风积沙掺量对水泥稳定级配碎石力学性能与耐久性的影响

为了探讨风积沙替代细集料用于水泥稳定级配碎石基层的可行性,基于室内力学性能试验、干温缩变形试验、动水冲刷试验、间接拉伸疲劳试验和试验段跟踪检测,验证了不同风积沙掺量下水泥稳定级配碎石基层的力学强度、变形特性和耐久性能.结果表明,掺加风积沙对水泥稳定级配碎石混合料力学性能(无侧限抗压强度、劈裂强度、弯拉强度、单轴压缩模量)、变形特性(温缩变形、干缩变形)、水稳定性和耐久性有显著劣化影响,风积沙掺量越大,其对水泥稳定级配碎石混合料性能的劣化影响程度越严重,综合考虑水泥稳定级配碎石混合料的温缩性能、干缩性能和抗冲刷性能及疲劳耐久性,推荐最大风积沙掺量为6％.工程实践表明,将6％风积沙等质量替代细集料应用于水泥稳定级配碎石基层是可行的.研究成果对修筑风积沙水泥稳定级配碎石基层有一定参考价值和指导意义.     

水泥稳定碎石低温强度与干缩特性分析

以研究高寒地区水泥稳定碎石基层材料路用性能为目的,分别研究了在低温环境下,不同的级配、不同类型早强剂对水泥稳定碎石材料无侧限抗压强度和劈裂强度的影响,同时也研究了不同外加剂对水泥稳定碎石材料干缩特性的影响.研究结果表明:0℃和5℃养生,级配偏中值时试件的无侧限抗压强度最佳,掺入C类早强剂7d无侧限抗压强度和劈裂强度最佳,无侧限抗压强度提高了57.8％和99％,劈裂强度分别提高了78％和14％;掺人聚丙烯纤维的水泥稳定碎石28 d累计干缩应变减小了33.3％,抗干缩性能优于膨胀剂.     

水泥稳定钢渣碎石基层材料实验研究

采用钢渣替代碎石,设计了5种配比的水泥稳定钢渣碎石混合料。通过力学和抗裂性能实验,得出钢渣和石料的最佳掺配比例。研究表明,使用钢渣代替局部粗骨料可以大幅提高水泥稳定碎石混合料的抗压强度和劈裂强度。干缩系数随钢渣掺量增大呈现减小趋势,掺加钢渣后能够明显减少因失水产生的干缩变形,但钢渣掺量不能过多,否则会导致水泥稳定碎石混合料温度收缩变形增大。经过综合评估,建议采用粗钢细石(粗集料采用钢渣,细集料采用石灰石)的替代组合。     

钢渣混合土基层材料干缩及抗冻性能研究

为了解钢渣混合土基层材料在环境作用下的响应特性，分别以失水率、干缩应变、干缩系数和冻融质量损失率、冻融残留强度比为指标，开展了干缩和冻融循环试验研究。研究发现，随着钢渣占比的增加，钢渣混合土28 d干缩系数、冻融质量损失率均有所减小，冻融残留强度比先增后减，在钢渣占比50%(质量分数)时达到峰值96.1%,说明合适的钢渣占比既能抑制钢渣混合土的干缩，又赋予其较好的抗冻性能；随着水泥掺量的增加，28 d干缩系数、冻融残留强度比增加，冻融质量损失率减小，表明水泥掺量的增加不利于钢渣混合土的干缩性能但有利于其抗冻性能；土壤固化剂的掺入能改善钢渣混合土的干缩和抗冻性能。SEM分析表明，钢渣占比为50%、水泥掺量为5%配合比的钢渣混合土结构更紧密，8次冻融循环后整体性更好。通过对比不同基层材料的干缩系数和冻融残留强度比发现，钢渣混合土的干缩性能劣于水泥稳定碎石但优于水泥石灰稳定土，抗冻性达到甚至超过水泥稳定碎石。     

水性环氧树脂对废旧材料水稳基层性能影响北大核心CSCD

为改善废旧材料水泥稳定碎石基层性能,在其中掺入水性环氧树脂,通过抗压强度、劈裂强度、弯拉强度和干缩试验,研究了水性环氧树脂对废旧材料水泥稳定碎石性能的影响,构建了干缩系数随失水时间变化的关系模型。结果表明:水性环氧树脂掺加质量分数为4%时,废旧材料水稳碎石7 d抗压强度最高。掺入水性环氧树脂提高了废旧材料水稳基层的劈裂强度和弯拉强度,其90 d劈裂、弯拉强度分别增长了49.87%和37.14%,强度随龄期的增速亦得到提升。水稳碎石基层的累计失水率、累计干缩应变随失水时间的增长而增大,增速由快至慢并趋于平稳。在废旧材料水稳基层中掺入水性环氧树脂后,其累计失水率、累计干缩应变和平均干缩系数分别降低了19.22%,28.00%和10.90%,有效地改善了废旧材料水稳基层的干缩性能。     

