小九直播回放-有一手生产加工、定做多种聚乙烯板材

  为延长路基常规使用的寿命，保障道路行车安全性与稳定性，本文研究基于最大极限负载计算的路基抗剪强度测试。具体制作三组路基材料，其中L1组由水泥、粉煤灰、碎石组成，L2组由石灰、粉煤灰、碎石构成，L3组则由石灰、粉煤灰及沙砾构成。通过最大极限负载计算方式，测试每组试样的极限负载能力，并通过重型击实试验，测试试样的抗剪强度。经试验测试得知：三组试样中，经过养护后L1组试样的干缩量与干缩应变在三组试样中保持最小，不会轻易产生干缩变形；在养护28d与90d后的单向加载测试下，L1组试样的最大极限负载力均大于140kPa，其他两组试样的负载力均低于L1组，且L1组试样的无侧限抗压强度较大，能保持较高的抗压效果；当处于不同压实度的剪切测试下，L1组试样的抗剪强度、内摩擦角以及黏聚力均保持最高水平。因此，得出采用水泥、粉煤灰、碎石制成的路基材料试样的应用效果最佳。

  路基是道路工程中的重要组成部分，能够承受车辆荷载，将车辆荷载传递到下方的地基中，保证道路的稳定性和安全性；还可以保护地基，减少地基承受车辆荷载的压力和变形，延长地基使用寿命。路基抗剪强度的测试是土工领域中一项重要的研究内容。路基承受着交通运输载荷，其抗剪强度的大小直接关系到道路的使用寿命、安全性和经济效益。路基抗剪强度的测试能够帮助工程师了解路基材料的力学特性，从而指导路基工程的设计和施工。其次，通过路基抗剪强度的测试，可以评估路基的稳定性和承载能力，为道路使用寿命的预测和维护提供科学依据。此外，路基抗剪强度的测试还能促进道路建设技术的发展和革新，推动土工领域的研究和创新。在路基的设计和施工中，需要根据实际情况合理确定路基的抗剪强度，才能够保障路基具有足够的承载能力和稳定性，因此需要及时测试路基的抗剪能力。

  有较多学者对路基材料的抗剪能力进行了研究，例如某学者研究超固结土固结不排水试验抗剪强度分析，该方法测试了超固结低液限粉质黏土的抗剪效果，并测试了其含水率变化情况，但此方法并未测试土体的抗压能力，导致测试结果不够全面；又例如某学者研究基于动力触探确定钙质粗粒料抗剪强度指标方法，该方法通过大型剪切实验测试了钙质粗粒料的抗剪效果，但其测试得到的试样黏聚力并不稳定，导致测试精准度不足。

  路基的最大极限负载指在一定条件下，路基所能承受的最大荷载。通常该负载力受到多种因素的影响，包括路基的材料、厚度、强度、地基条件等。因此，计算路基的最大极限负载情况可以有效反映路基材料的应用效果。为此，本文基于最大极限负载计算，测试路基材料的抗剪强度，为路基施工选取最佳铺设材料。

  本文在研究路基性能中，制备不同的路基材料试件，试验使用原材料为水泥、石灰、粉煤灰及骨料。

  （2）石灰：石灰材料选用熟石灰，通过消解后过9.5mm方孔筛，满足公路路面施工需求标准。

  （3）粉煤灰：试验用粉煤灰为I级粉煤灰，其氧化物含量大于70%，烧失量为6%。

  在测试路基材料的应用效果时，本文制备不同的混合路基材料，验证不同材料的抗剪能力与承载力。

  由表2可知，本文共制备三组不同材料的路基混合材料，分别对比不同混合材料的应用性能。

  将每组试样材料混合后，制成大小为50mm×50mm×200mm的试样，并在养护箱养护90d后，按照《公路路面基层施工技术细则》测试试样的干缩量与干缩应变，评估路基试样的基础性能。

  按照《公路路面基层施工技术细则》测试路基土材料性能，每组试样规格设计为50mm×50mm×200mm，通过压力机静压成型，制作完成后，将全部试样放置在养护箱内进行90d养护。经养护后，通过加载装置对每组试样进行不同程度的单向载荷加载，并分别计算每组试样的最大极限负载力、无侧限抗压强度。

