沥青路面复合式水泥冷再生基层混合料性能研究

采用无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、干缩应变、温缩系数综合评价复合式再生基层水泥稳定碎石混合料的强度特性与变形性能,通过冻融循环试验、控制应力弯曲疲劳试验,研究不同面层与基层再生料掺配比例下水泥冷再生混合料的水稳定性与抗疲劳耐久性。结果表明,随着面层与基层再生料掺配比例的增大,复合式水泥冷再生混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度逐渐降低,温缩应变和干缩应变增大,同时冻融稳定性与疲劳耐久性随面层与基层再生料掺配比例的增大而显著降低,因此建议RAP掺配比例不超过50%为宜。     

含轻质砖的水泥稳定再生集料性能研究

研究了轻质砖再生细集料掺量对水泥稳定砖混再生集料混合料无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冲刷性能与收缩性能的影响。结果表明:随轻质砖再生细集料掺量增加,混合料的最佳含水率大幅增大,最大干密度大幅降低,无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量与抗冲刷性能均下降;混合料的干缩应变和温缩应变随轻质砖与水泥掺量的增加而增大,轻质砖再生细集料掺量对混合料干缩影响较大,而水泥掺量对混合料温缩影响较大,粗型级配混合料的上述性能均优于其它2种级配混合料。全砖混再生集料水泥稳定混合料可用于各等级公路路面基层,当需要掺入轻质砖再生细集料时,其掺量应控制在20%以内。     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗裂性能研究

为了研究聚丙烯纤维水泥稳定碎石的抗裂性能,对聚丙烯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石梁式试件进行了干缩试验、温缩试验和抗弯拉试验,采用干缩能抗裂系数和温缩能抗裂系数作为抗裂性的评价指标,对材料的抗裂性能随养护龄期、纤维掺量以及水泥掺量变化的规律进行了分析.结果表明,聚丙烯纤维的掺入可显著地增强水泥稳定碎石的抗干缩开裂性能和抗温缩开裂性能;随养护龄期的增长,聚丙烯纤维水泥稳定碎石的抗干缩开裂性能逐渐增强,而抗温缩开裂性能有略微的减小;在纤维体积分数小于0.1%的范围内,随着纤维体积分数的增加,水泥稳定碎石的抗干缩、抗温缩开裂性能均逐渐增强;随水泥掺量的增加,聚丙烯纤维水泥稳定碎石的抗干缩、抗温缩开裂性能均有逐渐减小的趋势.     

乳化沥青水泥稳定级配碎石路用性能试验研究

以两种级配、两种乳化沥青掺量的乳化沥青水泥稳定级配碎石与同级配水泥稳定级配碎石进行路用性能对比试验,通过对无侧限抗压强度试验、劈裂强度试验、抗压回弹模量试验、干缩试验、温缩试验及冻融试验的结果分析得出:掺加乳化沥青后,会减少水泥稳定碎石的刚度,有利于延缓裂缝的产生,抗干缩性能明显提高,温缩系数略有增大,但增大幅度很小,影响不大,抗冻性能也有所改善。随之对乳化沥青的改性机理进行了分析,最后通过对以上试验的综合分析,加之以经济性的考虑,选定2#级配且乳化沥青4%掺量为优选级配。     

掺聚丙烯纤维水泥粉煤灰稳定碎石基层性能研究

通过干缩试验与温缩试验,对掺加聚丙烯纤维前后水泥粉煤灰稳定碎石基层的强度、抗裂性以及耐久性进行对比分析,指出加入聚丙烯纤维对水泥粉煤灰稳定碎石基层的路用性能有明显的改善作用。     

掺聚丙烯纤维的水泥稳定碎石材料抗裂性能研究

针对沥青路面结构中水泥稳定碎石基层材料的开裂问题,提出在水泥稳定碎石材料中掺加聚丙烯纤维来改善其物理力学性能,特别是抗裂性能。通过室内试验研究了材料的劈裂强度、弯拉强度及温缩干缩性能;利用ABAQUS有限元软件对采用掺聚丙烯纤维的水泥稳定碎石材料的路面结构进行了应力计算分析;最终通过试验路的摊铺与观测验证了掺聚丙烯纤维的水泥稳定碎石的抗裂性能,具有一定的理论意义和工程价值。     

片麻岩骨架密实型水泥稳定碎石的研究与应用

利用武英高速公路沿线片麻岩进行水泥稳定碎石基层试验,研究不同级配和不同击实、成型方法对片麻岩水泥稳定碎石混合料的性能影响规律,试验结果表明:片麻岩骨架密实型水泥稳定碎石具有较高的抗压强度和间接抗拉强度,较低的干缩系数和温缩系数。武英高速公路路面基层上基层水泥掺量选用4.5%,下基层水泥掺量选用3.5%,水泥掺量均比悬浮型密实型级配设计低0.5%。武英高速公路路面基层检测结果表明,片麻岩骨架密实型水泥稳定碎石能够满足基层强度设计要求,改善基层抗裂性能。     

