料的疲劳性能，并根据应用需求进行调整和改进。
疲劳试验的结果可以为工程设计提供重要的参考依据，确保材料在使用寿命内安全可靠的工作。
综上所述，材料疲劳试验是一种重要的材料性能测试方法，可以评估材料的耐久性和可靠性。
通过合理的试验设计和数据分析，可以得到准确的试验结果，并为实际应用提供可靠的参考依据。
浅谈柔性基层与半刚性基层沥青路面抗疲劳性能的差异
浅谈柔性基层与半刚性基层沥青路面抗疲劳性能的差异摘要：近年来，我国高等级公路沥青路面早期破坏比较严重，半刚性基层沥青路面结构缺陷是其原因之一。
柔性基层沥青路面由于其良好的使用性能在许多国家得到应用，而在我国应用甚少。
疲劳失效问题是沥青路面结构设计的一个重要问题。
本文通过研究沥青路面面层疲劳损伤机理,介绍了沥青混凝土路面设计中沥青稳定基层与半刚性基层的疲劳设计方法,并利用BISAR软件进行了分析,从而得出了两个不同基层沥青路面的抗疲劳性能间的差异。
关键词：沥青路面；柔性基层；半刚性基层；疲劳性能。
前言半刚性基层被广泛用于修建公路沥青路面的基层或底基层。
在我国已建成的高速公路路面中就有90%以上是半刚性基层沥青路面,在今后的国道主干线建设中,半刚性基层沥青路面仍将是主要的路面结构形式。
半刚性基层沥青路面其优点主要表现在:强度高、承载力大、整体性好、刚性大。
但半刚性基层也有自身不足之处,其抗温、抗湿变形能力较差,易形成干缩裂缝及湿缩裂缝,进而使路面产生反射裂缝,导致沥青面层开裂,影响路面使用质量,缩短路面使用寿命。
由于国内高等级的公路基本上都采用半刚性基层沥青路面，而对柔性基层沥青路面采用较少。
但是从世界各国高等级公路路面结构来看，以柔性基层沥青路面为主，对路面基层要求较高，一般用沥青稳定碎石做基层的上层，而且用沥青做结合料的结构层的总厚度常大于20cm。
国外的使用经验表明，柔性基层沥青路面使用性能良好。
根据国内外使用经验，柔性基层沥青路面主要病害有疲劳开裂、车辙和低温开裂，其中车辙和低温开裂均可以通过选择合适的沥青结合料和合理的混合料设计加以解决。
疲劳开裂是唯一可以通过路面结构设计进行控制的破坏模式。
综上所述，对两种不同基层沥青路面的疲劳性能差异的分析，对我们进行路面设计及工程应用都具有相当大益处。
1.沥青路面面层疲劳损伤机理沥青路面的疲劳性是指在汽车轮载作用下，路面在长期使用过程中均存在压应力、拉应力,且处于两种应力交迭变化状态,当荷载重复作用超过路面面层材料所能承受的疲劳次数后,就会使结构强度抵抗力下降,产生疲劳破坏的性能。
半刚性基层疲劳损伤模型及寿命预估
⑥
２ １ ＳｉＴ ｃ． ｎｒ ０ ２ ｃ ｅｈ Ｅ ｇｇ ． ．
力 学
半刚性基层疲劳损伤模型及寿命预估
赖 正聪 王 时越 白 羽 杨 晓 东 苏何 先
（ 昆明理工大学建筑工程学院， 昆明 ６ ０ ５ ） ５ ０ １
摘
要பைடு நூலகம்
基于临界损伤值 Ｄ 不 等于 １的基本假定 ， 借助损伤力学理论建立半刚性基层 的疲 劳损伤模 型， 并结合脆 性材料 Ｓ一
Ⅳ关系方程 ， 得出 了模 型参数 Ｃ的一个新的函数表达 式 Ｃ＝１ （ ｌＳ＋ｂ 。 ／ ａｎ ） 通过疲 劳试验对 Ｄ 值 以及 Ｃ表达式 中的待 定系数 ａｂ 、 进行测定 ， 并对多个试件疲 劳寿命进行 了预估计 算。研 究结果表 明半 刚性 基层材料 Ｄ 值 约为 ０６ ． 。利用建 立的损伤 模 型， 当前损伤量仅 为 ０ ３至 ０ ５倍 临界损伤值时 ， 在 ． ． 即可较早地对试件疲劳寿命进 行预估 。预估结果 与试验结果吻合较好。
性 及有效 性 。
１ 疲劳损伤模型
传 统 的损伤力 学 理论 认 为材 料 破坏 （ 观裂 纹 宏
发现该理论与很多实际问题不相符 ， 如许多材料疲
２ １ 年 １ 月 ２ 收到 ， １ 年 １ ５日 ０ １ ２ ２日 ２ ２ ０ 月 修改 云南 省教育厅科研
出现） 的瞬间所对应 的临界损伤值 Ｄ 为 １ 由此得 。 ，
出 的一 系列 有效 物理量 均表示 为 ：
＝
