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摘要：本文选用一定的技术方法以水泥沥青砂浆为研究对象，对加载速率下的关键影响因素与影响程度及规律这两大方面的基本内容作出了较为详细的分析与阐述，并据此論证了加载速率对水泥沥青砂浆力学性能关键影响，为水泥沥青砂浆在经济社会中的发展指明了方向。 关键词：水泥沥青砂浆 CAM 加载速率 力学性能 HAC LAC
伴随着现代科学技术的发展与经济社会进程不断加剧，一种将水泥与沥青配比在一起的胶凝材料——水泥沥青砂浆作为新兴的有机与无机复合材料，不仅在结构性能上得到合理硬化，也使得这一材料体系的可塑性、弹力性均有所提升。目前这种水泥沥青砂浆作为工程材料的一种广泛应用在现代交通运输铁路建设项目中，在动力传承与受力结构的优化中发挥着关键作用。加载速率对水泥沥青砂浆力学性能的影响可以从以下几个方面进行分析。 一、加载速率对水泥沥青砂浆力学性能的影响研究的必要性分析 一般来说，在水泥沥青砂浆的应用过程中，加载速率变化速度越快，所观测到的强度、受力程度也就越明显，并且砂浆的弹性模量也会随着应力——应变速率的提高而有所增加。水泥沥青砂浆（CAM）将浆体硬化处理的水泥同破乳再凝合的沥青按一定的比例混合在一起，并在各行业领域发挥着胶凝填合的作用。在这一功能实现的过程中，水泥与沥青之间的质量比例发挥着最至关重要的作用。在当前技术支持下，低mA/mC质量比与高mA/mC质量比的水泥沥青砂浆在力学性能实现方面显现出了不同的弹力性能与可塑性性能。 这两种水泥沥青砂浆在不同应力——应变控制下的加载速率曲线数值及变化趋势均有所不同，这也使得CAM的弹性模量、峰值应力在加载速率变化下的基本研究规律有所不同，显现出的力学性能也就具有不同的发展应用空间。据此，相关工作人员通过对加载速率下水泥沥青砂浆相应力学性能的影响因素及规律分析，可以使其无论在高速频率或是低速频率作用下的物理结构性能及整体质量都能得到合理应用与发挥。
二、加载速率对水泥沥青砂浆力学性能的影响因素分析 弹性模量与峰值应力是加载速率对水泥沥青砂浆力学性能显现的最关键因素，对这两种因素的分析需要结合相应的模拟型规律进行研究。具体而言，可以分为以下两个方面。 （一）加载速率对水泥沥青砂浆弹性模量的影响。一般来说，水泥沥青砂浆的弹性模量对加载速率的敏感程度介于Newton流质液体与Hooker定制固体这两者之间。将LAC与HAC性质弹性模量下的力学性能的表现形式进行综合分析是判定这一因素在加载速率控制下影响程度的最关键标准。据此，对水泥沥青砂浆力学性能的定向规律描述可以按如下步骤进行分析。 1.按水泥沥青砂浆的结构特性，对分析所需的模拟材料构建出标准固定模型是加载速率对整个弹性模量规律进行分析的第一步骤。 2.据上述模型可以构建出趋向模量与松弛时间之间的比例关系，并以正余弦相关原理为依据得出弹性模量在加载速率下的一般性变化趋势，同时可以依照加载速率的趋近范围不同，得出弹性模量的不同变化趋势。具体而言，当在EC= E∞+η2（E1-E∞)/（E1+E2）×[exp（t2/T）-exp（t1/T）/exp（t1+t2）/T×（t2-t1）公式作用下t1、t2均无限趋向与1；然而当EC= E∞+η2（E1-E∞)/（E1+E2）×[exp（t2-t1/T）-1/exp（t2/T）/（t2-t1）公式作用下t2（t1）/T均趋向与0.这种变化对比也揭示了加载速率与水泥沥青砂浆弹性模量之间的正相关变化趋势关系。 （二）加载速率对水泥沥青砂浆峰值应力的影响。一般来说，构成水泥沥青砂浆的硬质水泥浆体与复合型沥青材料的结构决定了这一材质砂浆性能的发挥。这也使得CAM在宏观、微观两大方面受压应力影响下的形态表现有所不同。具体而言可以分为以下几点。 1.在LAC受压过程中，就宏观而言，受压压力的最高点会适时产生应力的集中，并在持续压力到达水泥沥青砂浆受力极限时发生裂纹破损。当沥青在这一结构中的配比不足时，裂纹危害就无法得到沥青的保障与合理规避。就微观而言， 在LAC的准静态受压过程中，在受压压力集中点的周围会间或形成各种破损潜在纹路，这一纹路会伴随着受压应力的极限扩张而逐步扩大。一般来说，加载速率在逐步提高的过程中，裂纹生长的趋势也会逐步加大，其峰值应力也与之成正相关比例发展。 2.