水泥掺量和颗粒级配对碎石基床冻融特性影响的试验研究

基于水泥稳定碎石在寒区高速铁路路基基床中应用的工程背景,借鉴公路行业水泥稳定碎石工程性能评估方法并结合寒区高速铁路路基基床的特点,通过一系列室内试验,深入研究和分析了水泥掺量、颗粒级配对碎石基床压实效果、冻胀性能、渗透性能、冻融耐久性能和温干缩指标的影响规律。研究结果表明:试验配比条件下,水泥稳定碎石基床各项压实指标均满足或超过高铁路基基床压实标准。较大粒径土颗粒的缺失,削弱了水泥稳定碎石试样的冻胀敏感性,提高了渗透性,降低了强度和水稳定性;水泥的掺加有效地弥补了粒径缺失导致的强度降低现象,但却增大了温缩、干缩变形;抗压强度随冻融次数的增加呈现整体衰减的趋势,并在经历10次冻融后趋于稳定。工程实践中,建议选用细粒土含量3%、水泥掺量3%的级配碎石作为非渗水性基床填料,去除0.5 mm以下颗粒、水泥掺量3%的级配碎石作为渗水性基床填料。     

水泥稳定碎石基层的抗裂稳定性研究

针对水泥稳定碎石基层在湿度、温度变化时易产生收缩裂缝这一缺陷,在集料、各种水泥基本性能试验结果的基础上,开展了考虑收缩因素的水泥稳定碎石集料级配组成设计研究.对9种集料级配的水泥稳定碎石分别进行无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度、干缩及温缩试验,探求集料级配组成对水泥稳定碎石强度和变形稳定性的影响规律,提出了收缩性能改善、干缩量减少的可供工程使用的水泥稳定碎石集料级配组成设计方案,这对提高水泥稳定碎石基层的抗裂性能具有重要意义.     

乳化沥青—水泥稳定碎石半柔性基层性能研究

基于马歇尔试验与击实试验,对乳化沥青—水泥稳定碎石进行配合比设计,确定混合料组成材料的合理掺量。试验结果表明,水泥对混合料的强度和抗裂性能有显著影响,最佳水泥掺量为2%;混合料中流体为8%时,混合料最大干密度达到峰值;三种级配的混合料低温性能和水稳定性差异较大,悬浮密实型级配的低温性能和水稳定性较好,具有较高的抗压强度和回弹模量,细集料过多对于混合料强度的形成有不利影响。     

聚酯纤维对水泥碎石抗裂性影响的试验研究

为有效解决水泥碎石材料易产生裂缝的问题,将聚酯纤维掺加到水泥碎石中以防止其收缩开裂,据此设计制作了收缩应变测试装置.通过干、温缩和劈裂强度试验,研究了聚酯纤维对水泥碎石收缩开裂和劈裂强度的影响,获得了干缩系数、温缩系数、劈裂强度随着纤维长度、纤维掺量的变化规律,并阐述其根本机理,提出了聚酯纤维适宜的掺加长度.研究结果表明:聚酯纤维防治水泥碎石收缩裂缝的效果显著;纤维掺量为0.5‰时,随纤维长度的增长,干缩系数逐渐减小,而劈裂强度在50mm长度左右出现峰值;掺加聚酯纤维的适宜长度为50mm,此时随着掺量的增加,温缩系数呈现逐渐减小的趋势.     

水泥稳定砖与混凝土再生集料混合料的疲劳性能

研究了水泥稳定砖与混凝土再生集料(RBCA)混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度与抗压回弹模量等基本物理力学性能,并开展了水泥稳定RBCA混合料的四点弯曲疲劳试验;基于Weibull分布确定了混合料的疲劳寿命预估模型,分析了RBCA掺量对混合料疲劳性能的影响.结果表明:随着RBCA掺量的增加,水泥稳定RBCA混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度与抗压回弹模量均先增大后减小,弯拉强度也具有类似规律;相同级配与水泥剂量下,混合料的疲劳寿命随着RBCA掺量的增加而增大,且RBCA掺量较小时其混合料疲劳寿命增幅较大,后续增幅变小;加入RBCA可提高水泥稳定碎石混合料的抗疲劳性能.     

橡胶粉水泥稳定碎石基层收缩性能试验研究

为了研究橡胶粉水泥稳定碎石基层的抗裂性能,测试了不同橡胶粉掺量水泥稳定碎石基层的无侧限抗压强度、干缩应变、干缩失水率、温缩应变和温缩失水率.结果表明,当橡胶粉掺量在0～8%时,橡胶粉水泥稳定碎石基层与未掺橡胶粉的水泥稳定碎石基层相比,7d、28d无侧限抗压强度略有降低,但能够满足设计强度要求;掺入橡胶粉,能够有效地降低水泥稳定碎石基层的干缩应变和失水率、温缩应变和失水率,从而减少水泥稳定碎石基层的收缩.当橡胶粉掺量在5%～8%时,改善水泥稳定碎石基层收缩性能效果最为显著.     