基金项 目（７ １６ ７ 资助云南 曲靖沾益大为化工设备集 团、 ０Ｃ０１ ）
昆明东骧神骏项 目、 云南楚雄卷烟厂 、 省教委基金项 目、 校基
金 项 目资 助
（ １一Ｄ） Ｘ
半刚性路基材料
半刚性路基材料郜宇晨 21813109在道路工程这门课上我们初步了解了半刚性路基是刚性路面在下,柔性路面在上的一种路基，现在通过查阅资料对它进行更进一步的认识。
一、路面基层的分类路面基层大的分为三类：刚性基层、半刚性基层、柔性基层，底基层材料和基层差不多，主要是水泥、石灰含量低一些或者选用的是粒径小一些的土、砂砾之类。
刚性基层是指采用普通混凝土、碾压式混凝土、贫混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土等材料铺筑的路面基层。
半刚性基层又分为三类：水泥稳定类；石灰稳定类；工业废渣稳定类，具体对应有水泥稳定碎石、水泥稳定砂砾、水泥稳定细粒土；石灰稳定碎石、石灰稳定砂砾、石灰稳定细粒土；石灰粉煤灰、石灰粉煤灰土、石灰粉煤灰砂、石灰粉煤灰砂砾、石灰粉煤灰碎石、石灰粉煤灰矿渣、石灰粉煤灰煤矸石。
柔性基层有沥青稳定类和粒料类。
沥青稳定类包括密级配沥青稳定碎石（ATB）、开级配排水式沥青碎石基层(ATPB)、半开级配沥青碎石(AM)。
粒料类一般即碎砾石基层，又可以分为两类嵌挤型和密实型，嵌挤型包括泥结碎石、泥灰结碎石、填隙碎石，密实型包括级配碎石、级配砾石。
二、半刚性基层的概述半刚性基层是采用水硬性材料(又称无机结合料)稳定的各种集料和土类,并具有一定强度和厚度的路面基层结构;在半刚性基层上铺筑一定厚度沥青混合料面层的结构称为半刚性基层沥青路面。
半刚性基层沥青路面具有强度和刚度较高、路面平整度好、噪音低、行车舒适、易于就地取材、施工工艺简单、使用周期长、工程投资较低、养护维修方便等优点,因此在国内外公路建设中被广泛应用。
半刚性基层，包括水泥稳定粒料类及二灰稳定粒料类等，均具有较高的抗压强度和抗压回弹模量值（介于500～4000MPa），并具有一定的抗弯拉强度，因此半刚性基层沥青路面具有较小的弯沉和较强的荷载分布能力。
另外，由于半刚性基层刚度大，使得其上的沥青面层弯拉应力相对减少，从而提高了沥青面层抵抗行车的疲劳破坏能力。
振动击实法半刚性基层材料试验检测技术
一、概 述
半刚性基层的定义 在粉碎的或原状松散的土中掺入一定量的无
机结合料（包括水泥、石灰或工业废渣等）和水， 经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度 符合规定要求的材料称为无机结合料稳定材料 。 由于无机结合料稳定材料的刚度介于柔性路面材料 和刚性路面材料之间，常称此为半刚性材料。以此 修筑的基层或底基层亦称为半刚性基层或底基层。
振动击实法半刚性基层材料试验检测技 术
六、水泥稳定材料的抗裂性问题
水泥稳定碎石温度收缩特性
分析温度收缩系数测试结果，可得出以下规律： ➢ 各龄期材料的温度收缩系数随温度区间的变化规律
高温区0℃～60℃的温度收缩系数大于低温区-30℃～ 0℃ 的 温度收 缩系数。并且，随着温度的下降，温缩系数有减小的趋势。
➢ 温度收缩系数随集料级配的变化规律
上限＞从下顶到上底＞中限＞从上顶到下底＞下限
➢ 不同龄期、相同配合比的水泥稳定碎石材料的温缩规律
从28天龄期到90天，温缩系数增加明显，从90天龄期到180天，温缩系 数增加幅度较小。
➢ 相同配比、不同水泥剂量的水泥稳定碎石材料的温缩规律
由水泥剂量与温缩系数的关系曲线可知，6％水泥剂量的温缩系数最小。
三、半刚性基层材料特点
干缩特性
体积收缩，影响因素如下： ➢ 细粒含量和矿物成分（多） ➢ 土的塑性指数（大） ➢ 水泥剂量（多） ➢ 混合料的含水量（大） ➢ 暴露时间及失水量（长） ➢ 集料的平均粒径（小）
振动击实法半刚性基层材料试验检测技 术
三、半刚性基层材料特点
温缩特性
影响半刚性基层温缩性质的因素既多又复杂，主要有温 差、材料的温缩系数、弹性模量和极限拉应变、基层长度和 厚度、阻力系数及材料的徐变等。
