水泥稳定碎石基层抗冲刷性能控制指标探讨①

引言

抗冲刷性能是水泥稳定碎石基层材料的重要技术指标，JTG/T F20—2015《公路路面基层施工技术细则》(以下简称《细则》)指出：用于基层的无机结合料稳定材料，强度满足要求时，尚宜检验其抗冲刷性能。尽管一些无机结合料稳定细粒材料的强度可以满足技术要求，但是由于其抗冲刷性不足，并不适用于基层[1]。JTG E51—2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(以下简称《规程》)规定了无机结合料稳定材料抗冲刷性能的试验方法[2]，但该规程以及国内其他规范均没有给出无机结合料稳定材料抗冲刷性能的控制标准。国内部分学者对此进行了研究探讨，但尚未建立公认的控制指标[3-4]。迄今为止，强度仍然是水泥稳定碎石基层材料的惟一控制标准。因此，研究制定水泥稳定碎石基层材料的抗冲刷性能控制指标是十分必要的。

(1)该同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝融合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理:____(填“合理”或“不合理”)。

1 总体思路与试验结果

1.1 总体方法与思路

根据《规程》，按照不同的水泥剂量，分骨架密实与悬浮密实两种结构形式，制作大量的水泥稳定碎石试件。采用符合《规程》要求自行研制的冲刷试验仪，测试试件28 d抗冲刷性能，并测试7 d无侧限抗压强度。根据试验结果，分析抗压强度与冲刷量的关系，发现水泥稳定碎石基层材料在合适的水泥剂量、良好级配的情况下，试件抗压强度与冲刷量具有较好的相关性。据此，在《细则》提出的抗压强度标准的基础上，建立水泥稳定碎石基层抗冲刷性能控制指标。

1.2 试验过程及结果

将符合设计要求的反滤料直接卸到过渡区，然后采用挖掘机辅以人工整平。卸料顺序从两边向中间进行，以利于流水作业，22 m3自卸汽车运输，每5 m倒半车，每车拉料约20～25 m3，可根据现场情况做适当调整。振动碾沿坝轴线方向行驶，按坝体填筑料的控制参数（洒水量、遍数、振幅、频率、厚度及行走速度）进行碾压质量控制。

加速稳定性试验可在短时间内考察制剂在极端条件下的含量变化情况，以初步预测其稳定性，同时也是对制剂在运输、贮存过程中可能遇到的短暂的超常条件下的稳定性进行模拟考察[16]。长期稳定性试验可明确制剂在常规条件下贮存的稳定性情况，以确定药品的有效期，是稳定性试验的核心[17]。本研究中，两种包衣样品的稳定性无明显差异，均较稳定；但各时间点的测定结果显示，两种包衣样品中薄膜包衣样品的龙脑含量均较高，提示薄膜包衣样品中挥发性成分损失较少。

《细则》规定了水泥稳定材料的7 d龄期无侧限抗压强度标准(见表3)。通过对比两种不同结构类型水泥稳定碎石的抗压强度试验结果可见，骨架密实结构的水泥稳定碎石材料适用于各等级公路极重、特重和重交通的基层；悬浮密实结构的水泥稳定碎石材料适用于高速公路和一级公路中、轻交通的基层，或各等级公路与各交通状况的底基层。

 

表1 两种不同结构类型的试件7 d无侧限抗压强度 MPa

  

结构类型水泥剂量/%3.54.04.55.0骨架密实4.255.475.645.89悬浮密实3.224.134.615.42

 

表2 两种不同结构类型的试件28 d龄期30 min冲刷量 g

  

结构类型水泥剂量/%3.54.04.55.0骨架密实66.560.536.022.6悬浮密实91.883.577.461.4

2 水泥稳定碎石基层抗冲刷性能控制指标的建立

通过考察不同水泥剂量下试件抗压强度与冲刷量的对应关系，结合《细则》规定的抗压强度标准，建立了不同公路等级、交通状况下水泥稳定碎石基层与底基层的抗冲刷性能控制指标(见表4)。