在HAC受压过程中，就宏观而言，沥青成分含量过高会使得外力加载程度趋向与极限状态下的水利沥青砂浆受力结构由单一浆体受力演变为结构较为密实的整体受力。这种整体受力的结构容易使横向的膨胀变形在较高的可塑性性能作用下，使峰值应力的变化程度趋向与缓慢，更改进了LAC性质下极易发生的裂纹损坏故障。就微观而言，HAC受力挤压时受到自身可塑性与流动性的双重影响使其内含的骨料与凝胶材料会在一定程度上相分离。这种变形加载速率不仅会随着弹性模量的增大而增大，也使得HAC材质的受力极限承载度会随着加载速率的变化成正相关发展。 三、加载速率对水泥沥青砂浆力学性能的影响程度分析 一般状态下，对加载速率在水泥沥青砂浆力学性能中的分析需要以低mA/mC质量比与高mA/mC质量比不同的弹力性能与可塑性性能为依据进行研究分析，弹性模量、峰值应力与各相关力学性能之间的影响程度分析可以概括成以下几点。
（一）低mA/mC材质下的CAM不论是在弹性模量还是峰值应力因素中的影响程度均比高mA/mC材质下的CAM更为明显，CAM所显现出的材料结构及特性均有所不同。 （二）在水泥沥青砂浆作业环节所处温度一定的状态下，加载速率与CAM弹性模量、峰值应力之间变化成正相关发展趋势，但其变化程度则有着显著的不同。一般而言，低mA/mC材质的水泥沥青砂浆在加载速率变化一定的基础上，其增减变化程度非常小；而同一变化状态下的高mA/mC材质增减幅度则特别明显。这也就意味着加载速率力学性能的实现受塑性材质的影响大于非塑性材质。 （三）一般来说，高mA/mC材质的水泥沥青砂浆会在加载速率突破这一材质可受力极限的状态下，使其在可塑——非可塑这一周期中实时转化。这一力学性能的实现也会使得相关领域在加载速率一定的状态下对水泥沥青砂浆的应用向着多元化方向发展。
参考文献：
[1] 王发洲.刘志超.胡曙光.高涛.邹进忠.掺沥青乳液水泥体系的凝结时间对CA砂浆性能的影响. [J].建筑材料学报.2008.（02）.
[2] 黄进峰.李永兵.罗海荣.崔华.蔡元华.段先进.张济山.喷射沉积AZ31镁合金微观组织与力学性能. [J].北京科技大学学报.2008.（04）.
[3] 龙宪海.阳能军.王汉功.基于声发射技术的30CrMnSi钢断裂机理研究. [J].材料工程.2011.（01）.
[4] 阎培渝.王强.高温养护对钢渣复合胶凝材料早期水化性能的影响. [J].清华大学学报（自然科学版）网络预览.2009.（06）.
伴随着现代科学技术的发展与经济社会进程不断加剧，一种将水泥与沥青配比在一起的胶凝材料——水泥沥青砂浆作为新兴的有机与无机复合材料，不仅在结构性能上得到合理硬化，也使得这一材料体系的可塑性、弹力性均有所提升。目前这种水泥沥青砂浆作为工程材料的一种广泛应用在现代交通运输铁路建设项目中，在动力传承与受力结构的优化中发挥着关键作用。加载速率对水泥沥青砂浆力学性能的影响可以从以下几个方面进行分析。 一、加载速率对水泥沥青砂浆力学性能的影响研究的必要性分析 一般来说，在水泥沥青砂浆的应用过程中，加载速率变化速度越快，所观测到的强度、受力程度也就越明显，并且砂浆的弹性模量也会随着应力——应变速率的提高而有所增加。水泥沥青砂浆（CAM）将浆体硬化处理的水泥同破乳再凝合的沥青按一定的比例混合在一起，并在各行业领域发挥着胶凝填合的作用。在这一功能实现的过程中，水泥与沥青之间的质量比例发挥着最至关重要的作用。在当前技术支持下，低mA/mC质量比与高mA/mC质量比的水泥沥青砂浆在力学性能实现方面显现出了不同的弹力性能与可塑性性能。 这两种水泥沥青砂浆在不同应力——应变控制下的加载速率曲线数值及变化趋势均有所不同，这也使得CAM的弹性模量、峰值应力在加载速率变化下的基本研究规律有所不同，显现出的力学性能也就具有不同的发展应用空间。据此，相关工作人员通过对加载速率下水泥沥青砂浆相应力学性能的影响因素及规律分析，可以使其无论在高速频率或是低速频率作用下的物理结构性能及整体质量都能得到合理应用与发挥。