公路工程项目半刚性与半柔性基层材料差异性及适用性分析
公路工程项目半刚性与半柔性基层材料差异性及适用性分析发布时间：2021-05-07T15:44:45.730Z 来源：《工程管理前沿》2021年3期作者：曾献文[导读] 半刚性基层沥青混凝土路面病害一直困扰着工程界，尤其是早期破坏，曾献文广东承信公路工程检验有限公司 511400摘要：半刚性基层沥青混凝土路面病害一直困扰着工程界，尤其是早期破坏，其防治一直是工程行业攻关的重点，由于半刚性基层沥青路面早期病害难以发现，一旦早期病害出现，其后续劣化进程较快，直接威胁到沥青路面的正常服役年限；本文通过对比半刚性和半柔性基层材料之间的特性，提出了选用半柔性基层和复合基层用于路面承重结构层的工程方案，希望能够解决当前半刚性基层沥青路面早期破坏的现实难题。
关键词：公路工程；半刚性基层；半柔性基层；复合式基层；结构适用性0引言经实践调研发现，国内在役公路项目有超过90%的路面采用了半刚性基层，半刚性基层与沥青面层一度成为公路结构层的“黄金组合”；虽然半刚性基层拥有承载力高、抗变形能力强、荷载稳定性佳等优势，但依旧存在自身的“硬伤”，其中，半刚性基层沥青路面早期病害就是典型的“硬伤”之一。
1半刚性基层和半柔性基层的材料特点（1）半刚性基层的用料取材广泛，只要满足荷载稳定性即可，常用的半刚性基层原材料有粉煤灰、水泥、矿渣、碎石等；（2）半柔性基层材料较全柔性基层材料而言，其对环境温度变化的反馈不明显，自身稳定性良好，基层的后期强度增长显著；较全刚性基层材料而言，在温度变化条件下的脆性特性不明显，不容易出现脆性开裂，早期强度更高；（3）半柔性基层不仅具备良好的塑性和应力松弛性能，同时兼具较高的抗变形刚度，且水泥掺加量明显低于半刚性基层，满足低碳绿色的选材宗旨。
半柔性基层目前已经在大量的公路施工项目中得到应用，通过工程实践检验，其工程适用性良好，满足推广应用的条件。
2材料性能差异2.1强度特性（1）半柔性基层混合料中的乳化沥青含量对其力学特性的影响较为明显，通过分析半柔性基层混合料在7天饱水条件下的无侧限抗压强度指标发现，试验试件饱水条件下的吸水能力较差，侧面证明了半柔性基层混合料的水稳特性；半柔性基层混合料在60℃条件下的动稳定度超过6000次/mm，充分说明半柔性基层混合料在抗车辙方面的优异性能。
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文章编号:100926825(2005)1920147202半刚性基层材料疲劳试验概述收稿日期:2005206207作者简介:李小刚(19792),男,长安大学道路与铁道工程专业在读硕士研究生,陕西西安 710054宋 曼(19792),女,1999年毕业于河南交通学校汽车应用工程专业,助工,河南新野县县乡公路管理所,河南新野 473500熊小新(19762),女,1997年毕业于河南交通学校交通工程专业,助工,河南新野县县乡公路管理所,河南新野 473500李小刚 宋 曼 熊小新摘 要:结合半刚性基层疲劳研究的现状,总结概述了半刚性基层材料疲劳试验的方法,并提出试验中应注意的要点,为半刚性基层材料疲劳试验和疲劳特性的研究提供指导。
关键词:半刚性,疲劳,试验中图分类号:U414文献标识码:A 在我国高等级公路中,半刚性基层沥青路面占90%以上,而半刚性基层材料的疲劳寿命是半刚性基层沥青路面设计的主要控制因素,疲劳试验又是研究疲劳寿命的主要手段,因此有必要对半刚性基层材料的疲劳试验加以研究概括。
1 疲劳的基本概念1)疲劳:对于弹性状态的路面材料承受重复应力作用时,可能在低于静载一次作用下的极限应力值时出现破坏,同时导致材料强度降低[1]。
2)疲劳破坏:在循环荷载的作用下,结构或者构件发生破坏的现象叫疲劳破坏[2]。
3)疲劳寿命:在循环荷载作用下,结构或者构件产生疲劳破坏的应力循环次数或者应变循环次数。
疲劳寿命的大小取决于应力水平的大小。
4)应力水平(应力比):重复应力与一次加载得出的极限应力之比。
