1.1 El cemento utilizado como material de prueba es silicio ordinario 325# (marca Conch) producido por Anhui Wuhu Conch Group. El agregado es grava de piedra caliza producida por Wuhu Jingshan Stone Factory, que en realidad se utiliza en la autopista Wuxuan. * * * Dividido en cuatro niveles (pantalla con orificios cuadrados): 0~4,75, 4,75~9,5, 9,5~19, 19~37,5 mm.
1.2 La gradación de la prueba de relación de mezcla se muestra en la Tabla 1. Se compararon pruebas de módulo y resistencia con tres gradaciones en el diseño de mezclas. En la prueba de rendimiento de contracción, para comprender las características de contracción de la grava de cemento en un rango pequeño de dosificación de cemento, se utilizaron para análisis y comparación la graduación 2 recomendada y tres contenidos diferentes de cemento (4%, 5% y 6%).
Producción y mantenimiento 1.3 Las muestras se forman utilizando el método de presión estática. Los tamaños de las muestras se dividen en dos especificaciones [1]. Una es una muestra cilíndrica de φ 15 × 15 cm: el módulo de compresión y el módulo de división. , resistencia a la compresión y resistencia a la división. La otra es una muestra de viga central de 10 cm × 10 cm × 40 cm, que se sometió a pruebas de contracción en seco y contracción por temperatura. Los parámetros de formación de las muestras se muestran en la Tabla 2. Después del moldeo, la muestra se selló en una bolsa de plástico y se colocó en una sala de curado estándar (temperatura 20 ± 3 °C, humedad relativa superior al 90 %) para humectarla y curar.
2. Ensayo del módulo de rebote (estático y dinámico) El módulo de base semirrígida es un parámetro importante en el diseño y análisis de pavimentos que refleja las características de deformación de los materiales semirrígidos bajo carga.
La determinación del módulo de los materiales de pavimentos en mi país se basa mayoritariamente en ensayos estáticos. El estado de tensión de la muestra en este método es bastante diferente del estado de tensión real de la estructura del pavimento y no puede reflejar verdaderamente las propiedades mecánicas reales del material del pavimento. Esta prueba utiliza el sistema de prueba de materiales MTS810 para probar el módulo de resiliencia a la compresión (estático y dinámico) y el módulo de división (estático y dinámico) de la capa base semirrígida.
El sistema de prueba MTS tiene una función de prueba dinámica completa y puede configurar el programa de carga dinámica (forma de onda, frecuencia, secuencia de carga, intervalo de carga, etc.) de acuerdo con las necesidades de la prueba. La carga del sistema está controlada por un servosistema hidráulico y la frecuencia de carga no supera los 30 Hz. Estudios extranjeros han demostrado que la frecuencia de tensión real de los materiales del pavimento es generalmente de alrededor de 10 Hz, lo que es adecuado para los requisitos del sistema de prueba MTS.
La carga máxima de la prueba es el 30% de la resistencia a la compresión de la muestra y se ajusta adecuadamente durante la prueba para garantizar una deformación elástica suficiente durante la prueba. También se puede comparar con los resultados de la investigación. pruebas similares. Según la "Especificación de diseño para pavimento asfáltico de carreteras" (JTJ014-97), la grava estabilizada con cemento se estabiliza gradualmente después de 3 meses y los parámetros de diseño deben determinarse en función del período de edad de 3 meses. En este experimento, se midió el módulo a los 3 meses de edad y los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 3.
Diferentes cantidades de cemento en la misma gradación tienen poco efecto sobre el módulo. Además, se sabe que el módulo dinámico de la prueba de compresión es de 5,3 a 6 veces el módulo elástico bajo carga estática. El módulo dinámico de la prueba de división es aproximadamente 3 veces el módulo estático. Claramente, existe una clara diferencia entre módulo dinámico y módulo estático. Los parámetros de módulo utilizados en el análisis de la estructura del pavimento tienen una gran influencia en la vida a fatiga [2]. Por lo tanto, en el diseño de pavimentos, se deben realizar pruebas sistemáticas de los parámetros de desempeño de los materiales realmente utilizados en la carretera propuesta para reflejar valores de parámetros que sean consistentes con la situación real.
3. Prueba de resistencia y ley de crecimiento Esta prueba probó la resistencia a la compresión y la resistencia a la división de tres gradaciones para comparar. Para el grado 2 recomendado, se probaron respectivamente la resistencia a la compresión libre y la resistencia a la rotura de 6 edades (7d, 14d, 28d, 60d, 90d, 180d) y se utilizaron 3 muestras paralelas para analizar los cambios de resistencia con la ley de crecimiento.
Para la gradación 2, de diferentes períodos, en el rango de 4~6% en esta prueba, la resistencia a la compresión y la resistencia a la rotura aumentan con el aumento del contenido de cemento. Existe una buena relación entre la resistencia a la compresión y la resistencia a la división, y la relación entre la resistencia a la compresión y la resistencia a la división varía entre 7,833 y 9,830.
