基于响应面法的复掺磷石膏和石屑水泥稳定碎石混合料性能

摘要

为促进石屑在道路基层中的应用，利用石屑替代细集料制备水泥稳定碎石混合料，并掺入废弃磷石膏改善混合料的抗裂性能。采用响应面法（Box-Behnken设计）,以石屑替代率（质量分数）、磷石膏和水泥掺量（质量分数）作为自变量，以水泥稳定碎石混合料的7 d抗压强度、7 d劈裂强度、28 d干缩系数以及平均温缩系数为响应变量建立各自的响应面数学模型，讨论3种自变量对水泥稳定碎石混合料性能指标的影响规律，并优选出石屑最佳替代率、磷石膏和水泥的最佳掺量。结果表明：石屑替代率与水泥掺量的交互作用对混合料各项性能影响最为显著，且当石屑替代率、磷石膏和水泥掺量分别为58.7%、11%和4.9%时，混合料的综合性能最佳；最佳配合比下混合料的7 d抗压强度、7 d劈裂强度、28 d干缩系数以及平均温缩系数分别为5.75 MPa、0.49 MPa、220.8×10^-6、8.45×10^-6℃^-1,预测值和实测值误差不超过2%,模型精准度高；相较于普通水泥稳定碎石，最佳配合比下混合料的收缩系数略有上升，抗压强度和劈裂强度分别提升了23.8%和19%。

关键词

水泥稳定碎石混合料 / 石屑 / 磷石膏 / 响应面法 / 配合比优化