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浅谈混凝土凝结时间试验检测方法及其影响因素单位:姓名:日期:职称论文浅谈沥青混合料高温稳定性检测方法及其影响因素第1页,共5页浅谈混凝土凝结时间试验检测方法及其影响因素XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX【摘要】本文介绍混凝土凝结时间试验方法,并分析了影响混凝土凝结时间的各种因素。为水泥混凝土的设计、施工以及管理提供了一定的参考依据。【关键词】水泥混凝土;凝结时间;贯入阻力法1.概述进入二十一世纪,道路交通工程发展迅速,而沥青路面由于具有坚实、无接逢、噪音小并且施工通车的快速性和行车的舒适性等优点而得到了广泛的应用。但是,由于沥青混合料是一种典型的流变性材料,它的强度和变形量随着温度的升高而降低,所以沥青混凝土路面在夏季高温时,在重交通荷载的重复作用下,由于交通的渠化,在轮迹带逐渐形成变形下凹、两侧鼓起的所谓“车辙”,这是高速公路沥青路面最常见的病害。车辙形成不仅会导致路面积水,厚度减薄,还直接影响行车的舒适性和平稳性,因此有必要对沥青混合料高温性能影响因素进行研究。众多研究表明,动稳定度能较好地反映沥青路面在高温季节抵抗形成车辙的能力。2.沥青混合料高温稳定性的检测方法[1]检测沥青混合料高温稳定方法有很多,如:最常见动稳定度试验和三轴压缩试验。由于三轴试验较为复杂,所以动稳定度被广泛采用,并且已成为国际通用的方法。2.1试验原理沥青混合料的车辙试验是试件在规定温度(60℃)及荷载(0.7MPa)条件下,通过板块状试件与车轮之间的往复相对运动,使试块在车轮的重复作用下,产生压实、剪切、推移和流动,从而产生车辙。试验过程中,通过测定试验轮往返行走所形成的车辙变形与时间的关系,计算动稳定度,表示为次/mm。2.2方法与步骤2.2.1试件成型车辙试件采用轮碾法制成,板块状试件尺寸为长300mm*宽300mm*厚50~100mm(厚度根据需要选择),也可从路面切割得到需要尺寸的试件。2.2.2车辙试验将试件连同试模一起,置于已达到试验温度60℃±1℃的恒温室中,保温不职称论文浅谈沥青混合料高温稳定性检测方法及其影响因素第2页,共5页少于5h,也不得超过12h,之后,将试件连同试模移置于车辙试验机的试验台上,试验轮在试件的中央部位其行走方向必须与试件碾压方向或行车方向一致,启动试验机,使试验轮往返行走,时间约1h,或最大变形达到25mm时为止。试验时,记录仪自动记录变形曲线(见图1)及试件温度。图1.车辙试验自动记录的变形曲线2.2.3结果计算从图1上读取45min(t1)及60min(t2)时的车辙变形及d2,准确至0.01mm。当变形过大,在未达到60min变形已达到25mm时,则以达到25mm(d2)时的时间为t2,将其前15min为t1,此时的变形量为d1。沥青混合料时间的动稳定度按下式计算DS={(t2-t1)*N/(d2-d1)}*C1*C2式中:DS--沥青混合料的动稳定度(次/mm)d1—对应于时间t1(一般为45min)的变形量(mm);d2—对应于时间t2(一般为60min)的变形量(mm);C1--试验机类型修正系数,曲柄连杆驱动加载轮往返运行走方式为1.0,链驱动轮的等速方式为1.5;C2--试件系数,试验室制备的宽300mm的试件为1.0,从路面切割的宽为150mm的试件为0.8;N—试验轮往返碾压速度,通常为42次/min。2.2.4动稳定度技术要求[2]对用于高速公路和一级公路的公称最大粒径等于或大于19mm的密级配沥青混合料(AC),及SMA、OGFC混合料,其车辙试验需满足表1的要求。