水泥稳定碎石缩裂机理及在级配设计中应用

为了提高水泥稳定碎石抗裂性能,分析了水泥稳定碎石缩裂机理和组成结构对其影响,提出了水泥稳定碎石级配设计思路和骨架密实型水泥稳定碎石基层材料设计方法。室内外试验研究结果表明:与规范中悬浮密实级配水泥稳定碎石相比,骨架密实型水泥稳定碎石的抗压强度和抗拉强度分别提高了55%和37%,温缩系数和干缩系数分别降低了17.8%和31.5%,试验路平均横向裂缝间距提高了近1倍左右。研究结论:骨架密实型水泥稳定碎石具有良好的路用性能,尤其是抗裂性能,有着良好的应用前景。     

骨架密实型水泥稳定碎石基层的配置与施工研究

基于骨架密实型水泥稳定碎石基层抗裂性不足这一现实,公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)中提出了骨架密实型水泥稳定碎石基层级配。结合232省道江阴段改建工程(江阴市芙蓉大道西段含扬子江路LM-A1)半刚性基层骨架密实型水泥稳定碎石配合比设计和施工质量控制。通过室内相关试验以及现场检测结果,初步探究了骨架密实型水泥稳定碎石基层施工质量控制的关键点。     

基于模糊正交法的水泥稳定碎石集料级配优选

集料级配是影响水泥稳定碎石路用性能的重要因素。为了优选出强度高、抗裂性好的水泥稳定碎石混合料集料级配,采用正交试验设计方法,对经验级配范围内16种集料级配的水泥稳定碎石试件分别进行无侧限抗压强度、劈裂强度和干缩等物理力学试验,并运用模糊正交的理论和方法对试验结果进行了分析评判。结果表明:粒径大于13.2 mm粗集料和2.36 mm细集料的多少直接关系到混合料骨架密实型结构形成,对水泥稳定碎石基层综合路用性能影响最大;靠近经验级配范围下限的水泥稳定碎石混合料无侧限抗压强度、劈裂强度和最大干缩应变等路用性能较好。     

季冻区多指标水泥稳定碎石性能评价及级配优选

鉴于级配对水泥稳定碎石基层性能的显著影响,以强度、抗冻及抗裂性能为目标导向,针对季冻区水泥稳定碎石基层进行级配设计和优选。在水泥用量为5%时,对4个设计级配分别采用无侧限抗压强度试验、冻融循环试验、干燥收缩试验、温度收缩试验和回弹模量试验,分析级配类型对水泥稳定碎石基层各项使用性能的影响。综合考虑水泥稳定碎石的各性能指标,优选性能最佳的级配。研究结果表明:水泥用量一定时,级配对水泥稳定碎石的强度有较大影响,关键粒径比在一定范围内与水泥稳定碎石长期强度有较好的相关性;骨架结构的抗裂性明显优于悬浮结构;细集料含量多的级配抗裂性和抗冻性能差,回弹模量小;模糊综合评价法可在考虑多指标下对水泥稳定碎石进行级配优选。     

掺加RAP的骨架密实型级配碎石性能

为了解决沥青路面回收料(reclaimed asphalt pavement,RAP)在级配碎石中应用的问题,研究了RAP对骨架密实型级配碎石性能的影响.在室温(22℃)条件下,采用UTM-100对纯碎石及掺加RAP的骨架密实型级配碎石进行了动态模量、抗剪强度和永久变形对比试验.依据试验结果,分析了RAP对级配碎石性能的影响.研究表明,掺加RAP后,骨架密实型级配碎石动态回弹模量显著增大,平均增幅9.3%,模量增幅受围压和偏压围压比不同程度的影响,其中偏压围压比的影响较围压更为显著.抗剪强度有所减小,且应力软化阶段应力下降速率较慢.在发生剪切破坏时,与不掺加RAP的级配碎石具有相似的剪胀特征.轴向永久变形随RAP的加入显著增大,表明抵抗永久变形能力有所下降.     

磁化水水泥稳定碎石基层材料干缩特性研究

为研究磁化水水泥稳定碎石基层材料的干缩特性,确定生产磁化水水泥稳定碎石基层材料合适的磁化条件,使用普通水和GMX公司生产的GMX400、GMX800、GMX848型磁水器生产磁化水,拌和生产水泥剂量为5%,级配为骨架密实结构的水泥稳定碎石基层材料,进行干缩试验,研究不同磁化条件下的磁化水水泥稳定碎石基层材料与普通水水泥稳定碎石基层材料31d龄期干缩应变发展规律。研究发现,磁化水水泥稳定碎石基层材料抗干缩性能明显增强;使用3个GMX800型磁水器,水流速度225mL/s为生产磁化水水泥稳定碎石基层材料最合适的磁化条件,在该磁化条件下生产的磁化水水泥稳定碎石基层材料干缩应变比普通水水泥稳定碎石基层材料干缩应变可减小79.2%。     

