專利名稱：：多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及建設(shè)建筑材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料。
背景技術(shù)：
：水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層材料具有承載力高、剛度大、整體性好、水穩(wěn)性好和抗行車疲勞性能好等優(yōu)點，是目前我國高等級公路路面結(jié)構(gòu)的主要形式。然而，由于水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層材料脆性大、抗變形能力低，在溫、濕度變化情況下，容易產(chǎn)生收縮裂縫，并反射到瀝青面層，形成"反射裂縫"，導(dǎo)致路面過早破壞，影響路面的使用性能，縮短公路的使用壽命。隨著半剛性基層瀝青路面的大量使用，裂縫問題成為該路面結(jié)構(gòu)形式的主要缺陷。對水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層提出合理的改善措施以延長公路使用壽命具有十分重要的意義。通過改進(jìn)基層材料組成減少"反射裂縫"是我國目前研究的熱點，已經(jīng)有非常多的嘗試與研究。例如7〉開號為CN1916282A的中國發(fā)明專利申請公布說明書所公開的粗集料斷級配密實水泥穩(wěn)定粒料的級配方法及其骨架的檢-瞼方法，公開號為CN101323512A的中國發(fā)明專利申請公布說明書所公開的一種防治瀝青路面反射裂縫的方法等。但作為預(yù)防混凝土類材料收縮開裂的兩個主要措施纖維增強(qiáng)和添加減縮劑，在水泥穩(wěn)定碎石基層材料中的應(yīng)用研究卻較少。在纖維增強(qiáng)方面，現(xiàn)有的研究僅采用聚丙烯纖維，例如聚丙烯纖維水泥穩(wěn)定^E爭石收縮性能[刊號1671-1637(2008)04-0030-05],但都沒有涉及鋼纖維，更沒有考慮采用多尺度纖維增強(qiáng)。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種摻加微鋼纖維等不同長度纖維增強(qiáng)的水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料，比柔性纖維更能改善水泥穩(wěn)定碎石基層材料性能的方法，有效提高路面基層材料的抗收縮開裂能力和力學(xué)性能。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料，包括水泥穩(wěn)定碎石，還包括多尺度纖維材料，所述多尺度纖維材料包括微鋼纖維和玻璃纖維，纟敖鋼纖維和玻璃纖維的摻量分別為0.8-1.2kg/m3。進(jìn)一步，所述微鋼纖維直徑0.1-0.2mm、長度10-20mm，抗拉強(qiáng)度>600MPa,伸長率>35%;進(jìn)一步，所述玻璃纖維直徑0.02-O.lmm,長度5mm,抗拉強(qiáng)度>l.OGPa，極限延伸率>3.0%;進(jìn)一步，所述水泥穩(wěn)定碎石由凝膠材料、骨料和水組成；進(jìn)一步，所述凝膠材料為水泥，含量為90~110Kg/m3,骨料為石屑，含量為2100~2200Kg/m3;進(jìn)一步，每立方米多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料中微鋼纖維摻量為l.Okg、玻璃纖維摻量為1.2kg。水泥穩(wěn)定碎石是一種以粗骨料為骨架，以水泥為填充的脆性材料，由于它本身的抗拉能力差，延性很小，并且存在天然的裂紋缺陷，在收縮應(yīng)力作用下易于開裂，所以通過一定的手段來提高材料的抗拉性能和韌性，使材料的延性增強(qiáng)變得非常重要，而纖維的摻入對水泥穩(wěn)定碎石材料具有明顯的增強(qiáng)阻裂作用。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，主要有以下技術(shù)效果(1)與普通水泥穩(wěn)定碎石相比，本發(fā)明提高了基層材料的抗拉強(qiáng)度，增大了裂縫擴(kuò)展所消耗的能量，在產(chǎn)生微裂縫后纖維能繼續(xù)抵抗外力的拉拔作用，使材料的韌性增強(qiáng)，抗沖擊能力提高，有助于減少反射裂縫；同時材料抗凍性、耐疲勞性能等也得到改善，改善路面結(jié)構(gòu)性能。(2)與聚丙烯纖維水泥穩(wěn)定碎石相比，本發(fā)明不僅提高路面基層的韌性，還能使材料的抗拉強(qiáng)度有較大提高。(3)與普通鋼纖維增強(qiáng)混凝土材料相比，本發(fā)明釆用微鋼纖維，拌和物工作性好，纖維分散均勻，容易滿足施工要求，并且由于纖維摻量降低，有效降低材料成本，能夠被推廣應(yīng)用。(4)而短切玻璃纖維的加入，在基層材料裂縫擴(kuò)展過程中，使其形成眾多微裂縫，進(jìn)一步有效提高基層材料抗沖擊能力，增大斷裂能量。具體實施例方式本發(fā)明的多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料，是在傳統(tǒng)的水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料中加入0.8-1.2kg/m3的微鋼纖維和0.8-1.2kg/m3的玻璃纖維，所述微鋼纖維直徑0.1-0.2mm、長度10-20mm,抗拉強(qiáng)度》600MPa,伸長率>35%,所述玻璃纖維直徑0.02-0.lmm,長度5mm,抗拉強(qiáng)度>l.OGPa,極限延伸率>3.0%;水泥穩(wěn)定碎石由凝膠材料、骨料和水組成，其中凝膠材料可采用水泥，通常用量為90-110Kg/m3,優(yōu)選為32.5普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，骨料為石屑，通常用量為2100~2200Kg/m3。