职称论文浅谈沥青混合料高温稳定性检测方法及其影响因素第3页,共5页表1沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求气候条件与技术指标相应于下列气候分区所要求的动稳定度(次/mm)七月平均最高气温(℃)及气候分区>3020~30<201.夏炎热区2.夏热区3.夏凉区1-11-21-31-42-12-22-32-43-2普通混合料,不小于8001000600800600改性混合料,不小于24002800200024001800SMA混合料非改性,不小于1500改性,不小于3000OGFC混合料1500(一般交通路段)、3000(重交通量路段)2.2.5试验注意事项2.2.5.1称料试验规程规定,一个车辙试件混合料用量按试件的体积乘以马歇尔标准确击实密度,再乘以系数1.03计算。根据试验经验,系数不一定必须是1.03,应根据现场实际情况而定。高速公路常用的I型沥青混凝土的密度一般采用毛体积密度或表观密度,而表观密度比毛体积密度大,所以同一种混合料如果按表观密度计算比按毛体积度计算所需材料用量多。所以在混合料成型时,如果采用表观密度或者试件表面高出试模,称料时应降低系数值。2.2.5.2碾压次数车辙试件正式压实前,应经试压,决定碾压次数。一般先在一个方向上预压2个往返,再掉转方向,碾压12个往返左右可达到马歇尔密度的100±1%。有的人认为碾压次数越多,车辙试验结果越好,这种想法是错误的。其实,如果碾压次数过多,不但容易把集料碾碎,而且也不符合车辙试验的变形机理,实际的试验结果不一定好。2.2.5.3拌和及碾压温度由表2可知,普通沥青混合料的拌和温度为140~160℃,碾压温度为120~150℃;改性沥青混合料拌和温度为160~175℃,碾压温度为140~170℃。需要强调的是:碾压温度一定要保证,如果碾压温度低,就是碾压次数再多,试件的密度也不能达到要求,造成试验结果与实际情况不符。同时,车辙试验不得采用二次加热的混合料,试验必须检验其密度是否符合试验规程的要求表2沥青混合料拌合及碾压温度参考表沥青混合料种类拌合温度(℃)压实温度(℃)石油沥青140~160120~150改性沥青160~175140~1702.2.5.4试模的选择沥青混合料的试件制作时的试件厚度可根据集料粒径大小及工程需要进行职称论文浅谈沥青混合料高温稳定性检测方法及其影响因素第4页,共5页选择。对于集料公称粒径小于或等于19mm的沥青混合料,宜采用长300mm*宽300mm*厚50mm的板块试模成型,对于集料公称粒径大于或等于26.5mm的沥青混合料,宜采用300mm*宽300mm*厚80~100mm的板块试模成型,但不宜作为评定合格与否的依据。2.2.6报告同一沥青混合料或同一路段路面,至少平行试验3个试件。当3个试件动稳定度变异系数不大于20%时,取其平均值作为试验结果;变异系数大于20%时应分析原因,并追加试验。试验报告应注明试验温度、试验轮接地压强、空隙率及试件制作方法等。3.沥青混合料高温稳定性的影响因素沥青混合料是由沥青结合料粘结矿料组成的,其高温稳定性受到原材料、矿料级配、沥青用量以及外因(荷载、时间、施工质量、气候)等的共同作用。3.1影响高温稳定性的内因3.1.1原材料性质沥青混合料由沥青、集料和矿粉混合组成,显然,这些材料的物理力学特性将不同程度地影响到沥青混合料的各种路用性能。一般来说,选择优质的材料能显著地提高沥青混合料的抗车辙能力。沥青对混合料的抗车辙能力有很大影响,一是沥青标号直接影响高温稳定性,沥青的高温粘度越大,抗高温变形能力越强;二是沥青与矿料之间的粘附性,粘附性好,则混合料不易松散,更加容易压实成型,提高路面材料整体性。