低水泥含量级配碎石路用性能试验研究

为研究低水泥掺量对级配碎石路用性能的影响,考虑1%、2%、3%和4%水泥掺量,进行7 d无侧限抗压强度、承载比CBR、抗压回弹模量以及温缩、干缩系数等路用性能指标试验,确定出低水泥含量级配碎石的最佳水泥掺量。结果表明:通过7 d无侧限抗压强度指标确定最佳水泥掺量为3%,抗压强度均为3.65 MPa;3%低水泥含量级配碎石承载比CBR值为435.7%;3%低水泥含量级配碎石抗压回弹模量为900.5 MPa,与普通掺量回弹模量相比,降低了26.45%,有效提高基层韧性抑制反射裂缝扩展;3%低水泥含量级配碎石与普通水泥稳定级配碎石温缩、干缩系数的发展趋势相同,但3%低水泥含量级配碎石对温度和湿度敏感性最弱。     

早强剂对水泥稳定碎石材料干缩特性试验研究

以研究水泥稳定碎石路用材料的干缩特性为目的,在稳定碎石材料中掺入5%的水泥,再按水泥用量的0%、8%、10%、12%、14%、16%的早强剂(ESE-1型)替换水泥,研究不同早强剂掺量的水泥稳定碎石材料的失水率、干缩应变、干缩系数、失水率与干缩应变的关系.研究结果表明:早强剂能够降低材料的失水率、干缩应变、干缩系数,其中早强剂掺量为16%的材料抗干缩能力最强.故早强剂在提高材料早期强度和加快道路施工速度的同时,能够提高水泥稳定碎石材料的抗干缩能力,改善水泥稳定碎石材料因干缩造成的早期病害.     

玄武岩纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石力学性能的影响

通过开展一系列劈裂强度测试、无侧限抗压强度测试和弯拉强度测试,研究了玄武岩短切纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石力学性能的增强作用。龄期为7 d的混合料劈裂试验表明,玄武岩短切纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石的劈裂强度具有显著的增强效果,其中长度为18 mm的纤维对混合料劈裂强度的增强效果优于12 mm、24 mm的纤维。掺加长度18 mm玄武岩纤维的水泥稳定多孔玄武岩碎石,其劈裂强度、无侧限抗压强度、弯拉强度等随着纤维掺量增加先增大后减小;当掺量为碎石质量的0.10%时,纤维对混合料各项力学性能的增强效果最好;随着养护龄期的延长,混合料力学性能不断提升。研究表明掺加玄武岩短切纤维可提高水泥稳定多孔玄武岩碎石的路用性能。     

水泥稳定钢渣碎石基层材料配合比设计及力学强度评价

为有效利用钢渣力学性质,通过室内无侧限抗压试验、CBR试验和浸水膨胀试验优选钢渣碎石级配,并设计水泥稳定钢渣碎石材料水泥剂量,研究钢渣掺量和养生龄期对水泥稳定钢渣碎石力学强度影响规律。研究表明,C级配的钢渣碎石材料击实特性、CBR和浸水膨胀率最优,水泥掺量4%的级配钢渣碎石7d抗压强度满足公路工程基层抗压强度设计要求,且水泥掺量超过4.0%时,抗压强度增长速率降低显著;养生初期,水泥稳定钢渣碎石力学强度随钢渣掺量增加呈线性提高;养生龄期超过7d时,钢渣掺量80%的水泥稳定钢渣碎石力学强度最大;不同钢渣掺量的水泥稳定钢渣碎石力学强度在养生前期增长迅速,养生龄期超过28d时,抗压强度增速减缓。     

水泥钢渣稳定土的路用性能研究与工程应用

在道路材料中应用钢渣是钢渣规模化消纳的重要途径之一,水泥钢渣稳定土是一类新型路面基层材料。本文针对水泥剂量、钢渣掺量对水泥钢渣稳定土抗压强度以及劈裂强度的影响进行了研究,同时还探讨了钢渣掺量对水泥钢渣稳定土干缩性能的影响。结果表明：随着钢渣掺量的增加,水泥钢渣稳定土的无侧限抗压强度和劈裂强度逐渐提高,折压比先增加后降低,干缩系数逐渐降低;随着水泥剂量的提高,水泥钢渣稳定土的28、90 d无侧限抗压强度和劈裂强度逐渐提高,水泥剂量提高至5%(质量分数)时,折压比出现一定幅度的降低。采用配合比(质量分数)水泥外掺5%,钢渣掺量60%,土掺量40%进行工程应用研究,试验段经过现场检测,工程应用效果良好,具有较好的经济效益。     

