的影响
第29卷第9期
2007年9月
武汉理工大学
JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHN()IY
V o1.29No.9
Sep.2007
集料级配对多孑L混凝土透水基层材料性能的影响
杨志锋一，刘中华3，梁永胜4，吴宪杰5，马威，周明凯1，沈卫国
(1.武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉430070;2.交通部公路科研所，北京100088;
3.内蒙古赤峰市巴林右旗公路段，赤峰024000;
4.内蒙古高等级公路建设开发有限公司，呼和浩特010000;
5.内蒙古赤峰市松山区公路段，赤峰024000)
摘要：研究了0—4.751TI1TI颗粒的比例，粗集料最大粒径以及9.5—475rnin颗粒在粗集料中的比例对多孔混凝土
透水基层抗压强度的影响.研究表明：即使多孔混凝土透水基层的水泥用量仅150kg/m3，当4.75Inin通过率控制为
10%一15%的条件下，所配制的多孔混凝土透水基层不仅具有较高的强度，还具备了良好的透水性能；最大粒径增加，强
度降低，透水性增加；粗集料的9.5㈣通过率控制在20%左右时，颗粒粒子之间基本没有干涉，配制的多孔混凝土透水
基层强度最大.
关键词：集料级配；通过率；最大粒径；强度；渗透系数
中图分类号:U414文献标志码:A文章编号:1671—4431(2007)09—0126—04 InvestigationontheEffectoftheAggregateGradationonthe
PropertyofthePerviousPorousConcreteRoadBaseMaterial
Y ANGZhi-feng,L,Zhong-hua,LIANGY ong-sheng,Xian-jie,
MAWei,ZHOUMing-kai,SHENWei—guo
(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan4 30070,China;
2.ResearchInstituteofHighwayMinistryofCommunication,Beijing100088,China;
3.ChifengBalinyouqiHighwayAdministrationofInnerMongolia,Chifeng024000,China;
4.High—gradeHighwayConstructionDevelopingLtdofInnerMongolia,Huhhot010000,China;
5.ChifengSongshanRoadAdministrationofInnerMongolia,Chifeng024000,China) Abstraction:Theaggregategradationoftheporousconcreteissignificantfactorwhichdeter minesthepropertyofit.The
effectsoftheproportionof0—4.75rnlTlparticle.themaximumsizeoftheco&rseaggregateandtheproportionofthe9. 5—
4.75nllTlparticleinthecoarseaggregateonthepropertiesoftheporousconcreteareinvestiga tedinthispaper.Resultindicated
that:theporousconcretewithonly150kg/m3cementhashighstrengthandsatisfyingpermea bilitywhentheaggregatehasa
passingratioof4.75rnlTlaround10%一15%,withtheincreaseofthemaximumsizeoftheaggregate,thestrengthoftheag—gregateincreasesandthepermeabilitydecrease.Whentheproportionofthe9.5—4.75nllTlpaticleinthecoarseaggregateis
about20%,thereorenointerferenceamongtheparticles,thestrengthoftheperviousporousco ncretereachithighest
strength.
Keywords:aggregategradation;passingratio;maxiumsize;strength;permeability
半刚性基层材料具有整体强度高，稳定性好，板体性好且经济等特点，被广泛应用于高等级公路基层或
底基层[.但是半刚性材料抗冲刷能力差，渗透水，重轮载和大交通量的共同作用会导致动水冲刷和唧浆
现象，并引起路面结构的提早水破坏[.为了解决这个问题，国内外开始采用透水基层来迅速排除渗入路
收稿日期:2007—06—10.
作者简介：杨志锋(1964一)，男，博士生，高级工程师.Email:***************
第29卷第9期杨志锋，等：集料级配对多孔混凝土透水基层材料性能的影响127 面结构中的水_3_3.现阶段研究和应用比较典型的透水基层材料主要有3种：沥青稳定碎石，水泥稳定碎石和
多孔混凝土.相比其他2种材料，多孔混凝土作为透水基层材料具有更多优点，比如强度高，干缩小，抗冲刷
性能好等[4-6].与普通混凝土不同，多孔混凝土一般不含或少含细集料，由集料表面包裹一薄层水泥浆体相
互胶结成为整体，形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，具有良好的渗透性.集料是决定多孔混凝土性能的关键土壤保水剂
因素之一，集料的级配和颗粒状态不仅影响多孔混凝土的强度，而且与其透水性，空隙率等性能也密切相
关[6,.作者通过调整集料最大粒径，细集料掺量和4.75—9.5mm粒级碎石含量配制多孔混凝土透水基层
材料，并对其性能进行了研究.
