聚酯纖維對水泥穩定砂礫抗彎拉性能影響的試驗研究

李裕振　楊建明　馬勇　劉建亮　伊力夏提·艾爾肯

摘 要 以新疆地區最具代表性的水泥穩定砂礫半剛性基層為研究對象，通過室內試驗分析總結了聚酯纖維的含量和長度對水泥穩定砂礫抗彎拉強度的影響規律，結果表明：聚酯纖維含量約1‰的水泥穩定砂礫的抗彎拉強度較優于其他參量，長度約6 mm的聚酯纖維水泥穩定砂礫的抗彎拉強度較優于其他長度。

關鍵詞 聚酯纖維；水泥穩定砂礫；半剛性基層；抗彎拉強度

中圖分類號：U414 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0038-02

水泥穩定砂礫是新疆地區使用最為廣泛、經濟較為合理的道路工程半剛性基層材料。然而，水泥穩定砂礫容易收縮開裂使其作為半剛性基層的整體性下降，結構強度大為削弱，從而影響道路的使用質量和使用壽命。聚酯纖維材料是綜合性能最優的軟纖維之一，其強度高、延伸度適中、回彈性能較好、并且耐酸、耐微生物、耐蝕能力優異。國內外對水泥穩定砂礫摻加聚酯纖維以改善其性能進行了較多的研究，并取得了一定的成果。基于此，本文以新疆地區最具代表性的水泥穩定砂礫半剛性基層為研究對象，分析總結聚酯纖維的含量和長度對水泥穩定砂礫抗彎拉強度的影響規律，對促進新疆地區聚酯纖維半剛性基層的廣泛應用，改善公路和城市道路的使用質量，延長其使用壽命具有很好的現實意義。

1 原材料

1）水泥：采用普通32.5#硅酸鹽水泥。

2）聚酯纖維：見表1。

3）集料礦料級配：砂礫石材料取自烏魯木齊附近料場的常見材料（表2）。

4）水：采用烏魯木齊市城市自來水。

2 試驗方法

2.1 試驗過程

采用電子萬能試驗機，100 mm×100 mm×400 mm尺寸的梁式試件進行試驗。試驗設計分別按纖維含量為0‰、0.5‰、1‰、2‰、4‰、6‰分組，采用振動法成型的水泥穩定砂礫試件。測定齡期90天的抗彎拉強度。各纖維含量分設10組平行實驗，以減小干擾，保證誤差在允許范圍之內。

此外，由于絲狀纖維易聚團且遇水后與礦料粘聚現象較為顯著，使得纖維不易與集料拌和均勻，對試驗結果產生較大影響。故，本試驗采用干拌法摻加聚酯纖維，以避免上述情況發生。具體步驟如下：1）按設計級配稱量礦料并簡單拌和至均勻；按試驗設置加入聚酯纖維，與集料充分拌和使纖維均勻分布；3）摻加水泥并充分拌和均勻；4）加入水并快速拌和至無液態水流動狀態，裝入準備好的試模振動成型試件。

試驗操作過程具體如下：1）試件檢查，在跨長1/3的受拉區域內不得有深度超過2 mm、直徑7 mm以上的表面孔洞；2）試件安放在試驗機支座上，按三分點加荷的規定安置支座、壓頭位置，間距尺寸的偏差控制在1 mm內。試件安放好后開動試驗機，在壓頭接近試件時，調整壓頭和支座達到接觸均衡的要求；3）以0.02 MPa/s加荷速度連續均勻加載，直至試件破壞，停止加載。記錄荷載和形變狀況。

2.2 試驗結果

按上述試驗方法測得試件抗彎拉強度見表3。

3 聚酯纖維對水泥穩定砂礫強度的影響規律

圖1纖維含量對抗彎拉強度的影響規律，可見摻加纖維的抗彎拉強度明顯強于未摻加的，且各纖維長度的抗彎拉強度隨纖維摻量的變化有一個明顯的峰值，峰值時纖維含量約1‰。圖2纖維長度對抗彎拉強度的影響規律，可見6 mm長度聚酯纖維對水泥穩定砂礫的抗彎拉強度的增強效果較優其他長度。