以下給出本發(fā)明微鋼纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料的幾個實施例，由于石屑與水泥的用量也會影響性能數(shù)據(jù)，而本發(fā)明的目的是利用微鋼纖維和玻璃纖維來提高路面基層材料的抗收縮開裂能力和力學(xué)性能，因此在下述實施例中，每立方米多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料均使用100kg水泥、2200kg石屑，以便對照性能數(shù)據(jù)實施例1每立方米本實施例的多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料中摻入微鋼纖維O.汰g、玻璃纖維1.2kg。實施例2每立方米本實施例的多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料中摻入微鋼纖維L2kg、玻璃纖維0.8kg。實施例3每立方米本實施例的多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料中摻入微鋼纖維l.Okg、玻璃纖維l.Okg。實施例4每立方米本實施例的多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料中摻入微鋼纖維l.lkg、玻璃纖維0.9kg。實施例5每立方米本實施例的多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料中摻入孩i鋼纖維l.Okg、玻璃纖維1.2kg。對照實施例本實施例為未摻加纖維材料的水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料，包括100kg/m3的水泥和2200kg/m3的石屑。對以上各實施例，按照《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》(JTJ057-94)中的無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土的擊實試驗方法(T0804-94)進(jìn)行擊實試驗確定出最大干密度和最佳含水量，將每立方米水泥穩(wěn)定碎石按設(shè)計配合比稱量備料，拌和過程中，先將纖維、石屑和水泥干拌均勻，然后加水拌和均勻形成混合料，試件經(jīng)成型養(yǎng)護(hù)后，通過檢測試件，得到以下實驗數(shù)據(jù):<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從上述實驗結(jié)果可以看出摻加多尺度纖維后，水泥穩(wěn)定碎石材料在改善力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，抗裂性能得到明顯提高。權(quán)利要求1.多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料，包括水泥穩(wěn)定碎石，其特征在于還包括多尺度纖維材料，所述多尺度纖維材料包括微鋼纖維和玻璃纖維，微鋼纖維和玻璃纖維的摻量分別為0.8-1.2kg/m3。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料，其特征在于所述微鋼纖維直徑0.1-0.2mm、長度10-20mm,抗拉強(qiáng)度>600MPa，伸長率>35%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料，其特征在于所述玻璃纖維直徑0.02-0.1mm,長度5mm，抗拉強(qiáng)度>l.OGPa,極限延伸率>3.0%。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料，其特征在于所述水泥穩(wěn)定碎石由凝膠材料、骨料和水組成。5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料，其特征在于所述凝膠材料為水泥，含量為90~110Kg/m3，骨料為石屑，含量為2100~2200Kg/m3。6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料，其特征在于每立方米多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料中微鋼纖維摻量為l.Okg、玻璃纖維摻量為1.2kg。全文摘要本發(fā)明提供了一種摻加微鋼纖維等不同長度纖維增強(qiáng)的水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料，比柔性纖維更能改善水泥穩(wěn)定碎石基層材料性能的方法，有效提高路面基層材料的抗收縮開裂能力和力學(xué)性能；本發(fā)明的多尺度纖維增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石路面基層材料，包括水泥穩(wěn)定碎石，還包括多尺度纖維材料，所述多尺度纖維材料包括微鋼纖維和玻璃纖維，微鋼纖維和玻璃纖維的摻量分別為0.8-1.2kg/m³；本發(fā)明采用多尺度短纖維，拌和物工作性好，纖維分散均勻，容易滿足施工要求，并且由于纖維摻量降低，有效降低材料成本，而短切玻璃纖維的加入，在基層材料裂縫擴(kuò)展過程中，使其形成眾多微裂縫，進(jìn)一步有效提高基層材料抗沖擊能力，增大斷裂能量。文檔編號E01C7/00GK101660287SQ20091019097公開日2010年3月3日申請日期2009年9月25日優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日發(fā)明者周小平,張建業(yè),暉羅,趙翔宇,黃煜鑌申請人:重慶大學(xué)