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1、魯東濱海地區(qū)地處山嶺重丘區(qū),巖層埋藏較淺,路基、地基的支撐條件良好,且交通量較小,重載交通較少,但該地區(qū)道路在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,材料性能衰減迅速,路面早期病害嚴(yán)重。該地區(qū)花崗巖風(fēng)化料分布廣泛,它是一種特殊的巖土類型,顆粒本身強(qiáng)度較低,遇水易軟化,而水泥穩(wěn)定花崗巖風(fēng)化料在該地區(qū)常被用作半剛性底基層材料,其材料性能直接影響了該地區(qū)的公路建設(shè)質(zhì)量和服務(wù)水平。此外,由于特殊的氣候地形條件,魯東濱海地區(qū)路面材料長(zhǎng)期經(jīng)受可溶鹽的影響,可能導(dǎo)致水泥穩(wěn)定花崗
2、巖風(fēng)化料材料性能的快速衰減。因此,研究水泥穩(wěn)定花崗巖風(fēng)化料的初始材料特性及在可溶鹽腐蝕環(huán)境下材料性能衰減狀況,對(duì)于優(yōu)化材料設(shè)計(jì)、緩解區(qū)域內(nèi)路面結(jié)構(gòu)早期損壞具有重要意義。
結(jié)合魯東濱海地區(qū)底基層水泥穩(wěn)定花崗巖風(fēng)化料材料實(shí)際應(yīng)用狀況,根據(jù)該地區(qū)地層分布情況及風(fēng)化料的工程特性,對(duì)花崗巖風(fēng)化料進(jìn)行了工程特征區(qū)域劃分;采用可溶鹽溶液腐蝕的方法,從無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度、抗壓回彈模量、抗凍性能、抗沖刷性能、抗收縮性能等方面,分別對(duì)20%
3、、30%、40%3種粗集料含量的水泥穩(wěn)定花崗巖風(fēng)化料在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生、浸水養(yǎng)生、浸溶液養(yǎng)生條件下的材料性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,通過(guò)對(duì)不同養(yǎng)生條件下材料性能指標(biāo)的對(duì)比分析,評(píng)價(jià)了粗集料含量對(duì)水泥穩(wěn)定花崗巖風(fēng)化料初始材料性能及抗可溶鹽腐蝕能力的影響;采用有限元計(jì)算的方法,對(duì)不同粗集料含量的水泥穩(wěn)定花崗巖風(fēng)化料底基層路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行了分析。
結(jié)果表明,通過(guò)對(duì)魯東濱海地區(qū)地層分布及風(fēng)化料工程特性的研究,可將該地區(qū)劃分為元古代分區(qū)和中生代分
4、區(qū)兩個(gè)工程特征區(qū)域;隨著粗集料含量的增加,除劈裂強(qiáng)度緩慢減小外,水泥穩(wěn)定花崗巖風(fēng)化料初始材料性能呈增長(zhǎng)趨勢(shì),且粗集料含量由30%增加到40%,增幅較小;在粗集料含量為20%時(shí),在可溶鹽長(zhǎng)期(90d)腐蝕作用下,材料的使用性能極差,各項(xiàng)指標(biāo)的抗腐蝕系數(shù)多低于的0.3,抗壓回彈模量?jī)H為0.067,抗沖刷性能幾乎為0;在可溶鹽腐蝕作用下,隨著粗集料含量的增加,材料的使用性能逐漸改善,在粗集料含量為40%時(shí),在可溶鹽長(zhǎng)期(90d)腐蝕作用下,材
5、料的使用性能除抗沖刷性能外,可達(dá)到浸水養(yǎng)生的60%以上;在受可溶鹽腐蝕影響的條件下,路面結(jié)構(gòu)高應(yīng)力區(qū)由底基層上升到基層,導(dǎo)致基層受彎拉狀況惡化,但隨著底基層粗集料含量的增加,基層層底拉應(yīng)力逐漸減小,當(dāng)粗集料含量增大到40%,基層受彎拉狀況較為理想。總體來(lái)說(shuō),在受可溶鹽影響較大的地區(qū),底基層宜采用40%粗集料含量的水泥穩(wěn)定花崗巖風(fēng)化料;而在受可溶鹽腐蝕影響較小的地區(qū),底基層宜采用30%粗集料含量的水泥穩(wěn)定花崗巖風(fēng)化料,以合理控制各層模量比
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