水稳碎石基层取芯临界强度与整体性质量评价时机

为了确定水稳碎石基层合理的整体性质量评价时机,消除养生条件、级配类型和设计强度(水泥剂量)的影响,弥补采用固定龄期法则评价施工质量的局限性,采用振动成型方法成型3种类型级配、3种水泥剂量的大型试件,并采用3种养生路径养生后进行钻芯和劈裂强度试验,建立成熟度与劈裂强度的关系.结果表明:水泥剂量(质量分数)对取出完整芯样的龄期有很大的影响,5.5%水泥剂量的试样,3种级配在7 d龄期均能取出完整的芯样,而水泥剂量为4.5%时,悬浮-密实级配在14 d才能取出完整芯样,当水泥剂量为3.5%时,3种级配类型的水泥稳定碎石均不能在7 d取出完整致密芯样;级配越趋于悬浮-密实,芯样侧壁越不致密,悬浮-密实级配水泥剂量必须达到5.5%以上,才能在7 d龄期取出致密芯样,否则需增加养生龄期;水泥稳定碎石能否取出完整致密芯样与其劈裂强度密切相关,当劈裂强度达到取芯临界劈裂强度时,则能取出完整致密芯样;不同养生路径下的水稳碎石劈裂强度与成熟度曲线有较好的双曲线关系.基于取芯临界劈裂强度及劈裂强度与成熟度的关系曲线,提出了取芯临界成熟度标准.采用取芯临界成熟度科学地确定水泥稳定碎石基层的整体性评价时机是可行的.     

骨架密实型二灰稳定碎石配合比设计方法研究

在大量室内试验及理论分析的基础上,通过正交试验方法确定了二灰砂浆的最佳材料组成比例,推荐了二灰稳定碎石混合料中粗集料的最佳级配,提出了适用于骨架密实结构二灰稳定碎石材料的粗、细集料比例确定的计算方法.采用该法设计了石灰、粉煤灰、石料比例为5:12:83的骨架密实结构二灰稳定碎石,并在室内对材料配比相同的悬浮密实结构二灰稳定碎石进行了力学性质的对比试验,试验结果表明骨架结构二灰稳定碎石的抗压强度、抗压模量大于相应的悬浮密实结构二灰稳定碎石,劈裂、抗折强度和抗折回弹模量相近.     

半刚性材料配合比设计及力学性能研究

深入研究分析水泥石灰粉煤灰稳定类与石灰粉煤灰稳定类和水泥稳定类的抗裂性能具有重要的意义。本文在砂砾骨架级配确定的基础上,进行了三灰砂砾细集料级配试验研究,分析细集料级配对三灰砂砾抗裂性能的影响。在级配研究的基础上,选用抗裂性能好的级配,进行常用的半刚性基层结合料最佳配合比试验研究,从而优化石灰粉煤灰砂砾、水泥粉煤灰砂砾以及水泥石灰粉煤灰砂砾配合比。最后,研究了纤维的掺量、截面形状、界面粗糙度对三灰砂砾劈裂强度的影响。     

细集料含量对低掺量水泥稳定级配碎石性能的影响分析

低水泥掺量稳定级配碎石结构层能有效改善路面结构受力特点和基层收缩特性，为研究低水泥掺量稳定级配碎石细集料关键筛孔2.36 mm通过率对其性能的影响，保持粗集料用量相对不变，改变细集料的掺配比例，通过力学性能试验检测分析低水泥掺量稳定级配碎石的无侧限抗压强度、劈裂强度、CBR、抗压回弹模量和干燥收缩情况。结果表明：细集料含量过少会形成骨架空隙结构，降低混合料的力学性能；为保证混合料的密实度，在低水泥掺量稳定级配碎石混合料的级配设计中，2.36 mm筛孔的通过率宜取22%。     

水泥稳定碎石施工机械设备选型与匹配研究

机械设备的选型和匹配是优化机械设备合理组合、实现机械化高效施工的关键.研究了水泥稳定碎石基层施工机械的选型原则和配置要求,并通过工程实例研究了机械设备的选型与匹配,总结了适合水泥稳定碎石基层施工的施工机械设备匹配方法,得出了施工设备配置数量.     