5)高低应力比(荷载循环特征值):作用在试件中最小荷载和最大荷载的比值。
2 疲劳试验2.1 试验方法室内小型疲劳试验方法主要有:重复弯曲试验、直接拉伸试验、间接拉伸试验、支撑弯曲试验、耗散能试验、断裂力学试验、重复拉伸和拉压试验、重复三轴拉压试验、弹性基础上的弯曲试验、室内轮辙试验、室内轮载试验等等。
各种试验方法各有利弊,得出的结果也相差很大。
因此做疲劳试验前应该根据试验目的和对现场情况的模拟情况、试验结果的可应用性、试验方法的简单可行性等选择一种试验方法,现在应用比较多的是间接拉伸疲劳试验和重复弯曲疲劳试验[3]。
2.2 试件成型疲劳试验试件成型的方法主要有:静压成型、马歇尔击实成型、搓揉压实成型、旋转压实成型、轮碾压实成型等,可以说每种方国有抗冻要求的地区,可以掺用适量的粉煤灰、矿渣粉料代替水泥,但同时应掺用引气剂提高混凝土的抗冻性能。
粉煤灰或矿渣粉料掺量较多时,对引气作用的负面影响过大。
经验表明,粉煤灰的掺量低于胶结材料总量的30%时,对抗冻性影响不大。
因而从耐久性等多方面考虑,单独粉煤灰掺量不宜多于胶结材料总量的30%。
矿渣微粉的作用类似粉煤灰,因而单独矿渣微粉的掺量也不宜多于30%。
同时掺入粉煤灰、矿渣微粉时,掺合料的掺量同样不宜多于30%。
5.5 有抗冻要求的混凝土还应掺入适量的引气剂拌和新混凝土,从抗冻性能方面考虑,在掺粉煤灰或矿渣微粉的同时,应掺入适量的引气剂。
因为引气作用可以显著地提高混凝土的抗冻性,用引气作用补偿因掺粉煤灰或矿渣微粉对混凝土抗冻性的不利影响。
5.6 粉煤灰的质量要求配制耐久混凝土的粉煤灰,可选用Ⅰ,Ⅱ级低钙粉煤灰,对于预应力混凝土和引气混凝土,应选用Ⅰ级粉煤灰。
6 在新拌混凝土中加减水剂在保持混凝土和易性的前提下加减水剂,可减少拌合水,降低水灰比。
减水剂可以改善混凝土的孔结构,增高混凝土的密实度,降低透水性,从而提高了混凝土的抗渗、抗冻、抗腐蚀能力。
7 在新拌混凝土中加膨胀剂加入膨胀剂的目的是使龄期短、强度较小时的混凝土膨胀,并使混凝土不产生拉应力。
这种混凝土的抗渗性、耐久性都较好。
8 开发利用海砂我国河砂资源已近枯竭,开发利用海砂应列入研究之中。
对于耐久性混凝土,海砂不能直接使用,但经过处理后的海砂是可以使用的。
预应力混凝土一般不得使用海砂。
参考文献:[1]高琼英.建筑材料[M ].武汉:武汉理工大学出版社,2002.[2]谭家利.大掺量粉煤灰混凝土的试验研究[J ].中外建筑,2001(3):78279.Major means on compounding durable concreteDING Yu 2pingAbstract :It illustrates major measures on compounding durable concrete from selecting good durability cement 、limiting quantities of cement 、selecting reasonable coarse aggregate 、compounding air 2leading concrete ,which is based on summarizing experiences and research.K ey w ords :concrete ,durability ,coarse aggregate・741・ 第31卷第19期2005年10月 山西建筑SHANXI ARCHITECTURE Vol.31No.19Oct. 2005法都有其可取之处。
静压成型的压实方法简单,但是骨料的排列和现场不一样;马歇尔击实成型,试件成型装置简单,成本低,携带方便,较容易在现场和试验室使用,但击实时骨料可能破损,击实释放的能量容易使膜破裂;搓揉成型被应用于梁式试件,试件在物理和力学方面都和现场钻取的岩芯试件大体相当;轮碾成型能很好地模拟现场的情况,其混合料中骨料的排列方向和混合料的密度和现场大体吻合,但是该方法需要专门的设备,成本较高。
目前应用比较广泛的是马歇尔击实成型和轮碾成型[4]。
