高韧性纤维掺量对水稳碎石变形能力的影响

The impact of high toughness fiber content on the deformation capability of cement-stabilized macadam

摘要

采用自主开发高韧性纤维,研究纤维掺量对水稳碎石的无侧限抗压强度、破坏应变能及干燥收缩性能的影响。结果表明:纤维水泥稳定碎石的无侧限抗压强度随纤维掺量的增加先上升后下降,纤维掺量为1.0‰时,强度最大,而超过3.0‰后,强度明显下降;掺入纤维可以有效地提高半刚性基层材料的破坏应变能,水稳碎石应力-应变曲线的上升段与下降段破坏应变能均随着纤维掺量的增加而单调提高,使得水稳碎石破坏过程中和破坏后均可承载更多的行车荷载;水稳碎石的干缩系数随着纤维掺量的增加,先减小,后上下波动,且纤维最佳掺量为1.0‰。综合考虑纤维对水稳碎石性能的影响和成本问题,推荐水稳碎石中纤维的最佳掺量为1.0‰。

Abstract

A high-toughness fiber was independently developed, and the effects of fiber content on the unconfined compressive strength (UCS), failure strain energy, and drying shrinkage performance of CSM were systematically investigated. The results show that the unconfined compressive strength of fiber-reinforced cement-stabilized macadam first increases and then decreases with the increase of fiber dosage, reaching the maximum value at a fiber dosage of 1.0‰; when the dosage exceeds 3.0‰, the strength decreases significantly. Fiber incorporation can effectively enhances the failure strain energy of the semi-rigid base material, and the failure strain energy in both the ascending and descending segments of the CSM stress-strain curve increases monotonically with the increase of fiber content, allowing cement-stabilized macadam to sustain more traffic loads during and after failure. As the fiber content increases, the drying shrinkage coefficient of cement-stabilized macadam first decreases and then fluctuates up and down, with the optimal dosage identified as 1.0‰. Taking into account the impact of fibers on CSM performance and cost issues, the optimal fiber dosage in CSM is recommended to be 1.0‰.

关键词

纤维 / 水稳碎石 / 无侧限抗压强度 / 破坏应变能

Key words

fiber / cement-stabilized macadam / unconfined compressive strength / failure strain energy

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基金资助

山东省交通科技计划项目(Y202209)