通常情况下,表面破碎、坚硬、纹理粗糙、多棱角、颗粒接近立方体的碱性集料,其相应的沥青混合料的高温稳定性就比较好。有研究认为,在集料组成中,破碎的细集料比破碎的粗集料对改善沥青混合料的高温性能更有利。3.1.2矿料级配沥青混合料的高温稳定性能,就是沥青混合料抵抗车辆反复压缩变形及侧向流动的能力,它首先取决于矿料骨架的嵌挤作用即矿料级配的空隙率值。空隙率过大或过小动稳定度都会下降,空隙率大,沥青混合料的水稳定性不好,沥青与矿料的粘附性下降使动稳定度降底。空隙率小,说明级配中粗集料少,细集料多,不能形成矿料骨架的嵌挤作用,从而降低了沥青混合料的高温抗车辙能力。3.1.3沥青用量对于沥青混合料设计,最佳沥青用量对于混合料拌合、压实、长期使用性能都有显著影响,尤其是对混合料高温性能的影响。沥青用量过小,不足以裹覆集料,导致混合料松散;沥青用量过高,自由沥青含量过高,粘结性差,高温容易产生泛油和流动性车辙。采用最佳沥青用量,保证一定的空隙率,高温时使沥青有足够的膨胀空间,不易泛油,并且形成结构沥青层,保证粘结性。3.2影响高温稳定性外因3.2.1荷载作用大小职称论文浅谈沥青混合料高温稳定性检测方法及其影响因素第5页,共5页车辆超载加快路面的损坏,在不同的轴载作用下,重轴载作用产生的车辙较轻轴载大得多,轴载超过1倍,其车辙要达到10~15倍。3.2.2荷载作用时间在长大纵坡上坡路段,由于车辆行驶速度慢,荷载作用时间长,沥青混合料是粘弹性材料,根据沥青混合料时温等效原理,荷载长时间作用与升高温度有相同效果,尤其是重车慢行,更容易导致车辙。高温时,加之荷载长时间作用,对高温稳定性有更不利影响,有资料表明:道路交叉口停车点的车辙通常为正常行驶路段的2倍到5倍。3.2.3施工质量控制施工中原材料的离散性将降低沥青混合料的高温稳定性,因此严格控制施工过程中材料均匀性,保证施工与设计混合料一致性,对减少车辙,提高高温稳定性有较大帮助。沥青混合料压实不够,空隙率明显增大,荷载作用下容易变形,动稳定度显著降低,因此,压实对提高沥青混合料高温稳定性同样非常重要。3.3.4气候气候对沥青路面高温稳定性的影响是通过沥青路面混合料力学性能来起作用的,由于沥青是一种感温性很强的材料,使得沥青混合料也成为温度敏感性材料,在不同的温度条件下,沥青混合料路面会表现出截然不同的力学性质,较高的温度会使沥青混合料的劲度模量和抗剪能力降低,从而在车辆荷载作用下出现高温稳定性问题。因此,针对高温多雨的山区高速公路,在修筑沥青路面时,一定要根据当地的气候特点和当地的实际经验来选择沥青以及进行结构和材料设计[3]。4.结束语影响沥青混合料高温稳定性的因素很多。为了提高沥青混合料的高温稳定性,不仅需要从原材料上把关,采用表面粗糙、破碎面积大、坚硬并且与沥青粘附性好的集料;适当的提高沥青的稠度,或采用改性沥青;还需要优化混合料结构,在级配允许范围内增加骨料用量,控制空隙率,使集料形成空间骨架结构,以提高混合料的内摩阻力,严格控制沥青用量;同时加强施工质量的控制。参考文献:[1]公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTGE20-2011[2]公路沥青路面施工技术规范JTGF40-2004[3]沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M].北京:人民交通出版社,2001年
本文标题:《浅谈混凝土凝结时间试验方法及其影响因素》1
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