由此可見，水泥穩定砂礫摻加聚酯纖維對其性能有明顯的改善，抗彎拉強度明顯的增強。1‰含量6 mm長聚酯纖維，對水泥穩定沙礫抗彎拉強度的增強最為有利，增強約1.58倍。

圖1 纖維含量對抗彎拉強度的影響規律

圖2 纖維長度對抗彎拉強度的影響規律

4 結論

聚酯纖維對水泥穩定砂礫的強度增強效果，隨著聚酯纖維含量的增加變化是，先上升后下落，在聚酯纖維含量約1‰時出現峰值。較不含纖維、6 mm纖維、12 mm纖維得出，試件強度隨纖維長度的變化也成一定的規律性，6 mm聚酯纖維對水泥穩定砂礫強度增強效果最佳。建議，新疆地區水泥穩定砂礫半剛性基層的道路工程中，選用6 mm聚酯纖維，摻量1‰為宜。

項目基金

聚酯纖維水泥穩定砂礫強度試驗研究，項目類別：新疆大學2013年度大學生創新訓練計劃項目。

參考文獻

[1]尚志剛，魏宏.聚酯纖維對水泥穩定碎石的強度影響規律研究[J].中外公路，2012，32（2）.

[2]徐秀維.聚酯纖維對水泥穩定碎石抗彎拉性能影響的試驗研究[J].中外公路，2012，32（6）.

[3]付春梅，施小明.聚酯纖維水泥穩定碎石抗裂性能試驗研究[J].路基工程，2012（3）.endprint

摘 要 以新疆地區最具代表性的水泥穩定砂礫半剛性基層為研究對象，通過室內試驗分析總結了聚酯纖維的含量和長度對水泥穩定砂礫抗彎拉強度的影響規律，結果表明：聚酯纖維含量約1‰的水泥穩定砂礫的抗彎拉強度較優于其他參量，長度約6 mm的聚酯纖維水泥穩定砂礫的抗彎拉強度較優于其他長度。

關鍵詞 聚酯纖維；水泥穩定砂礫；半剛性基層；抗彎拉強度

中圖分類號：U414 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0038-02

水泥穩定砂礫是新疆地區使用最為廣泛、經濟較為合理的道路工程半剛性基層材料。然而，水泥穩定砂礫容易收縮開裂使其作為半剛性基層的整體性下降，結構強度大為削弱，從而影響道路的使用質量和使用壽命。聚酯纖維材料是綜合性能最優的軟纖維之一，其強度高、延伸度適中、回彈性能較好、并且耐酸、耐微生物、耐蝕能力優異。國內外對水泥穩定砂礫摻加聚酯纖維以改善其性能進行了較多的研究，并取得了一定的成果。基于此，本文以新疆地區最具代表性的水泥穩定砂礫半剛性基層為研究對象，分析總結聚酯纖維的含量和長度對水泥穩定砂礫抗彎拉強度的影響規律，對促進新疆地區聚酯纖維半剛性基層的廣泛應用，改善公路和城市道路的使用質量，延長其使用壽命具有很好的現實意義。

1 原材料

1）水泥：采用普通32.5#硅酸鹽水泥。

2）聚酯纖維：見表1。

3）集料礦料級配：砂礫石材料取自烏魯木齊附近料場的常見材料（表2）。

4）水：采用烏魯木齊市城市自來水。

2 試驗方法

2.1 試驗過程

采用電子萬能試驗機，100 mm×100 mm×400 mm尺寸的梁式試件進行試驗。試驗設計分別按纖維含量為0‰、0.5‰、1‰、2‰、4‰、6‰分組，采用振動法成型的水泥穩定砂礫試件。測定齡期90天的抗彎拉強度。各纖維含量分設10組平行實驗，以減小干擾，保證誤差在允許范圍之內。

此外，由于絲狀纖維易聚團且遇水后與礦料粘聚現象較為顯著，使得纖維不易與集料拌和均勻，對試驗結果產生較大影響。故，本試驗采用干拌法摻加聚酯纖維，以避免上述情況發生。具體步驟如下：1）按設計級配稱量礦料并簡單拌和至均勻；按試驗設置加入聚酯纖維，與集料充分拌和使纖維均勻分布；3）摻加水泥并充分拌和均勻；4）加入水并快速拌和至無液態水流動狀態，裝入準備好的試模振動成型試件。