低水泥剂量稳定级配碎石基层典型结构分析

目的找寻适应不同交通等级的合理的低水泥剂量基层沥青路面结构．方法拟定低水泥剂量级配碎石基层沥青路面结构,利用有限元软件计算以低水泥剂量稳定级配碎石取代半刚性基层后对弯沉、沥青层底拉应力等设计指标的影响,并结合交通荷载分析各结构层厚度组合合理性．结果轻交通等级下,推荐使用5cm普通沥青混凝土面层＋22cm水泥质量分数为3％的低水泥剂量稳定级配碎石单基层;中交通等级下,推荐采用上基层厚度大于15cm的水泥质量分数为2．5％的低水泥剂量稳定级配碎石,半刚性下基层厚度至少为20cm结构组合形式;重交通等级下,推荐采用15cm水泥质量分数为2．5％的低水泥剂量稳定级配碎石上基层和15cm＋20cm半刚性双基层结构组合．结论在重、中交通荷载作用下,合理的低水泥剂量级配碎石基层能够在防治反射裂缝同时,较好地满足交通荷栽需求．     

水泥低活性粉煤灰碎石路用性能的试验研究

目的解决道路基层存在水泥稳定类材料易产生裂缝、二灰稳定类材料存在早期强度不足的问题.方法采用水泥低活性粉煤灰碎石作为路面基层材料,对水泥低活性粉煤灰碎石进行配合比设计以及通过系统的室内试验研究分别对水泥低活性粉煤灰碎石、石灰低活性粉煤灰碎石、水泥稳定碎石的物理力学性能进行分析与评定.结果试验结果表明,水泥低活性粉煤灰碎石的早期强度远远大于石灰低活性粉煤灰碎石的强度,接近于水泥碎石的强度.水泥低活性粉煤灰碎石的早期干缩应变比石灰低活性粉煤灰碎石、水泥碎石小,后期干缩应变比石灰低活性粉煤灰碎石、水泥稳定碎石要大.结论试验所用水泥低活性粉煤灰碎石材料不仅早期强度高,而且抗裂性能较好,可广泛应用于沈阳地区.     

水泥浆体／碎石界面性能的交流阻抗研究

提出了用交流阻抗谱方法来研究水泥浆体／碎石界面的性能。通过比较交流阻抗谱的三个参数来确定水混浆体／碎石界面效应的大小。     

水泥固化土应力应变关系特性研究

对水泥固化风沙土进行三轴试验,分析水泥固化土的应力应变关系特性和固化机理.研究表明,应力-应变εa/（σ1-σ3）～εa关系,在不同水泥固化剂掺量情况下,3种围压均表现出很好的线性关系.水泥固化剂掺量相同的情况下,随着围压的增加斜率减小.水泥固化土应力应变关系曲线为双曲线形式,并且符合土的非线性弹性模型中的邓肯一张模型,选取邓肯一张模型作为水泥固化土的本构模型,其中切线模量Et的确定是通过对应力应变关系来确定其破坏比Rf、初始切线模量E、试验中的终值强度（σ1-σ3）f3个参数来完成.水泥固化剂掺入风沙土,使得土中形成坚固的核心,在所有的空隙中形成水化水泥的致密空间网络骨架结构,使得水泥固化土具有较好的整体强度和水稳定性.     

贫混凝土基层力学特性

目的研究贫混凝土基层的力学特性和材料特性．方法通过室内配合比试验,测定了强度特性、浸水、干湿循环和冲刷稳定性等．结果贫混凝土强度随水泥用量的增加而增大,振捣贫混凝土强度与水泥用量符合良好的对数关系,碎石贫混凝土强度高于砂砾贫混凝土;多孔贫混凝土的强度与空隙率有关,空隙率越小,强度越大,碎石多孔贫混凝土强度大于砂砾多孔贫混凝土．经过浸水试验、干湿循环试验,贫混凝土基层强度基本保持不变,抗冲刷性能优于其他基层材料．结论贫混凝土基层具有优异的强度特性和良好的稳定性．     

固化吹填泥砂混合物的力学性能与微观结构分析

中国沿海地区吹填造地过程中产生大量低成本的淤泥和吹填砂.同时,此类地区建设公路中却需要大量高成本水泥稳定碎石等建筑材料.针对此类问题,本文采用不同类型的固化剂固化淤泥和吹填砂混合物替代传统公路修筑材料,研究了固化后泥砂混合物的无侧限抗压强度及其微观结构.结果表明:相对于水泥固化剂,本项目研发的固化剂可大幅度提高固化泥砂混合物的强度;其机理是新型固化剂可形成更多的胶凝和膨胀性产物,其中有机化合物可通过聚合反应形成有机分子链,包裹泥砂混合物颗粒,密实土体结构.     

水泥标号和石子粒径对工程造价的影响

通过对不同水泥标号之间和不同石子粒径之间配制的混凝土造价的比较计算，得出它们对工程造价影响的结果，目的是提醒工程造价审计人员在审计工程竣工结算时注意工程实际所用的水泥标号和石子粒径。     

粉煤灰对水泥稳定碎石材料力学性能的影响

针对国内外对于水泥粉煤灰稳定碎石材料的力学性能研究不够完善、系统,力学参数不够合理、材料无法推广应用等问题,通过系统研究粉煤灰对水泥稳定碎石材料的早期强度、长期强度、劈裂强度以及回弹模量等力学性能的影响,探讨了粉煤灰对水泥稳定碎石材料的力学性能影响规律,为水泥粉煤灰稳定碎石材料的改性机理研究、合理力学设计参数研究提供了必要的基础。