煤气化渣水泥稳定碎石基层材料性能研究

研究了煤气化渣水泥在水泥稳定碎石基层中的最佳用量以及煤气化渣水泥稳定碎石在不同养护温度下的无侧限抗压强度、劈裂强度和收缩性能。结果表明,掺20%煤气化渣的煤气化渣水泥稳定碎石最佳含水量为6%,最大干密度为2.46 g/cm~3;标准养护条件下煤气化渣水泥稳定碎石基层低于对照组PC32.5水泥稳定基层,但满足7 d无侧限抗压强度规范要求的3～5 MPa;在不同养护温度20,5,0,-5,-5～20℃下,煤气化渣水泥碎石劈裂强度可达0.51,0.32,0.21,0.15,0.39 MPa,与对照组PC32.5水泥劈裂强度几乎一致;掺加煤气化渣的水泥碎石抗收缩性能明显提高,标准养护条件下煤气化渣水泥7,28 d收缩应变比PC32.5水泥分别低约9%和10%。     

煤气化渣水泥稳定碎石基层材料性能研究

研究了煤气化渣水泥在水泥稳定碎石基层中的最佳用量以及煤气化渣水泥稳定碎石在不同养护温度下的无侧限抗压强度、劈裂强度和收缩性能。结果表明,掺20%煤气化渣的煤气化渣水泥稳定碎石最佳含水量为6%,最大干密度为2.46 g/cm³;标准养护条件下煤气化渣水泥稳定碎石基层低于对照组PC32.5水泥稳定基层,但满足7 d无侧限抗压强度规范要求的3～5 MPa;在不同养护温度20,5,0,-5,-5～20℃下,煤气化渣水泥碎石劈裂强度可达0.51,0.32,0.21,0.15,0.39 MPa,与对照组PC32.5水泥劈裂强度几乎一致;掺加煤气化渣的水泥碎石抗收缩性能明显提高,标准养护条件下煤气化渣水泥7,28 d收缩应变比PC32.5水泥分别低约9%和10%。     

磷石膏对水泥稳定碎石基层性能影响研究

为掌握磷石膏对水泥稳定碎石基层性能的影响,通过制备不同磷石膏用量的水泥磷石膏稳定碎石试件,并结合室内试验对其无侧限抗压强度、抗压回弹模量和抗裂性能进行研究。研究表明:随着水泥用量增加,水泥磷石膏稳定碎石7d无侧限抗压强度、抗压回弹模量和干缩应变均逐渐增加;随着磷石膏用量增加,水泥磷石膏稳定碎石7d无侧限抗压强度和抗压回弹模量呈先增加后减小趋势,在用量为6%时性能最好,干缩应变则逐渐降低,抗裂性能变好;磷石膏水化过程随龄期增长逐渐深入,故龄期越长其对水泥磷石膏稳定碎石的强度指标提高作用越明显;采用6%磷石膏取代1%水泥制备的水泥磷石膏稳定碎石强度指标和抗裂性能较好。     

水泥、石灰改良建筑垃圾的击实性能试验研究

选取水泥、石灰作为改良材料,利用击实试验研究含水率、粗骨料掺量、不同改良材料对建筑垃圾骨料压实性能的影响。结果表明:对于水泥改良建筑垃圾骨料,最佳含水率和最大干密度随着粗骨料掺量增加而增加;随着水泥掺量增加,最大干密度先增后减,水泥的最优掺量为5%左右;对于石灰改性建筑垃圾骨料,随着含水率增加,干密度先增后减;随着石灰掺量的增加,最佳含水率增加,最大干密度减小且水敏感性降低,石灰改良效果不如水泥。     

