水泥粉煤灰稳定碎石施工性能的试验室研究

通过设计针对水泥粉煤灰稳定碎石击实性能、抗离析性能等施工性能的实验室试验方法与评价指标,系统研究了集料级配、结合料填充系数对水泥粉煤灰稳定碎石混合料施工性能的影响,并分析了其作用机理.结果显示:结合料填充系数的提高有利于提高基层混合料的击实性能、抗离析性能;悬浮型级配有利于混合料击实性能和抗离析性能的提高.在此基础上提出在基于材料施工性能考虑的水泥粉煤灰稳定碎石配合比设计时,结合料填充系数宜大于1.0.     

废弃沥青混合料再生集料半刚性基层材料试验研究

市政道路养护维修时形成的废弃沥青混合料的有效利用是一个亟待解决的问题。将废弃沥青混合料加工的再生集料用于道路基层,是解决废弃混合料的一个有效方法。论证再生集料水泥稳定碎石强度发展规律及再生集料工程应用的可行性,采用无机结合料进行稳定的半刚性基层完全能够满足现行规范市政道路基层的指标要求,是废弃沥青混合料再生利用的一个有效途径。     

不同试件成型方法的水泥稳定碎石混合料宏细微观结构性能

基于不同养护龄期内的无侧限抗压强度试验、劈裂试验、抗压回弹模量试验和间接拉伸疲劳试验,研究成型方式对水泥稳定碎石混合料宏观力学性能和疲劳性能的影响;基于工业CT的无损检测技术和VG软件的三维重构功能,研究试件成型方法对水泥稳定碎石混合料内部粗集料取向角和细微观三维空隙结构的影响。结果表明:室内振动压实成型试件的力学强度和疲劳性能与现场路面芯样吻合度最高,振动压实方法能够最大限度模拟水泥稳定碎石混合料施工现场的碾压效果,更适合水泥稳定碎石混合料的配合比设计。集料取向角、平均空隙直径与无侧限抗压强度、劈裂强度及疲劳寿命之间的线性拟合关系良好,不同成型方法对水泥稳定碎石强度的影响机理在于成型方式改变了集料取向角、平均空隙直径等细微观结构性能。     

SRX稳定碎石骨架密实级配及路用性能

基于垂直振动成型方法(VVCM)研究了粗集料级配对其振实密度的影响,细集料级配对有机高分子聚合物SRX稳定细集料抗压强度的影响,粗、细集料质量比及关键筛孔通过率对SRX稳定碎石抗压强度的影响,以抗压强度最大为原则提出了SRX稳定碎石骨架密实级配,并验证了其路用性能.结果表明:当粒径为19~37.5mm,9.5~19mm,4.75~9.5mm的粗集料质量比为48∶30∶22时,混合粗集料振实密度最大;当筛孔通过率的递减系数I=0.65时,SRX稳定细集料抗压强度最大;当粗、细集料质量比为65∶35时,SRX稳定碎石抗压强度最大;当关键筛孔31.5,19,9.5,4.75,2.36,0.6,0.075mm通过率分别为95.0%~100.0%,64.0%~71.0%,44.0%~52.0%,32.0%~40.0%,22.0%~29.0%,11.0%~18.0%和5.0%~11.0%时,SRX稳定碎石抗压强度最大;与规范级配和水泥碎石级配相比,骨架密实级配SRX稳定碎石抗压强度、劈裂强度至少可分别提高13%和19%.     

粗集料对排水沥青混合料性能的影响

排水沥青混合料为骨架空隙结构,其粗集料的骨架结构对排水沥青混合料的稳定性和耐久性至关重要。为了研究粗集料类型对排水沥青混合料体积特性的影响,选择三种岩性的粗集料(S10、S12),一种TPS改性沥青,通过粗集料骨架间隙率VCA、马歇尔试验、车辙试验、间接拉伸试验、冻融劈裂试验,分析了三种不同粗集料对VCA、满足排水沥青混合料设计空隙率20%时各矿料级配组成的影响,结果表明,为满足排水沥青混合料的骨架结构,以及满足规范要求的高温、低温、水稳定性能,两种粗集料S10和S12的相对用量比例应满足在40∶60~50∶50之间。     