二、加载速率对水泥沥青砂浆力学性能的影响因素分析 弹性模量与峰值应力是加载速率对水泥沥青砂浆力学性能显现的最关键因素，对这两种因素的分析需要结合相应的模拟型规律进行研究。具体而言，可以分为以下两个方面。 （一）加载速率对水泥沥青砂浆弹性模量的影响。一般来说，水泥沥青砂浆的弹性模量对加载速率的敏感程度介于Newton流质液体与Hooker定制固体这两者之间。将LAC与HAC性质弹性模量下的力学性能的表现形式进行综合分析是判定这一因素在加载速率控制下影响程度的最关键标准。据此，对水泥沥青砂浆力学性能的定向规律描述可以按如下步骤进行分析。 1.按水泥沥青砂浆的结构特性，对分析所需的模拟材料构建出标准固定模型是加载速率对整个弹性模量规律进行分析的第一步骤。 2.据上述模型可以构建出趋向模量与松弛时间之间的比例关系，并以正余弦相关原理为依据得出弹性模量在加载速率下的一般性变化趋势，同时可以依照加载速率的趋近范围不同，得出弹性模量的不同变化趋势。具体而言，当在EC= E∞+η2（E1-E∞)/（E1+E2）×[exp（t2/T）-exp（t1/T）/exp（t1+t2）/T×（t2-t1）公式作用下t1、t2均无限趋向与1；然而当EC= E∞+η2（E1-E∞)/（E1+E2）×[exp（t2-t1/T）-1/exp（t2/T）/（t2-t1）公式作用下t2（t1）/T均趋向与0.这种变化对比也揭示了加载速率与水泥沥青砂浆弹性模量之间的正相关变化趋势关系。 （二）加载速率对水泥沥青砂浆峰值应力的影响。一般来说，构成水泥沥青砂浆的硬质水泥浆体与复合型沥青材料的结构决定了这一材质砂浆性能的发挥。这也使得CAM在宏观、微观两大方面受压应力影响下的形态表现有所不同。具体而言可以分为以下几点。 1.在LAC受压过程中，就宏观而言，受压压力的最高点会适时产生应力的集中，并在持续压力到达水泥沥青砂浆受力极限时发生裂纹破损。当沥青在这一结构中的配比不足时，裂纹危害就无法得到沥青的保障与合理规避。就微观而言， 在LAC的准静态受压过程中，在受压压力集中点的周围会间或形成各种破损潜在纹路，这一纹路会伴随着受压应力的极限扩张而逐步扩大。一般来说，加载速率在逐步提高的过程中，裂纹生长的趋势也会逐步加大，其峰值应力也与之成正相关比例发展。 2.在HAC受压过程中，就宏观而言，沥青成分含量过高会使得外力加载程度趋向与极限状态下的水利沥青砂浆受力结构由单一浆体受力演变为结构较为密实的整体受力。这种整体受力的结构容易使横向的膨胀变形在较高的可塑性性能作用下，使峰值应力的变化程度趋向与缓慢，更改进了LAC性质下极易发生的裂纹损坏故障。就微观而言，HAC受力挤压时受到自身可塑性与流动性的双重影响使其内含的骨料与凝胶材料会在一定程度上相分离。这种变形加载速率不仅会随着弹性模量的增大而增大，也使得HAC材质的受力极限承载度会随着加载速率的变化成正相关发展。 三、加载速率对水泥沥青砂浆力学性能的影响程度分析 一般状态下，对加载速率在水泥沥青砂浆力学性能中的分析需要以低mA/mC质量比与高mA/mC质量比不同的弹力性能与可塑性性能为依据进行研究分析，弹性模量、峰值应力与各相关力学性能之间的影响程度分析可以概括成以下几点。
（一）低mA/mC材质下的CAM不论是在弹性模量还是峰值应力因素中的影响程度均比高mA/mC材质下的CAM更为明显，CAM所显现出的材料结构及特性均有所不同。 （二）在水泥沥青砂浆作业环节所处温度一定的状态下，加载速率与CAM弹性模量、峰值应力之间变化成正相关发展趋势，但其变化程度则有着显著的不同。一般而言，低mA/mC材质的水泥沥青砂浆在加载速率变化一定的基础上，其增减变化程度非常小；而同一变化状态下的高mA/mC材质增减幅度则特别明显。这也就意味着加载速率力学性能的实现受塑性材质的影响大于非塑性材质。 （三）一般来说，高mA/mC材质的水泥沥青砂浆会在加载速率突破这一材质可受力极限的状态下，使其在可塑——非可塑这一周期中实时转化。这一力学性能的实现也会使得相关领域在加载速率一定的状态下对水泥沥青砂浆的应用向着多元化方向发展。
参考文献：
[1] 王发洲.刘志超.胡曙光.高涛.邹进忠.掺沥青乳液水泥体系的凝结时间对CA砂浆性能的影响. [J].建筑材料学报.2008.（02）.
[2] 黄进峰.李永兵.罗海荣.崔华.蔡元华.段先进.张济山.喷射沉积AZ31镁合金微观组织与力学性能. [J].北京科技大学学报.2008.（04）.
[3] 龙宪海.阳能军.王汉功.基于声发射技术的30CrMnSi钢断裂机理研究. [J].材料工程.2011.（01）.
[4] 阎培渝.王强.高温养护对钢渣复合胶凝材料早期水化性能的影响. [J].清华大学学报（自然科学版）网络预览.2009.（06）.