大掺量煤气化炉渣稳定基层混合料的制备及路用性能研究

为解决传统砂石骨料供应不足、工业固废煤气化炉渣大量堆存的问题，本文利用煤气化炉渣、砂砾土制备路面基层材料，探究煤气化炉渣、水泥剂量与砂砾土掺配最佳比例，从力学性能、路用性能及耐久性能方面研究了水泥稳定煤气化炉渣路面基层材料在公路工程中应用的可行性。研究结果表明：最佳配比为煤气化炉渣和砂砾土的质量比为40%∶60%、水泥剂量7%,该配比下水泥稳定煤气化炉渣路面基层材料7 d无侧限抗压强度超过3.0 MPa,劈裂强度超过0.5 MPa,弯拉强度超过1.5 MPa,具有良好的抵抗竖向变形能力；经过5次冻融循环试验后，试件抗压强度损失比B均在90%以上，质量变化率小于5%,且水稳定性良好；经过180 d干缩试验，A组(煤气化炉渣掺量35%、水泥剂量6%)和C组(煤气化炉渣掺量40%、水泥剂量7%)试件累积干缩量均小于2.5 mm,具有较好的干缩应变。采用SEM、XRD观测煤气化炉渣路面基层材料的水化产物种类及空间分布特征，提出煤气化炉渣强度形成机理，得出主要水化产物为水化硅酸钙(C-S-H)凝胶、Ca(OH)₂,有利于基层混合料强度的形成。     

聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的疲劳性能研究

为研究掺聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的疲劳性能,首先根据聚乙烯醇纤维对水泥稳定碎石力学性能的影响规律,确定纤维最佳掺量和长度。基于间接拉伸疲劳试验和Weibull分布,对其疲劳寿命测试结果进行分析并建立疲劳方程。结果表明,聚乙烯醇纤维最佳掺量和长度为0.06%(质量分数)和24 mm;在最佳掺量和长度下,与未掺加纤维的水泥稳定碎石材料相比,聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的无侧限抗压强度提高约24%,劈裂强度提高约26%;对比不掺纤维的水稳碎石材料,其疲劳寿命也呈显著优势,当水泥用量为4%(质量分数)时,掺聚乙烯醇纤维与不掺纤维水泥稳定碎石斜率b之比为0.94~0.99,截距a之比为1.06~1.23。     

不同措施对水泥稳定碎石混合料性能的影响

通过开展抗压回弹模量测试、强度测试、收缩性能测试和耐久性能测试,研究了采用振动拌和技术、掺加玄武岩纤维、掺加膨胀剂以及提高水泥用量四种措施对水泥稳定碎石混合料性能的提升效果,并基于多因素方差分析评价了不同技术措施对水泥稳定碎石混合料各项性能的影响程度。结果表明,这四种措施对水泥稳定碎石混合料性能具有显著影响,增大水泥用量对其强度、抗压回弹模量和耐久性提升效果最为显著,但对抗收缩开裂性能不利。掺加膨胀剂和玄武岩纤维可以显著改善水泥稳定碎石混合料的干缩性能,与31 d龄期的基准水泥稳定碎石混合料相比,干缩系数分别降低57.7%和18.8%。     

建筑垃圾再生骨料在市政道路中的应用研究

本文对比了天然骨料及建筑垃圾再生骨料的水泥稳定混合料性能,并开展再生骨料无机混合料试验路段铺设,确定再生骨料应用于市政道路级配碎石层、底基层、基层的技术可行性。结果表明：再生级配碎石各项性能指标均满足标准要求。水泥掺量3%～6%的再生骨料无机混合料的最佳含水率在12%～15%之间,最大干密度在1.853～1.905 g/cm3之间,7 d无侧限抗压强度满足公路路面基层施工规范的相关要求。试验段密实度、弯沉值、强度均达到设计要求。通过合理的配合比设计,再生骨料水泥稳定无机混合料的性能指标、施工质量均满足规范要求,可参照普通无机混合料的拌合、施工、验收标准进行应用。     

抗裂型水泥稳定碎石基层材料在公路中应用研究

水泥稳定碎石作为半刚性基层被广泛应用道路基层建设中,但基层反射裂缝仍然是困扰路面病害的问题之一。研究通过掺入不同掺量(0%～30%)的铣刨料进行抗裂性水泥稳定碎石基层材料的研究,结合无侧限抗压强度、抗压回弹模量、抗弯拉强度、劈裂强度等试验指标对其路用性能进行综合评判,研究认为铣刨料掺量在15%时可以全面提升水泥稳定碎石材料的抗压强度和抗开裂性能,工程试验段铺筑、检测表明该材料应用的有效性,这对于缓解基础反射裂缝和延长道路使用寿命具有重要借鉴意义。     

粉煤灰对水泥稳定碎石基层路用性能的研究

通过试验证明,粉煤灰不仅可以提高水泥稳定碎石强度,而且在干缩特性、温缩特性、抗冲刷方面均有很好的表现,可以在道路基层中应用。