Direct tensile failure of cementitiously stabilized crushed rock materials

摘要

Tensile behaviour plays a very significant role in the performance of cement-stabilized pavements under traffic, as well as under environmental loading. This paper reports the results of direct tensile strength tests undertaken using new equipment. The tests were performed on specimens of crushed basaltic rock stabilized with three binders, namely, general purpose Portland (GP) cement, general blended (GB) cement, and alkali activated slag (AAS), with application rates of 2%, 3%, and 4% by dry weight. Some tests were conducted by adding 6% and 15% highly plastic clay to crushed basaltic rock. The tests showed that while the tensile strength increased with curing time, the failure tensile strain decreased. The ratio of unconfined compressive strength to tensile strength decreased with curing time, but it stabilized within the range 8-12 after about 7 days of curing. For AAS and GB cement, the failure tensile strain decreased with curing time, stabilizing at about 50 microstrains after 7 days of curing, whereas for GP cement, the failure tensile strain did not change significantly during curing, displaying a value around 40 microstrains. The test results also indicated that the presence of reactive fine-grained soil may have had a significant adverse effect on the potential for cracking in the stabilized pavement materials.Key words: pavement materials, cement stabilization, tensile strength, cracking potential.Le comportement en traction joue un rôle significatif dans la performance des chaussées stabilisées au ciment et soumises au trafic ou à d'autres charges environnementales. Cet article fait état des résultats d'essais de traction directe entrepris au moyen d'un nouvel équipement. Les essais ont été réalisés sur des spécimens de roc de basalte concassé stabilisé avec trois liants, nommément du ciment Portland artificiel « GP », du ciment Portland composé « GB » et du ciment de laitier alcalisé « AAS », avec un taux d'application de 2 %, 3 % et 4 % du poids sec. Certains essais ont été réalisés en ajoutant 6 % et 15 % d'argile fortement plastique au roc de basalte concassé. Les essais ont montré que quoique la résistance en traction a augmenté avec le temps de mûrissement, la déformation à la rupture en traction a diminué. Le rapport de la résistance à la compression sans étreinte « UCS » sur la résistance en traction a diminué avec le temps de mûrissement, mais s'est stabilisé dans une plage de 8 à 12 après environ 7 jours de mûrissement. Pour le ciment AAS et GB, la déformation à la rupture en traction a diminué avec le temps de mûrissement, se stabilisant à environ 50 microdéformations après 7 jours de mûrissement, alors que pour le ciment GP, la déformation à la rupture en traction n'a pas changé de façon significative au cours du mûrissement, avec une valeur d'environ 40 microdéformations. Les résultats des essais ont aussi indiqué que la présence de sols à grains fins réactifs peut avoir eu un effet défavorable significatif sur le potentiel de fissuration dans les matériaux de chaussées stabilisés. Mots-clés : matériaux de chaussées, stabilisation au ciment, résistance à la traction, potentiel de fissuration.[Traduit par la Rédaction]