粗集料密度变异对沥青混合料性能的影响研究

通过室内试验,着重研究了在相同级配和油石比的条件下,粗集料密度变化对混合料体积指标及其路用性能的影响。研究表明,矿料级配、油石比、粗集料吸水率不变时,粗集料密度增加,混合料空隙率随之减小;密度值增加0.2g/cm3,混合料空隙率值减小1%;混合料的矿料间隙率变化较小;混合料的高温抗变形能力随之减弱;粗集料密度变异对混合料的水稳定性和低温抗裂性能的影响较小。考虑到沥青混合料空隙率允许范围,建议在混合料的生产过程中,同一批次的粗集料密度允许波动范围为±0.1g/cm3。     

基于贝雷法与泰波法的孔隙型水泥稳定碎石设计

以孔隙率为设计指标,综合了贝雷法和泰波法的混合料设计方法,可以计算出孔隙型水泥稳定碎石中粗集料、细集料用量,进而确定混合料的级配,可用于孔隙型水泥稳定碎石材料设计。采用这一方法完成了孔隙型水泥稳定碎石的设计,通过试验,以有效孔隙率、无侧限抗压强度和劈裂强度为指标,分析了基于贝雷法与泰波法设计的混合料的性能。结果表明:有效孔隙率与理论孔隙率成正相关,以理论孔隙率为设计指标,可以实现较高的有效孔隙率;增加填充料的用量,可以显著提高混合料的无侧限抗压强度和劈裂强度,但随着填充料的增加,其对混合料强度的影响越来越小。     

成型工艺对水泥稳定再生混合料性能影响研究

基于分档掺配理论设计7种水泥稳定再生混合料级配方案,通过振动击实法和重型击实法测定不同级配下水稳再生混合料最佳含水率和最大干密度;选取水泥掺量为3.5%、4.0%、4.5%时,对比振动成型和静压成型工艺,测定水稳再生混合料的7d无侧限抗压强度、28d抗弯拉强度和吸水率,研究级配、成型工艺、水泥掺量对水稳再生混合料性能的影响。结果表明:振动击实法下水稳再生集料的最大干密度较大,最佳含水率较小;振动成型法相比静压成型法水泥稳定再生集料7d无侧限抗压强度提高50%以上,28d抗弯拉强度提高30%以上,吸水率降低10%左右;水泥稳定再生混合料配合比设计过程中,选用天然碎石20～30mm完全替代建筑垃圾再生集料,10～30mm作为骨架结构,选用再生集料0～5mm完全替代天然石屑作为填充,水泥稳定再生混合料的力学性能最佳。     

级配对乳化沥青冷再生混合料强度的影响

采用垂直振动成型方法制备圆柱体试件,研究了矿粉、机制砂和9.5~19.0mm粗集料掺量对乳化沥青冷再生混合料强度的影响.结果表明:矿粉掺量(质量分数,下同)小于5%时,随矿粉掺量增加,冷再生混合料力学强度增大,但增大速率逐渐变缓,矿粉掺量大于3%时,与不掺加新集料乳化沥青冷再生混合料相比,其力学强度至少可提高5%;随机制砂掺量增加,冷再生混合料力学强度先增大后减小,机制砂掺量为20%时,混合料马歇尔稳定度、干湿劈裂强度和冻融劈裂强度均达到峰值,力学强度至少可提高17%;随9.5~19.0mm粗集料掺量增加,冷再生混合料干湿劈裂强度先增加后减小,当9.5~19.0 mm粗集料掺量为20%时,冷再生混合料力学强度至少提高19%.因此,考虑材料经济性问题,建议冷再生混合料中矿粉掺量为3%,机制砂掺量为20%,9.5~19.0mm粗集料掺量为20%.     

水泥稳定碎石强度的影响因素研究

水泥稳定碎石基层虽然具有良好的性能,但由于季节性冰冻地区,冬季气温低,在冻融循环和行车荷载共同作用下,水泥稳定碎石基层的强度会降低,并且影响行车的舒适性。本文对两种产地的集料分别进行物理力学性质试验,测定集料物理力学性质指标,并对所用水泥进行性质检验。分析各种水泥稳定碎石混合料组成结构类型的特点,结合研究的目的选定拟采用的混合料组成结构类型,确定要求级配范围。根据集料筛分试验结果,利用试算法计算并调试各种集料的比例,确定混合料的级配。