为了进行抗冲刷性能试验，按照《规程》的要求，研制出新型无机结合料稳定材料抗冲刷试验仪[5-6]，该冲刷仪能较好地模拟基层材料的冲刷效果，冲刷试验参数、抗冲刷性能评价指标与《规程》一致。

  

图1 水泥稳定碎石材料抗压强度与冲刷量的关系

由图1可见，在相同养生龄期下，对于骨架密实结构，水泥剂量由3.5%增加到4.0%时，冲刷量减少的幅度较小；水泥剂量由4.0%增加到4.5%时，冲刷量减少的幅度较大，且骨架密实结构冲刷量的减少幅度大于悬浮密实结构[7]。总体而言，两种不同结构类型的水泥稳定碎石的冲刷量均随着抗压强度的增加而减少，这表明水泥稳定碎石基层材料在合适的水泥剂量、良好级配的情况下，抗压强度与冲刷量之间具有较好的相关性。

分别按照3.5%、4.0%、4.5%、5.0%的水泥剂量，分骨架密实与悬浮密实两种结构形式，制作大量的水泥稳定碎石试件，进行7 d无侧限抗压强度试验(结果见表1)和28 d龄期30 min抗冲刷试验(结果见表2)。

 

表3 水泥稳定材料7 d龄期无侧限抗压强度标准 Rd/MPa

  

结构层公路等级极重、特重交通重交通中、轻交通基层高速公路和一级公路5.0～7.04.0～6.03.0～5.0二级及二级以下公路4.0～6.03.0～5.02.0～4.0底基层高速公路和一级公路3.0～5.02.5～4.52.0～4.0二级及二级以下公路2.5～4.52.0～4.01.0～3.0

根据表1和表2的试验结果，绘制水泥稳定碎石材料两种结构类型抗压强度与冲刷量的关系，如图1所示。

3 结论

 

表4 水泥稳定碎石基层材料28 d龄期抗冲刷性能控制指标 g

  

结构层公路等级极重、特重交通重交通中、轻交通基层高速公路和一级公路<30<50<60二级及二级以下公路<50<60<80底基层高速公路和一级公路<60<80<80二级及二级以下公路<80<80<100

3.1 本文建立的水泥稳定碎石基层材料抗冲刷性能控制指标，既与《细则》等现行规范的指导思想一致，又弥补了现行规范存在的不足，为进行抗冲刷性能试验和评价水泥稳定碎石基层材料的抗冲刷性能提供了依据。

3.2 建立的水泥稳定碎石基层材料抗冲刷性能控制指标，区分公路等级、交通等级、路面基层的结构层位，在表达形式和体例上与《细则》规定的强度标准一致。将抗冲刷性能控制指标与《细则》规定的强度标准配合使用，从抗压强度和抗冲刷性能两个方面控制水泥稳定碎石基层材料质量，有利于提高水泥稳定碎石基层的技术性能与综合品质。

“未完成效应”从心理的紧张系统是否得到解除，来解释学生会对“未完成的课堂”记忆深刻：人们对于已完成的工作的心里紧张系统已经解除，因而回忆量少，而未完成的工作所引起的心理紧张系统还没有得到解除，因而回忆量较多。学生们会因“不完整课堂”心理紧张而忧心忡忡，对这样“半途而废”的课堂念念不忘，这样的心理机制驱使着他们主动地完成教学任务。

参考文献：

[1] JTG/T F20—2015，公路路面基层施工技术细则[S].北京：人民交通出版社，2015.

[2] JTG E51—2009，公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].北京：人民交通出版社，2009.

[3] 盛燕萍.基于抗冲刷性能的水泥混凝土路面半刚性基层材料组成设计研究[D].西安：长安大学，2010.

[4] 胡力群.半刚性基层材料抗冲刷性能试验研究[D].西安：长安大学，2000.

[5] 黄俭才，王峰，熊永松，等.水泥稳定碎石基层抗冲刷性能的试验研究[J].武汉工程大学学报，2015，37(9)：57-61.

[6] 冯珀楠.新型无机结合料稳定材料抗冲刷试验仪的制作与应用研究[D].武汉：武汉工程大学，2017.

[7] 高润.水泥稳定碎石基层材料抗冲刷性能控制指标研究[D].武汉：武汉工程大学，2016.