  本文所研究的路基最大极限负载实质上是指路基极限承载力fu，可通过太沙基极限承载力计算公式进行计算，如公式（1）所示：

  公式（1）中，c为路基材料的粘聚力；q为边载；γ为路基材料容重；B为路基基底宽度，Nc、Nq、Nγ依次表示负载力系数。

  将每组材料掺和后进行重型击实试验，按照94%、96%以及98%不同压实度，将每种路基材料压制成150m×150m的试样，测试每组试样的抗剪强度。

  公式（3）中，T为抗剪强度；S表示试样黏结力；为试样内摩阻角；为剪切滑动面上的法向应力。

  采用应变控制式直剪仪对每组试样进行实验。将制备好的试样放置在仪器中，设置剪切加载法向应力分别为50kPa、100kPa、150kPa、200kPa、250kPa、300kPa、350kPa、400kPa，剪切速率设置为0.8mm/min，要求试样在3~5min内完成剪切。

  经过图1步骤的剪切后，即表明试样已被剪损，此时可计算试样剪切强度等指标。

  测试每组试样在养护过程中的干缩量与干缩应变，以此验证试样的基础应用效果。

  根据图2可知，随着养护龄期的增加，每组试样的干缩量与干缩应变均随之上升。其中，L3组试样的干缩量与干缩应变上升幅度相对较大，其在80d时干缩量已达到0.35mm以上。而其他两组试样的干缩量均在0.30mm以下，L1组、L2组试样的干缩应变同样保持较低水平，且L1组试样干缩应变并未呈现大幅度升高。这说明该组试样的在养护过程中的抗裂能力较强，不会轻易发生收缩现象，因此L1组的应用效果要高于其他两组试样。

  在养护龄期28d与90d时分别对试样载荷加载，并计算加载过程中最大极限负载力变化。

  根据图3可知，在28d的养护龄期下，试样的负载力明显低于90d养护后，说明28d的养护不足以让试样达到最佳状态，当试样养护达到90d时，三组试样的最大极限负载力明显处于较高水平。在载荷加载过程中，经28d养护的试样负载力会随着加载强度的上升迅速下降，而90d养护后的试样负载力下降幅度则相对较慢，在三组试样中，L1组试样最大极限负载力始终保持最高水平，说明该组试样的承载效果较强，可在较大载荷下维持良好的路基性能，保障路面稳定。

  根据图4可知，当载荷强度不断加大，每组试样的无侧限抗压强度也会随之降低。其中，L3组试样在载荷等级为0.40kN时的抗压强度下降至5.0MPa以下，此时其他两组试样的抗压强度均处于6.0MPa以上，同时，L2组试样的抗压强度始终低于L1组。因此，载荷加载过程中，L1组始终有良好的抗压能力，则该组试样的承载效果相对较好。

  根据图5可知，在试样测试过程中，当压实度逐渐增大，则试样的抗剪能力也会增强，使抗剪强度一并增大。当压实度为98%时，三组试样的抗剪强度均处于较高水平；而当法向应力增大后，在试样剪切过程中的抗剪强度则会随之提升，说明试样材料经受压后的抗剪能力会逐渐增强。三组试样中，L3组试样的抗剪强度始终最低，而L2组抗剪强度虽然高于L3组，但依然远远低于L1组，因此，使用水泥+粉煤灰+碎石材料制成的路基在受压过程中的抗剪能力最强。

  分析不同压实度状态下，每组试样在法向应力加载过程中的黏聚力变化，当试样黏聚力越高，其黏结效果越强，则可以提升自身的抗剪性能。

  根据图6可知，随着施加给试样的法向应力逐渐增大，试样黏聚力也随之增强。同时，当压实度越大，试样黏聚力越高。当压实度为98%时，三组试样的黏聚力处于最高水平。其中，L3组试样黏聚力由120kPa上升至170kPa以上，L2组试样的黏聚力最高则达到190kPa左右，L1组试样黏聚力最高，在该压实度下达到200kPa以上。可以看出，L1组试样始终保持比较高的黏聚力。因此该组试样在剪切过程中，可以有效保障自身黏结性能，增强抗剪效果。

  分析每组试样在不同压实度与法向应力下的内摩擦角变化，当试样内摩擦角越大，说明其抵抗剪力的能力就越强。

  由表3可知，当压实度越大，试样的内摩擦角就越大。说明在较大的压实度下，L2、L3组试样的内摩擦角在任何法向应力状态下均要低于L1组试样。因此，L1组试样可在剪切过程中保持良好的抵抗能力，使路基更加安全稳定。

  路基抗剪强度的测试在道路建设和维护中具有重要的地位和作用，其研究旨在提高路基工程的质量和效益，为出行提供更加安全、舒适和便捷的道路交通环境。本文研究基于最大极限负载计算的路基抗剪强度测试，制备不一样的材料的路基试样，对每种试样的最大极限负载能力进行计算，并测试试样在剪切作用下的抗剪能力，选取最佳路基材料，保障路基施工安全。在未来研究过程中，可继续向现有路基材料添加复合材料，使其应用效果得到更大程度的优化。