回收粉尘掺配水泥级配碎石干缩性能试验研究

为了研究沥青拌合站回收粉尘对水泥级配碎石干缩性能的影响,拟定质量分数为1%~5%粉尘掺量对其进行干缩试验,并与基本型(0%粉尘)水泥稳定级配碎石进行对比分析,结果表明,小于3%的掺回收粉尘的水泥稳定碎石平均干缩应变变化小,建议掺量不大于3%。     

聚丙烯纤维增强水泥稳定碎石基层材料的抗冲刷性能

应用材料试验系统(MTS)研究了聚丙烯纤维增强水泥稳定碎石基层材料抗冲刷性能随聚丙烯纤维掺量、聚丙烯纤维长度、水泥掺量、养护龄期以及冲刷时间变化的规律,并从材料结构组成、强度理论以及断裂损伤理论三方面分析了材料的抗冲刷机理.结果表明:在10 Hz正弦交变集中荷载作用下,养护14 d聚丙烯纤维增强水泥稳定碎石基层材料20 min时的冲刷速率可用来评价其抗冲刷性能;合理配比的聚丙烯纤维增强水泥稳定碎石基层材料的抗冲刷性能较普通水泥稳定碎石基层材料提高30%以上.     

水泥稳定碎石收缩性能研究

通过正交试验对水泥稳定碎石混合料进行强度和收缩性能的研究,从水泥用量、外加剂掺量、集料级配和粉煤灰含量等方面来研究因素水平变化对混合料收缩性能的影响规律,从而设计出具有一定强度和良好抗裂性能的水泥稳定碎石混合料。     

纤维级配碎石性能研究

在级配碎石中掺加纤维,以提高其路用性能;采用振动成型方法,以劈裂强度为标准,优化了纤维种类、掺量及长度;采用自行开发的级配碎石剪切仪,系统研究了纤维级配碎石抗剪强度的影响因素;同时,对纤维级配碎石的抗车辙能力进行了研究.结果表明:在50kPa的围压下,掺加纤维的级配碎石抗剪强度最大可提高2.7倍;含水量增大,纤维级配碎石抗剪强度减小;压实度提高,纤维级配碎石抗剪强度增大;相比之下,小粒径纤维级配碎石抗剪强度较大;纤维的掺加显著提高了级配碎石的抗车辙能力;优化的纤维能够均匀分散于级配碎石混合料中;纤维级配碎石基层路表弯沉小于普通级配碎石基层的路表弯沉,表明这种柔性路面可用于重载交通.     

高水泥剂量对水泥稳定碎石基层的性能影响分析

为研究高水泥剂量对水泥稳定碎石半刚性基层的力学性能、干缩及温缩特性的影响,通过5种水泥剂量成型水泥稳定碎石试件,分别进行无侧限抗压强度试验、抗折试验,同时对不同水泥剂量的水泥稳定碎石30 d内的干缩特性进行观测,在5种环境温度变化条件下测试其温缩特性。结果表明,水泥掺量的增多能够显著提升水泥稳定碎石的抗压和抗弯拉强度,加剧水泥稳定碎石的干缩和温缩。5～15℃环境下水泥稳定碎石的温缩系数最小。考虑到强度提升效果以及干缩、温缩特性,研究结果推荐:在适宜的施工及养护温度(5～15℃)下,高水泥剂量稳定碎石的适宜水泥用量可控制在9.5%左右。     

矿粉稳定钢渣基层材料干缩温缩性能试验研究

为合理利用建筑废弃物—钢渣,研究矿粉稳定钢渣用作基层材料可行性,解决半刚性基层材料易开裂等问题。通过试验,对不同矿粉掺入量的矿粉稳定钢渣基层材料进行室内干缩温缩试验,分析时间及温度对其干缩温缩性能的影响,并对水泥稳定碎石、水泥稳定钢渣进行对比分析。试验结果表明:不同的矿粉剂量对矿粉稳定钢渣干缩温缩性能有影响,矿粉剂量越高,矿粉稳定钢渣干缩温缩系数越大。干缩系数随时间呈先增大趋势,30 d后趋于平缓。温缩系数随温度升高呈先降低后升高趋势,0℃的温缩系数最低;混合料干缩系数:水泥稳定钢渣矿粉稳定钢渣水泥稳定碎石,混合料温缩系数:矿粉稳定钢渣水泥稳定碎石水泥稳定钢渣。     

复掺早强剂对水泥稳定碎石基层性能的影响

以水泥稳定碎石的1 d无侧限抗压强度高为优选原则,在单掺三乙醇胺（TEA）和硫酸钠（NS）试验的基础上再进行复掺试验,并结合交互作用检验筛选出3组最佳复配掺量;通过干缩应变试验、温缩应变试验、冻融循环试验研究复掺早强剂对水泥稳定碎石耐久性的影响;通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）分析进一步研究早强剂改善水泥稳定碎石性能的作用机理。结果表明,TEA和NS对水泥稳定碎石抗压强度的影响存在交互作用,2.0%NS与1.0%TEA复掺的改善效果最优,复掺TEA和NS可有效提高水泥稳定碎石的强度,改善材料的干缩应变和抗冻性能;早强剂可加速水泥水化,促进稳定碎石中凝胶成分的形成。