1实验
1.1原材料
表1华新P.032.5级水泥物理力学性能
表观密度/堆积密度/捣实密度/振实密度/压碎指针片状含含泥量/泥块含吸水率/ (kg?m一)(kg?m一)(kg?m一)(kg?m一)标/%N/%%量/%% 27141459163317151017≤1.0≤0.50.543
水泥：华新P.032.5级水
泥；碎石：武汉华新搅拌站4.75—
26.5mm级配碎石；机制砂：福
刚石料厂机制砂.水泥和碎石的
性能分别见表1，表2，碎石和机
制砂颗粒筛分结果见表3，表4.
表34.75—26.5lnnl碎石筛分结果
筛孔尺寸/mm4.752.361.180.60.30.150.075
通过百分率/%10074.442.122.09.94.11.8
1.2方案
试验中固定水泥掺量为150kg/m3.1)以集料的4.75mm通过率为控制指标，相应地调整机制砂的掺
量;4.75rnrn通过率依次控制为 2.55%(A0组，未掺机制砂),5%(A1组,2.58%机制砂),10%(A2组,
8.28%机制砂),15%(A3组,14.65%机制砂),20%(A4组,21.81%机制砂);2)选取不同最大粒径的碎石
(单一粒级：分别为B1组,19—37.5mm;B2组,16—31.5mm;B3组,9.5—19.0rnrn)配制多孔混凝土,
4.75mmN过率控制在10%;3)将碎石分为9.5—26.5rnrn和
4.75—9.5rnrn两档，按不同比例混合调节碎石中9.5rnrn通过
率分别为0%(C1组),10%(C2组),20%(C3组)和30%(C4
组)；加入机制砂，控制集料的4.75iTffn通过率为10%.
1.3成型方法
试验中均采用'/,150rnrnX150iTffn的圆柱体试件；使用振动
mvr蒸发浓缩台振动成型，试件上方配重质量5kg，振动时间为40S.
1.4渗透系数测试方法
渗透系数利用自行研制的常水头渗透仪进行测试，渗透仪
芯撑
装置见图1.
2结果与分析
图1多孔混凝土渗透仪
2.1机制砂掺量的影响
通过引入机制砂来调节集料的4.75mm通过率.图2是不同4.75mm通过率的多孔混凝土透水基层
的性能.
由图2和表5可以看出：机制砂的掺量显着地影响了多孔混凝土的强度和透水性能.随着机制砂掺量
128武汉理工大学2007年9月
的增加，多孔混凝土的7d,28d抗压强度相应地增大；但是渗透系数却急
剧降低，由4.75mm通过率为2.55%时的5.37cm/s减少到20%时的
1.41cm/s.多孔混凝土是骨架空隙结构，主要依靠胶凝材料的胶结作用交
和集料之间的内摩擦力形成强度，集料与集料之间近于点接触.机制砂茸
的引入，在降低多孔混凝土空隙率的同时，也增加了集料之间的接触点数条形刷
量，相应的强度就越大.由于机制砂主要填充在粗集料的骨架空隙中，不车顶横杆
仅减少了空隙数量，同时也减小了连通孔隙的尺寸，使得多孔混凝土的透
水性能随着机制砂掺量的增加而显着降低.
由试验结果来看,4.75mm通过率控制
在10%一15%时.多孔混凝土透水基层不仅
具备较高的强度,7d和28d抗压强度分别
达到了4.75mm通过率10%时的5.58
MPa,6.21MPa和15%时的6.85MPa,
7.09MPa；还具有良好的透水性能，渗透系
隧道式搪瓷烧结炉数在1.83—3.17cm/s之间.
2.2最大粒径的影响
4.75mm通过率/%
图2机制砂掺量对多孔混凝土透水
基层抗压强度的影响
表5机制砂掺量对空隙率和透水性能的影响
采用3种单粒级粗集料配制多孔混凝土透水基层，与4.75—26.5ITIITI连续级配集料配制的多孔混凝土
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