【摘 要】
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在黄土中添加石灰、粉煤灰、水泥和其他无机结合料可形成稳定的黄土,通常用作路面基层或底基层材料。然而实践证明当使用石灰或石灰-粉煤灰稳定的黄土作为路面基层材料时,早期强度较低并且摊铺后的开放时间相对较晚,这对于需要尽快开放交通的路面基层维护项目,稳定黄土的使用受到很大的限制。季节性冻融地区的稳定黄土经常受到冻融循环的破坏,石灰或石灰-粉煤灰稳定的黄土不能在低温条件下(≤5°C)施工。鉴于春季路面基层
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在黄土中添加石灰、粉煤灰、水泥和其他无机结合料可形成稳定的黄土,通常用作路面基层或底基层材料。然而实践证明当使用石灰或石灰-粉煤灰稳定的黄土作为路面基层材料时,早期强度较低并且摊铺后的开放时间相对较晚,这对于需要尽快开放交通的路面基层维护项目,稳定黄土的使用受到很大的限制。季节性冻融地区的稳定黄土经常受到冻融循环的破坏,石灰或石灰-粉煤灰稳定的黄土不能在低温条件下(≤5°C)施工。鉴于春季路面基层融化期的病害,有必要开发一种经济、环保、防冻的无机结合料稳定材料,以确保低温期摊铺后路面基层得以保持,并具有硬化快、强度高、通行及时、抗冻融性好等特点。硫铝酸盐水泥(SAC)具有显著的早期强度,因此在本研究中将其添加到石灰-粉煤灰稳定黄土中以提高稳定黄土的早期强度。但是国内外对石灰-粉煤灰-硫铝酸盐水泥稳定黄土的力学性能的研究很少,关于胶结材料稳定的黄土的力学性能的定量评价还缺乏相关的研究。因此本文进行了一系列的无侧限抗压试验及劈裂抗拉试验,以探讨SAC含量、养护时间和孔隙率对石灰-粉煤灰-硫铝酸盐水泥稳定黄土的无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度的影响。另外分别对在低温下养护和经受了冻融循环的试样进行无侧限抗压强度试验,以研究稳定黄土在低温条件下的抗冻性和可施工性。无侧限抗压试验和劈裂抗拉试验的结果表明,养护时间的增加和孔隙率的降低导致了石灰-粉煤灰-硫铝酸盐水泥稳定黄土的无侧限抗压强度和劈裂拉伸强度的持续增长。硫铝酸盐水泥(SAC)的添加显着提高了石灰-粉煤灰-硫铝酸盐水泥稳定黄土的早期强度。当养护时间、孔隙率和无机结合料总含量恒定时,随硫铝酸盐水泥含量的增加,无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度会增加;对于无机结合料总含量为30%,硫铝酸盐水泥含量为5%的稳定黄土养护1天后,其无侧限抗压强度大于0.7MPa,可以满足开放交通的要求,因此石灰-粉煤灰-硫铝酸盐水泥稳定的黄土可以用作优良的道路养护材料。通过对试验数据的分析建立了石灰-粉煤灰-硫铝酸盐水泥稳定黄土的无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度与主要影响因素(无机结合料含量,养护时间,孔隙度)的关系,为合理选择粘结料用量、压实度和养护期提供了参考。最后基于Mohr-Coulomb理论,提出了一种计算稳定黄土c和φ的简便方法,该方法只需进行无侧限抗压强度或劈裂抗拉强度即可得到抗剪强度参数。冻融试验结果表明,随着冻融循环次数的增加稳定黄土的无侧限抗压强度和质量均降低,但无机结合料总含量为30%的稳定黄土的无侧限抗压强度和质量下降幅度较小,但试件质量损失率不超过5%满足工程需要。无机粘结剂含量为20%时,试样表面出现剥落现象,而无机粘结剂含量为30%时,试样表面没有剥落现象。随着硫铝酸盐水泥含量的增加,稳定黄土的强度显著提高,当粘结剂含量为30%、硫铝酸盐水泥含量为5%的稳定黄土在低温养护条件下养护4d后,解冻条件下的无侧限抗压强度达到0.8MPa以上。未解冻条件下因冰的作用无侧限抗压强度高于解冻条件下的无侧限抗压强度,所以在春季由于早晚的温差大,路面基层处于解冻度不同的状态,这导致路面基层的承载力不均匀,从而更容易导致道路变形和破坏。
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