2.3 试件的养生对于半刚性基层材料来说,养生非常关键,直接关系到试件将来的性质。
养生主要考虑的是养生条件和养生龄期。
半刚性基层材料疲劳试验试件的养生条件一般是湿热养护(湿度对疲劳试验的影响比较大,应采取必要的保湿措施),养生龄期主要考虑试验期间内试件强度的变化,为减少试件强度的变化对疲劳试验结果的影响,一般试件的养生时间最好长一些,使试件的强度趋向稳定。
水泥稳定粒料的养生期一般为3个月,二灰类稳定粒料的养生期一般为6个月。
2.4 荷载控制模式选择荷载控制模式主要有应力控制模式和应变控制模式。
应力控制试验就是试验过程中保持荷载或者应力值始终不变,而应变量的增长速率不断增加。
应变控制试验是在试验过程中不断调节所施加的荷载或者应力值,使应变量始终保持不变,但试验过程中混合料的劲度不断下降。
在条件相同的试验中,由应力控制的疲劳试验得到的疲劳寿命要比应变控制的疲劳试验得到的疲劳寿命小得多。
选用何种荷载控制模式进行疲劳试验主要考虑以下两个因素:1)路面结构中的应力应变状态更接近于哪类荷载控制模式的疲劳试验工作状态。
2)何种荷载控制模式的疲劳试验结果更便于应用[5]。
2.5 疲劳破坏的判断标准对于应力控制模式,试件的疲劳破坏以试件出现断裂为标志。
对于应变控制模式,试件并不会出现断裂,一般以试件劲度模量下降到初始模量的50%作为疲劳破坏标准[6]。
2.6 荷载频率和荷载波形的选择加载频率和波形的选择应根据实际路面的受荷频率波形而定,在行驶车辆的作用下,路面中产生变动的应力(应变)反应。
基层底部的应力(应变)一般接近于时间的半正弦函数,车轮对路面作用一次的时间以应力(应变)的反应时间来表示,这种反应时间的长短主要取决于轮重、车速、交通类型和车辆的行驶序列,也一定程度取决于路面的性质(材料和厚度等)。
对于室内小型试验,车轮加载时间可以根据Van der Poel 公式来确定:τ=1/2πf 。
当加载频率f 为10Hz 时,加载时间τ为0.016s ,对沥青混合料路面相当于60km/h ～65km/h 的行车速度。
进行疲劳试验时采用较多的波形是单向作用的矩形波、三角形波和半矢形波或者交变正弦波。
试验表明波谱的形状对疲劳试验的结果影响不显著,但是应力和应变是单向作用还是交变作用对结果影响就比较大。
通常认为正弦波形比较接近实际路面所受荷载的波形。
由于荷载波形全部处于压力一侧,也称为半正矢波。
常用的波形为连续式半矢正弦波[7]。
2.7 试验温度对于半刚性基层材料来说,温度对于疲劳性质的影响比较小。
对沥青混合料来说影响就比较大(如果试验温度过高,则试件会产生变形累积,而变形累积不是疲劳)。
目前常用的温度为15℃或者20℃。
2.8 应力比的选择疲劳试验的关键就是应力比的选择,应力比直接关系到疲劳作用次数的大小、分散性等。
应力比如果选的太小,试件就可能不会发生疲劳断裂;应力比如果选的太大,疲劳数据的分散性就大,而且最终疲劳方程可能不处于直线段。
2.9 试验数据的收集和处理试验过程中一般采用计算机自动记录数据,最后对记录的数据进行整理,剔除分散性比较大的数据(疲劳试验过程中,降低疲劳数据分散性是一个重要问题,如果数据分散性大,可能就得不到结论。
影响分散性的主要因素有:1)试验设备的精确度;2)试验材料的均匀性;3)试件尺寸和形状的统一性;4)试件加工过程的一致性;5)试验环境的影响。
对疲劳试验数据利用概率论知识进行线性回归可以获得σ—N 曲线、σ/S —N 曲线以及P —σ—N 曲线和P —σ/S —N 曲线,这也是疲劳试验常用的几种曲线。
2.10 试验结果分析对半刚性基层材料来说,可以根据疲劳方程或者疲劳曲线来分析不同结构或者不同材料组成的疲劳性能的优劣。
对于单对数方程和双对数方程,n 值越大,疲劳曲线越陡,疲劳寿命对应力水平或者应力变化越敏感,k 值表示疲劳曲线线位的高低,它的值越大,疲劳曲线的线位越高,抗疲劳性能越好。
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