試驗操作過程具體如下：1）試件檢查，在跨長1/3的受拉區域內不得有深度超過2 mm、直徑7 mm以上的表面孔洞；2）試件安放在試驗機支座上，按三分點加荷的規定安置支座、壓頭位置，間距尺寸的偏差控制在1 mm內。試件安放好后開動試驗機，在壓頭接近試件時，調整壓頭和支座達到接觸均衡的要求；3）以0.02 MPa/s加荷速度連續均勻加載，直至試件破壞，停止加載。記錄荷載和形變狀況。

2.2 試驗結果

按上述試驗方法測得試件抗彎拉強度見表3。

3 聚酯纖維對水泥穩定砂礫強度的影響規律

圖1纖維含量對抗彎拉強度的影響規律，可見摻加纖維的抗彎拉強度明顯強于未摻加的，且各纖維長度的抗彎拉強度隨纖維摻量的變化有一個明顯的峰值，峰值時纖維含量約1‰。圖2纖維長度對抗彎拉強度的影響規律，可見6 mm長度聚酯纖維對水泥穩定砂礫的抗彎拉強度的增強效果較優其他長度。

由此可見，水泥穩定砂礫摻加聚酯纖維對其性能有明顯的改善，抗彎拉強度明顯的增強。1‰含量6 mm長聚酯纖維，對水泥穩定沙礫抗彎拉強度的增強最為有利，增強約1.58倍。

圖1 纖維含量對抗彎拉強度的影響規律

圖2 纖維長度對抗彎拉強度的影響規律

4 結論

聚酯纖維對水泥穩定砂礫的強度增強效果，隨著聚酯纖維含量的增加變化是，先上升后下落，在聚酯纖維含量約1‰時出現峰值。較不含纖維、6 mm纖維、12 mm纖維得出，試件強度隨纖維長度的變化也成一定的規律性，6 mm聚酯纖維對水泥穩定砂礫強度增強效果最佳。建議，新疆地區水泥穩定砂礫半剛性基層的道路工程中，選用6 mm聚酯纖維，摻量1‰為宜。

項目基金

聚酯纖維水泥穩定砂礫強度試驗研究，項目類別：新疆大學2013年度大學生創新訓練計劃項目。

參考文獻

[1]尚志剛，魏宏.聚酯纖維對水泥穩定碎石的強度影響規律研究[J].中外公路，2012，32（2）.

[2]徐秀維.聚酯纖維對水泥穩定碎石抗彎拉性能影響的試驗研究[J].中外公路，2012，32（6）.

[3]付春梅，施小明.聚酯纖維水泥穩定碎石抗裂性能試驗研究[J].路基工程，2012（3）.endprint

摘 要 以新疆地區最具代表性的水泥穩定砂礫半剛性基層為研究對象，通過室內試驗分析總結了聚酯纖維的含量和長度對水泥穩定砂礫抗彎拉強度的影響規律，結果表明：聚酯纖維含量約1‰的水泥穩定砂礫的抗彎拉強度較優于其他參量，長度約6 mm的聚酯纖維水泥穩定砂礫的抗彎拉強度較優于其他長度。

關鍵詞 聚酯纖維；水泥穩定砂礫；半剛性基層；抗彎拉強度

中圖分類號：U414 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0038-02

水泥穩定砂礫是新疆地區使用最為廣泛、經濟較為合理的道路工程半剛性基層材料。然而，水泥穩定砂礫容易收縮開裂使其作為半剛性基層的整體性下降，結構強度大為削弱，從而影響道路的使用質量和使用壽命。聚酯纖維材料是綜合性能最優的軟纖維之一，其強度高、延伸度適中、回彈性能較好、并且耐酸、耐微生物、耐蝕能力優異。國內外對水泥穩定砂礫摻加聚酯纖維以改善其性能進行了較多的研究，并取得了一定的成果。基于此，本文以新疆地區最具代表性的水泥穩定砂礫半剛性基層為研究對象，分析總結聚酯纖維的含量和長度對水泥穩定砂礫抗彎拉強度的影響規律，對促進新疆地區聚酯纖維半剛性基層的廣泛應用，改善公路和城市道路的使用質量，延長其使用壽命具有很好的現實意義。

