掺废橡胶颗粒的水泥稳定碎石力学性能的研究.pdf

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1、一76一北方交通2014年第6期文章编号：1673—6052(2014)06—0076—03中图分类号：U414．01文献标识码：B掺废橡胶颗粒的水泥稳定碎石力学性能的研究何勇，王元纲，蔡晓飞(1．启东市政府投资项目工程建设中心启东市226200；2．南京林业大学南京市2100373．南京交通职业技术学院南京市21l188)摘要：对掺橡胶颗粒的水泥稳定碎石基层材料的无侧限抗压强度、抗冻性能等物理力学性能进行研究。试件中采用掺量为细集料质量的0．5％、1％橡胶颗粒，以考察橡胶颗粒掺量和粒径对力学性能的影响。关键词：废橡胶颗粒；力学性能；抗冻性随

2、着汽车工业的发展，各国汽车拥有量与日俱1、2、3、4料，采用一种集料颗粒组成，四种集料质增，随之而来的是汽车废旧轮胎的数量越积越多，严量比为1：2：3：4=0．30：0．31：0．12：重危害着人类赖以生存的环境，破坏生态平衡。为0．27，集料颗粒组成见表2。按现行试验规程⋯的此，各国的道路工作者对废旧轮胎再利用的问题进方法测得，所用粗集料压碎值为26．2％，符合规范行了积极的研究与探索，废橡胶在道路建设中的应要求。用已成为各国研究和应用的重点。目前，有关废旧表2集料的颗粒组成轮胎橡胶颗粒在水泥稳定碎石基层中应用的研究相对很少。本文通过室内试

3、验来研究掺橡胶颗粒的水泥稳定碎石的路用性能，探索改善水泥稳定基层材料路用性能的途径。1原材料性能试验1．1水泥本试验采用的水泥是海螺牌粉煤灰硅酸盐水泥P．F32．5，经检测，其主要技术性能指标均满足规范1．3橡胶颗粒要求，见表1。本试验采用20目、30目、40目橡胶颗粒，粒径表1水泥性能测定结果大小用目数表示，目数一般是指在1平方英寸面积内筛网的网孔数，目数越大说明物料粒度越细，橡胶颗粒的表观密度及吸水率如表3所示。表3橡胶颗粒表观密度、吸水率2无侧限抗压强度1．2集料采取用一定橡胶颗粒等质量替代4料，采用的所用集料，分为26．5—9．5ra

4、m、9．5—4．75mm、配合比见表4所示，根据试验规程进行无侧限抗4．75～2．36mm、2．36—0mm四种规格，分别称为压强度试验，试验结果见表5所示。2014年第6期何勇等：掺废橡胶颗粒的水泥稳定碎石力学性能的研究一77一表4掺橡胶颗粒水泥稳定碎石混合料试验配合比件的受力面面骧积，所以其抗压强度会Bd降低麓。橡胶颗粒粒径与7d抗压强度的关系见图2。混合料类型7d各龄期无侧限抗，n28d压强度‘MPa)9udn橡胶颗粒粒径，m图2橡胶颗粒粒径与7d抗压强度之间的关系从图2中可以看出，掺入橡胶颗粒越大，水泥稳水泥稳定碎石抗压强度随着橡胶掺

5、量关系图见图1。定碎石抗压强度损失越大。掺40目橡胶颗粒比掺30目橡胶颗粒的水泥稳定碎石的抗压强度损失率日苣髓喂小(橡胶掺量相同)。其原因在于，橡胶颗粒越大，受压时试件内部橡胶颗粒变形越大，试件实际受力面面积变小，所以强度损失率也越大。3劈裂抗拉强度劈裂抗拉强度是水泥稳定碎石比较重要的强度0(G1)0．5％(AI)1％(A2)(a130目橡胶颗粒掺量指标之一，根据试验规程进行无侧限抗压强度试验，劈裂抗拉强度试验采用的配合比见表4所示，其试验结果见表6所示。表6900劈裂抗拉强度混合料类型90d劈裂抗拉强度(MPa)Al0．47A2O．310．

6、580(G1)05％(A3)1％lA4)AdO．33(b)40目橡胶颗粒掺量Gl0．94图1橡胶颗粒掺量(30目、4O目)用劈裂抗拉强度损失率来表示掺人橡胶颗粒后与抗压强度的关系水泥稳定碎石劈裂抗拉强度的下降幅度，见下式所从图1中可以看出，水泥稳定碎石抗压强度随示，其结果见表7。着橡胶掺量的增加而减小，并且下降幅度较大。原劈裂抗拉强度损失率=1一因在于，水泥稳定碎石混合料中掺人橡胶后，橡胶颗基准水泥稳定碎嚣石劈籍裂抗拉强度⋯⋯。％。粒一部分充当了集料中的细料，另一部分被水泥浆表7掺橡胶颗粒水泥稳定碎石90d劈裂抗拉强度损失率包裹起来。一方面由

7、于橡胶与水泥体之间界面的粘结力较小，当橡胶颗粒位于水泥浆与集料界面时，削弱了水泥浆与集料的粘结强度，使水泥稳定碎石抗压强度降低；另一方面由于橡胶是弹性体，受力时变由表7可以看出，掺入的橡胶颗粒粒径越小，劈形较大，当掺橡胶颗粒的水泥稳定碎石试件受压时，裂抗拉强度损失率越小。原因在于，橡胶颗粒越细，橡胶颗粒变形较大，实际上减小了水泥稳定碎石试表面积越大，与水泥基体粘结更好；劈裂抗拉强度下北方交通2014年第6期降的幅度比抗压强度下降的幅度小，原因在于试件了水分的进入，从而提高了其抗冻性能；另一方面橡的受力方式不同、影响抗压强度和劈裂抗拉强度的胶颗

8、粒占据了集料之间的空隙，空隙中的水分结冰因素也不尽相同。抗压强度主要来自于集料强度，膨胀，首先挤压的是橡胶颗粒，由于橡胶颗粒可以产掺入橡胶颗粒后，相当于集料的整体强