4. Prueba de contracción en interiores
4.1 Prueba de contracción en seco El área de la autopista Wuxuan pertenece al sistema del río Yangtze, con un sistema de agua superficial desarrollado, grandes precipitaciones anuales y una humedad anual promedio. del 80%. Por lo tanto, es particularmente importante estudiar el ensayo de contracción en seco de una base de grava estabilizada con cemento. En la actualidad, no existe un estándar unificado para medir las características de contracción en seco de los materiales base semirrígidos. Este experimento utiliza principalmente un medidor de tensión portátil (precisión de 0,001 mm) para medir la deformación por contracción del hueso trabecular bajo una determinada tasa de pérdida de agua.
Las muestras de interior se prepararon utilizando cemento grado 2 con tres contenidos diferentes de cemento (4%, 5% y 6%), y la presión de formación de la muestra fue de 500-550 kN. Después de 7 días de preservación del calor e hidratación, saque la muestra, instale la sonda en la superficie superior de la muestra con una distancia estándar de 20 cm y seque la muestra bajo humedad natural. La temperatura interior de esta prueba se mantuvo siempre en torno a los 20°C. Observe el peso y la deformación de la muestra en diferentes momentos hasta que el contenido de agua ya no disminuya y el volumen de la muestra permanezca básicamente sin cambios.
;Esta prueba de contracción en seco* * *prueba la deformación durante 14 días y calcula el coeficiente de contracción en seco αd en función de la deformación de contracción en seco acumulada: αd =∑δεdi/∑δεωI (Fórmula 1).
Entre ellos: σδεdi deformación por contracción acumulada (10-6); σδεωI pérdida de agua.
4.2 Prueba de contracción por temperatura
1) Esta prueba utiliza el probador de expansión y contracción del material del pavimento JNZS-2001A desarrollado por el Laboratorio Clave de Ingeniería de Carreteras y Tráfico, Ministerio de Educación, Universidad de Tongji. . Saque la muestra curada 14d, instale una sonda de 20 cm y luego colóquela en el termómetro de material del pavimento.
2) Rango de temperatura Según los datos climáticos e hidrológicos del tramo de la autopista Wuxuan, la temperatura media anual en la zona es de 16,6 ℃, la temperatura media anual máxima del mes frío es de 2,7 ℃ ~ 2,0 ℃ , y la temperatura mínima extrema es de -8,9 ℃. La temperatura máxima promedio mensual es de 27 ℃ ~ 28,6 ℃. Por lo tanto, el rango de control de temperatura anual se divide en 25 ℃ ~ -5 ℃.
3) La temperatura inicial del ensayo de contracción por temperatura es de 25°C. Después de reposar a la temperatura establecida durante 6 horas, saque la muestra y mida rápidamente la deformación de la muestra con un extensímetro portátil. Luego vuelva a colocar la muestra en el termómetro, selle el termómetro, ajústelo a la siguiente temperatura establecida y realice la siguiente prueba.
4) Calcule el coeficiente de contracción por temperatura αT según la fórmula (2), donde ΣδδεT es la deformación de prueba en el intervalo de temperatura Ti+1-TO. El coeficiente de contracción por temperatura de la misma muestra es el valor promedio. de pruebas paralelas.
α t = δ ε t/(Ti+1-t0) Fórmula (2)
Donde: δ ε t deformación por contracción por temperatura acumulada (×10-6); temperatura actual de 1 (℃); la temperatura inicial de T0 (℃).
Se puede ver en la Tabla 7 y la Figura 3 que la deformación por contracción por temperatura de la grava clasificada estabilizada con cemento aumenta gradualmente a medida que la temperatura disminuye. Entre 25 °C y -5 °C, el contenido de cemento cambia. no tienen ningún efecto obvio sobre las propiedades de contracción por temperatura de la grava de cemento. En términos generales, en el rango de temperaturas positivas, la deformación de contracción por secado de los materiales base semirrígidos es mucho menor que la deformación de contracción por temperatura.
5. Conclusión
A través de la prueba del módulo, la resistencia y la tasa de contracción de la mezcla base de grava estabilizada con cemento de Wuxuan Expressway, se establecieron la resistencia a la compresión y la resistencia a la rotura con la edad. La ecuación de la ley de crecimiento del período tiene buena correlación y puede proporcionar una referencia para el control de calidad de la construcción de proyectos futuros. El módulo elástico de los materiales base semirrígidos medido por diferentes métodos de prueba varía mucho y también existen diferencias obvias entre el módulo estático y el módulo dinámico. También existen ciertas diferencias en los indicadores de resistencia. El estado de funcionamiento real de la estructura del pavimento (modelo mecánico, propiedades del material) está lejos del sistema mecánico estático actual. Por lo tanto, es particularmente importante estudiar las características dinámicas y los parámetros dinámicos del pavimento. estructura bajo cargas dinámicas. Los materiales de base semirrígidos se encogen y son propensos a agrietarse cuando cambian la temperatura o la humedad. Cuando la capa superficial del pavimento asfáltico es delgada, es fácil que se formen grietas reflectantes. Las pruebas de las características de contracción en seco y de contracción térmica proporcionarán una guía importante para la construcción futura y proporcionarán una base para análisis adicionales de las grietas del pavimento.
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