1 原材料

1）水泥：采用普通32.5#硅酸鹽水泥。

2）聚酯纖維：見表1。

3）集料礦料級配：砂礫石材料取自烏魯木齊附近料場的常見材料（表2）。

4）水：采用烏魯木齊市城市自來水。

2 試驗方法

2.1 試驗過程

采用電子萬能試驗機，100 mm×100 mm×400 mm尺寸的梁式試件進行試驗。試驗設計分別按纖維含量為0‰、0.5‰、1‰、2‰、4‰、6‰分組，采用振動法成型的水泥穩定砂礫試件。測定齡期90天的抗彎拉強度。各纖維含量分設10組平行實驗，以減小干擾，保證誤差在允許范圍之內。

此外，由于絲狀纖維易聚團且遇水后與礦料粘聚現象較為顯著，使得纖維不易與集料拌和均勻，對試驗結果產生較大影響。故，本試驗采用干拌法摻加聚酯纖維，以避免上述情況發生。具體步驟如下：1）按設計級配稱量礦料并簡單拌和至均勻；按試驗設置加入聚酯纖維，與集料充分拌和使纖維均勻分布；3）摻加水泥并充分拌和均勻；4）加入水并快速拌和至無液態水流動狀態，裝入準備好的試模振動成型試件。

試驗操作過程具體如下：1）試件檢查，在跨長1/3的受拉區域內不得有深度超過2 mm、直徑7 mm以上的表面孔洞；2）試件安放在試驗機支座上，按三分點加荷的規定安置支座、壓頭位置，間距尺寸的偏差控制在1 mm內。試件安放好后開動試驗機，在壓頭接近試件時，調整壓頭和支座達到接觸均衡的要求；3）以0.02 MPa/s加荷速度連續均勻加載，直至試件破壞，停止加載。記錄荷載和形變狀況。

2.2 試驗結果

按上述試驗方法測得試件抗彎拉強度見表3。

3 聚酯纖維對水泥穩定砂礫強度的影響規律

圖1纖維含量對抗彎拉強度的影響規律，可見摻加纖維的抗彎拉強度明顯強于未摻加的，且各纖維長度的抗彎拉強度隨纖維摻量的變化有一個明顯的峰值，峰值時纖維含量約1‰。圖2纖維長度對抗彎拉強度的影響規律，可見6 mm長度聚酯纖維對水泥穩定砂礫的抗彎拉強度的增強效果較優其他長度。

由此可見，水泥穩定砂礫摻加聚酯纖維對其性能有明顯的改善，抗彎拉強度明顯的增強。1‰含量6 mm長聚酯纖維，對水泥穩定沙礫抗彎拉強度的增強最為有利，增強約1.58倍。

圖1 纖維含量對抗彎拉強度的影響規律

圖2 纖維長度對抗彎拉強度的影響規律

4 結論

聚酯纖維對水泥穩定砂礫的強度增強效果，隨著聚酯纖維含量的增加變化是，先上升后下落，在聚酯纖維含量約1‰時出現峰值。較不含纖維、6 mm纖維、12 mm纖維得出，試件強度隨纖維長度的變化也成一定的規律性，6 mm聚酯纖維對水泥穩定砂礫強度增強效果最佳。建議，新疆地區水泥穩定砂礫半剛性基層的道路工程中，選用6 mm聚酯纖維，摻量1‰為宜。

項目基金

聚酯纖維水泥穩定砂礫強度試驗研究，項目類別：新疆大學2013年度大學生創新訓練計劃項目。

參考文獻

[1]尚志剛，魏宏.聚酯纖維對水泥穩定碎石的強度影響規律研究[J].中外公路，2012，32（2）.

[2]徐秀維.聚酯纖維對水泥穩定碎石抗彎拉性能影響的試驗研究[J].中外公路，2012，32（6）.

[3]付春梅，施小明.聚酯纖維水泥穩定碎石抗裂性能試驗研究[J].路基工程，2012（3）.endprint