基于离散元的水泥稳定碎石级配设计理论及强度与收缩特性影响规律研究

来源：中国血液净化杂志2025年第6期北京时间：

作者：崔纲, 李程, 王魏魏, 王选仓, 卫奥忠, 孙乐瑞, 王晨昊

单位：1. 长安大学　公路学院，陕西　西安　710018","2. 交通运输部，北京　100736","3. 机械工业勘察设计研究院有限公司，陕西　西安　710043

摘要：<p>骨料级配对水泥稳定碎石基层性能影响显著，深入系统分析不同级配设计理论的差异及骨料级配对其强度和收缩特性的影响规律具有重要工程指导意义。采用计算机视觉、离散元模拟以及室内试验的方法，对比验证了不同级配设计理论（<i>n</i>法、<i>k</i>法、分形理论、逐级掺配法）最优级配空隙率差异；开展了不同最大粒径（31.5、26.5、19.0 mm）对材料强度、温缩和干缩特性的影响规律研究。研究结果表明：4种级配设计方法中，<i>k</i>法（<i>k</i>=0.73）设计级配在相同压实度条件下能够达到最小空隙率及最大7 d抗压强度；水泥稳定碎石材料的空隙率与强度呈线性负相关，同样压实度下，最大粒径与强度呈显著负相关；随着最大粒径增大，水泥稳定碎石材料具有更好的抗干缩特性，在0 ℃以下，最大粒径越大，温度收缩越小；水泥稳定碎石材料从拌和到压实的延迟时间对其强度有显著影响，拌和后1 h内，7 d抗压强度随静置时间延长下降明显。研究成果揭示了最大粒径对水泥稳定碎石材料性能的影响规律，还为骨架密实型水泥稳定碎石基层材料的级配设计优化、施工工艺改进及收缩特性预测提供了一定参考。</p>

关键词：路面工程,水泥稳定碎石,离散元模拟,级配理论,强度,收缩